氨浸鉬渣氧壓堿浸工藝研究

施友富，王淑芳

（1.中鐵資源集團(tuán)有限公司，北京 100039）（2.安徽省冶金科學(xué)研究所有限公司，安徽合肥 230011）

1 概況

鉬是重要的稀有金屬，世界鉬資源儲(chǔ)量較少，而且分布極不平衡，主要集中在中國(guó)、美國(guó)、智利、加拿大和俄羅斯等國(guó)家。據(jù)2010年美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局出版的《礦物商品摘要》報(bào)導(dǎo)，2008年全球鉬儲(chǔ)量870萬(wàn)t，基礎(chǔ)儲(chǔ)量2 180萬(wàn)t，其中中國(guó)儲(chǔ)量330萬(wàn)t、基礎(chǔ)儲(chǔ)量810萬(wàn)t，居世界第1位［1］。

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)鉬系列產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)迅速，作為制取金屬鉬及其制品（如鉬粉、鉬條、鉬片、鉬絲、鉬桿等）的重要中間產(chǎn)品——鉬酸銨，在國(guó)內(nèi)取得了快速發(fā)展，其產(chǎn)量也急劇上升。目前，在我國(guó)的鉬酸銨生產(chǎn)廠家中，大多數(shù)生產(chǎn)廠家仍采用傳統(tǒng)或改進(jìn)的工藝流程生產(chǎn)鉬酸銨，四鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 四鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程圖

由圖1可以看出，氨浸渣來(lái)自鉬酸銨生產(chǎn)氨浸工段。鉬酸銨生產(chǎn)的氨浸渣渣率在15％～20％，呈弱堿性，渣中除含有鉬酸銨、MoO3、MoO2、MoS2，還含有難溶的鉬酸鹽（主要為Ca、Fe、Cu和Pb的鉬酸鹽）和大量的SiO2，渣含鉬3％～15％，必須加以回收［2］。

目前氨浸渣中鉬的回收方法主要有鹽酸分解法、蘇打燒結(jié)焙燒法和高壓堿浸法等。近年來(lái)相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)和實(shí)踐證明，加壓浸出是一種穩(wěn)定而有效的單元操作，可達(dá)到減少環(huán)境污染、提高技術(shù)指標(biāo)、節(jié)能降耗和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。本文研究采用氧壓堿浸工藝從氨浸渣中提取有價(jià)金屬鉬。

2 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用的原料為國(guó)內(nèi)某鉬酸銨廠的氨浸渣，鉬的物相分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 氨浸渣鉬的物相分析結(jié)果 ％

試驗(yàn)所用的輔助原料為工業(yè)碳酸鈉和氧氣。

3 試驗(yàn)原理

氨浸渣中的氨不可溶鉬，當(dāng)用氧作氧化劑，高溫高壓下在Na2CO3介質(zhì)中進(jìn)行如下反應(yīng)：

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 浸出溫度的影響

試驗(yàn)條件：氧分壓200 kPa、時(shí)間2 h、液固比2∶1、加堿量為鉬化學(xué)反應(yīng)理論量的2.5倍，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬的浸出率隨浸出溫度的升高而增加，其原因是，提高溫度可增大反應(yīng)速率常數(shù)，另一方面可促進(jìn)氧鍵的斷裂，使溶解的氧分子裂解為氧原子。由圖2可見(jiàn)，180℃時(shí)鉬的浸出率可達(dá)96％以上，再增加浸出溫度效果不明顯。

圖2 浸出溫度對(duì)鉬浸出率的影響

4.2 加堿量的影響

試驗(yàn)條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、時(shí)間2 h、液固比2∶1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 理論加堿量對(duì)鉬浸出率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬的浸出率隨鉬化學(xué)反應(yīng)理論純堿量的增加而升高，超過(guò)理論量的2.5倍時(shí)，鉬的浸出率增加效果不明顯。

4.3 氧分壓的影響

試驗(yàn)條件：浸出溫度180℃、時(shí)間2 h、液固比2∶1、加堿量為鉬化學(xué)反應(yīng)理論量的2.5倍，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 氧分壓對(duì)鉬浸出率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬的浸出率隨氧分壓增加而升高。在不加入氧氣時(shí)，氨浸渣中的硫化鉬、低價(jià)氧化鉬和純堿在反應(yīng)條件下基本不反應(yīng)，鉬浸出率低。在氧分壓200 kPa時(shí)，鉬的浸出率可達(dá)96％以上，再增加氧分壓，鉬的浸出率增加效果不明顯。

4.4 液固比的影響

試驗(yàn)條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、時(shí)間2 h、加堿量為鉬化學(xué)反應(yīng)理論量的2.5倍，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 液固比對(duì)鉬浸出率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨液固比的增大，鉬的浸出率增加。液固比1.5∶1時(shí)，鉬的浸出率可達(dá)92％以上，但漿體的流變特性較差；液固比2∶1時(shí)，鉬的浸出率可達(dá)96％以上，漿體的流變特性明顯改善。

4.5 浸出時(shí)間的影響

試驗(yàn)條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、液固比2∶1、加堿量為鉬化學(xué)反應(yīng)理論量的2.5倍，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬的浸出率隨浸出時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，浸出時(shí)間超過(guò)2 h，鉬浸出率增加效果增加不明顯。

圖6 浸出時(shí)間對(duì)鉬浸出率的影響

本研究采用氧壓堿浸工藝處理氨浸鉬渣，在浸出溫度180℃、時(shí)間2 h、氧分壓200 kPa、液固比2∶1、純堿量為化學(xué)反應(yīng)量的2.5倍時(shí)鉬的浸出可達(dá)96％以上，浸出液可以采用離子交換、萃取等工藝富集。

采用氧壓堿浸工藝處理氨浸鉬渣，具有鉬浸出率高、減少環(huán)境污染和增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。

［1］U.S.Geological Survey.Minaral commodity summaries 2010［M］.2010：107.

［2］ 施友富，張邦勝.鉬酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)三廢治理過(guò)程中的鉬回收［J］.有色金屬，2005，（8）：67.