攀西釩鈦磁鐵礦中鈧浸出實驗研究

劉 猛

(廣東省礦產應用研究所冶金研究室，廣東 韶關 512026)

攀西釩鈦磁鐵礦中鈧浸出實驗研究

劉 猛

(廣東省礦產應用研究所冶金研究室，廣東 韶關 512026)

攀西釩鈦磁鐵礦經選礦綜合條件獲得的鈧精礦產品輝石、角閃石，屬難浸含鈧礦物。該礦樣含Sc2O3：0.0063%，最終確定浸出工藝條件：添加劑PX藥劑的用量為礦重50%，焙燒溫度為900～950℃，焙燒時間3h，高溫焙燒完成后再用水攪拌浸出洗堿，浸出液固比4∶1，水浴保溫80℃，浸出時間：3 h；Sc的浸出率達到91%～93%。突破了從含鈧輝石、角閃石中難浸出鈧的技術瓶頸，為含鈧礦物中提取鈧的后續研究奠定了基礎。

鈧精礦；鈧；浸出

鈧(Sc)作為一種重要的戰略金屬，在地殼中的分布很分散，尚未發現單獨存在可供開采的礦藏[1]。目前，世界上有工業意義的鈧來源主要從鈾釷礦、鎢礦、稀土礦、釩鈦磁鐵礦等副產品回收。

我國鈧資源豐富，儲量居世界第一。有效地開發利用我國的鈧資源在國民經濟中有重要意義。鈧作為一種新的金屬材料在激光技術、新型光源、航空航天、微電子技術等領域都有廣泛應用[2]。鈧作為一種典型的稀散金屬，在地殼中的含量極小且高度分散，絕大部分的鈧分散伴生于其他礦物中，并且含量甚微，分離和提取較為困難。

提取金屬鈧目前常用的方法包括溶劑萃取法、化學沉淀法和離子交換法等。目前主要是通過從鈦白粉生產的廢液中回收和提取鈧、從氧化鋁赤泥中回收鈧、從鎢渣中回收鈧等典型的生產工藝[3-4]。為了實現從釩鈦磁鐵礦選礦尾礦經選礦預富集普通輝石中浸出、提取分離富集并制得高品位的氧化鈧產品，本文研究了一種先火法預處處理、后濕法浸出處理該物料，鈧浸出的方法。

1 試樣的采取與制備

本項目樣品由選礦研究室提供，為選礦工藝條件確定后，采用選礦綜合條件獲得的鈧精礦產品，鈧精礦產品化學多項分析結果及鈧精礦產品主要礦物組成分別見表1、表2。

表1 鈧精礦產品化學多項分析結果

表2 鈧精礦產品主要礦物組成

由鈧精礦的主要礦物組成成分可知：鈧精礦主要由輝石和角閃石組成，二者合計占85%以上；從鈧精礦的化學多項分析結果數據表明,礦物中Fe、Ca、Si、Mg、Al、Ti元素的含量較高。

2 浸出試驗研究

2.1 探索試驗

鈧精礦主要由輝石和角閃石組成，查閱文獻資料可知，輝石廣泛存在于火成巖和變質巖中，是常見的造巖硅酸鹽礦物。在探索性試驗中我們采用了各種方法對該礦進行了浸出試驗，以確定該礦最有效的浸出條件，具體條件如表3。

表3 浸出探索試驗結果

注：PX藥劑為我室自主研發藥劑。

探索試驗結果表明：采用硫酸化焙燒、添加氫氟酸加溫浸出等方式，鈧的浸出率均很低，浸出率不足35%。采用PX藥劑高溫處理后再用鹽酸浸出，鈧的浸出率顯著提高至90%以上。

2.2 條件試驗

2.2.1 添加劑用量試驗

焙燒預處理后再浸出工藝試驗中，采用PX藥劑為添加劑，浸出原礦質量：200 g，進行了不同添加劑用量試驗結果見表4。

表4 不同添加劑用量焙燒預處理后再浸出工藝試驗結果

試驗結果表明：焙燒預處理時，添加劑PX藥劑的用量對鈧的浸出率有影響，不添加時，鈧的浸出率僅有74.52%,添加100g(50%原礦質量)后，則可獲取90%以上的浸出率；增加PX藥劑的用量對鈧的浸出率提高幅度很小，經濟上并不可取；因此，選擇添加劑PX藥劑的用量為礦重的50%。

2.2.2 焙燒預處理反應時間試驗

選定添加劑為PX藥劑，且其用量為礦重的50%，不同焙燒預處理反應時間試驗結果見表5。

表5 不同焙燒預處理時間試驗結果

表5數據顯示：不同高溫堿性鈉鹽焙燒預處理時間，對Sc2O3的浸出率影響幅度很小，選擇高溫堿性焙燒預處理時間為3 h。

2.2.3 焙燒預處理溫度試驗

表6 不同焙燒預處理溫度試驗結果

在添加劑為PX藥劑，添加量為礦重的50%和焙燒預處理反應時間選定為3h的條件下，進行不同焙燒預處理溫度試驗，試驗結果見表6。

由表6中的試驗數據可以看出：焙燒預處理溫度為900～950℃時，Sc3+的浸出率最高，考慮生產成本、經濟效益，選擇焙燒預處理溫度為900～950℃。

2.3 綜合條件下試驗結果

綜合上述各相關條件的試驗結果并考慮到工藝生產、經濟效益等因素，選擇焙燒預處理的溫度為900～950℃，焙燒時間3 h，PX藥劑為添加劑的用量和配比為原礦∶PX藥劑 =100∶50；高溫焙燒完成后再用水攪拌浸出洗堿，浸出液固比4∶1，水浴保溫80℃，浸出時間：3h后,綜合條件試驗制取的浸出液(多批次混合)多項分析結果見表7。

表7 浸出液(混合)成分的多項分析結果

3 結論

(1)試驗樣品為經過選礦工藝獲得的鈧精礦，主要由輝石和角閃石組成，賦存于其中的鈧，常溫常壓下難以被硫酸、鹽酸甚至氫氟酸浸出；經過多方面的探索試驗后，發現采用PX藥劑為添加劑，高溫焙燒預處理后，再選擇鹽酸進行浸出，能有效地將鈧、鈦、鐵等金屬元素從礦物中解離而進入溶液中。

(2)最終確定浸出工藝條件：添加劑PX藥劑的用量為礦重50%，焙燒溫度為900～950℃，焙燒時間3 h，高溫焙燒完成后再用水攪拌浸出洗堿，浸出液固比4∶1，水浴保溫80℃，浸出時間：3 h，Sc的浸出率達到91%～93%，浸出渣中Sc2O3的殘余品位平均為0.0005%。

[1] 程希翔.釩鈦磁鐵礦的工藝礦物學研究[J].礦冶工程,1983,3(4):27-32.

[2] 劉英俊.元素地球化學[M].北京：北京科學出版社,1984.

[3] 吳本羨.攀枝花釩鈦磁鐵礦工藝礦物學[M].成都：四川科學出版社, 1988.

[4] 朱偉勇,傅連魁.冶金工程實驗設計[M].北京：冶金工業出版社,1991:7-10.

(本文文獻格式：劉 猛.攀西釩鈦磁鐵礦中鈧浸出實驗研究[J].山東化工,2017,46(11):47-48.)

Scandium in Panxi Vanadium Titanium Magnetite Leaching Experiments

LiuMeng

(Guangdong Institute of Mineral Resources Application Metallurgical laboratory, Shaoguan 512026,China)

Panxi vanadium titanium magnetite by dressing comprehensive conditions of scandium concentrate products pyroxene, hornblende, refractory scandium minerals.The mine sample containing Sc2O3:0.0063%,eventually determine the leaching process conditions: The dosage of the additive PX potion for ore weight 50%, calcination temperature is 900 ～ 950 ℃, roasting time 3 hours,the leaching rate of Sc 91%～93%.The breakthrough from flash stone containing scandium pyroxene, angle difficult leaching of scandium technical bottleneck, for extracting scandium contain scandium mineral laid the foundation of further research.

scandium concentration; scandium; leaching

2017-04-13

國土資源部公益性行業科研專項經費項目(201411056-3)

劉 猛(1990—)，男，廣東韶關人，冶金助理工程師，獲本科學士學位，主要從事有色金屬冶金及冶金工業廢水處理研究。

TQ133.2

A

1008-021X(2017)11-0047-02