采用离子交换树脂回收钼酸铵生产过程中酸洗废液中钼的工艺

郗大来，张雄康，蔡卫东

(1.西北有色金属研究院，陕西西安710016)

(2.西部鑫兴金属材料有限责任公司，陕西商洛726100)

0 前言

钼酸铵(分子式：(NH4)2Mo4O13·2H2O)是石油化学工业和高分子合成工业催化剂、陶瓷彩釉和颜料、特殊分析试剂和药物以及生产金属钼丝、片等的重要原料。

钼精矿经焙烧、酸洗、氨浸、净化、酸沉、转型、筛分合批、包装等一系列工艺流程加工成钼酸铵产品。

在酸洗过程中，每生产1 t钼酸铵大约产生3.6 m3的废液，在废液中大约含有0.7～1.3 g/L的钼，如果能采用有效的手段对其进行回收，不但会产生可观的经济效益，而且还具有显著的环保效益。

现采用大孔弱碱性阴离子交换树脂对废液中的钼进行定向回收，开发了一种具有经济、环保双重效益的工艺。

1 工艺研究

1.1 树脂选用

针对钼酸铵生产中产生的废液特点，对树脂有下列要求：

a)交换容量大、交换速度快、相应地有较大的工作交换容量(亦称穿透交换容量)；

b)选择性好，有利于钼的定向分离；

c)解吸速度快，即用少量解吸液即可将吸附的离子解吸；

d)稳定性好，寿命长。

根据上述要求，并考虑酸洗钼焙砂后的废液为酸性，并伴随有其他杂质元素，我们进行了多种树脂对废液中钼的吸附性能的试验，决定选用大孔型弱酸性阴离子树脂，该树脂具有以下特点：

a)具有较高交换容量和较快交换速度；

b)可以在氯根、硫酸根较高浓度下优先吸附钼酸根；

c)在同样的再生条件下，具有较高再生度和高洗脱率；

d)转型可逆性好，机械强度高、压碎强度高；在运行时树脂的颗粒完整率好，破碎率低，树脂的年补充率低。

1.2 废液

钼焙砂在酸洗槽中加入硝酸和酸沉母液进行洗涤，除去大部分铜、铁、铅、锌、钾、钠、钙、镁等杂质，少量二硫化钼、二氧化钼被氧化为钼酸留在钼焙砂中，SiO2也留在滤饼中。

化学反应为：

MoS2+6HNO3→H2MoO4↓+2H2SO4+6NO↑

MeMoO4+2 HNO3→H2MoO4↓+Me(NO3)2

Me：Cu、Fe、Pb、Zn、K、Na、Ca、Mg等。

固液比：1∶4

反应终点pH值：1.0。

对废液中的钼含量进行分批测定，结果见表1。

表1 废液中的钼含量 g/L

2 研究过程

2.1 吸附

根据前期试验发现，以下几个方面会对树脂的吸附效果产生影响：

a)废液pH值会对树脂的吸附效果产生影响，pH值在2.5～3.0时，树脂的吸附率较高，对废液继续中和至pH值4.0吸附率有所下降，具体见表2，所以确定对废液进行中和处理，中和后的废液pH值在2.0～3.0之间。

表2 pH值对树脂吸附钼的影响

在进行废液中和处理过程中由于pH值的升高，随之产生部分悬浮状沉淀。

b)废液的温度会对树脂的吸附效果产生影响，具体见表3。

表3 温度对树脂吸附钼的影响

可见随着废液温度的降低，尤其是降低到5℃以下时，吸附率明显下降。

2.2 解吸

根据试验发现，用氨水解吸时，氨水浓度会对解吸液钼含量产生影响，随着氨水浓度的提高，解吸液钼含量升高，但氨水浓度＞10%后，未见解吸液钼含量显著升高，具体见图1。

图1 氨水浓度与解吸液钼含量

随着解吸过程的继续，排出的解吸液钼含量随之下降，直观反应为解吸液比重下降。

3 工艺确定

根据上述工艺试验结果确定使用大孔型弱酸性阴离子树脂对废液中钼进行回收的工艺如下：

3.1 预处理

将树脂装入离子交换柱并对树脂进行预处理

3.2 吸附

a)将废液或酸沉母液中和至2.5～3.0(以下通称母液)，如出现可见性悬浮沉淀，则先通过板框压滤机进行压滤，打入母液罐；

b)打开母液罐出液阀门，按顺序依次将母液注满离子交换柱，其间注意排出空气；

c)待母液注满离子交换柱后，调整流速为1～2.5 m3/h。

3.3 解吸

a)待树脂颜色由米白色变为淡黄或黄色，肉眼可见直径明显增大，并检测排出液钼含量＞0.1 g/L时，则树脂已经饱和；

b)将离子交换柱中母液排空，并用纯水冲洗离子交换柱，至无可见机械杂质；

c)配置氨水，浓度控制在10%～11%；

d)配置好的氨水通入离子交换柱，浸泡3 h后将解吸液打入储罐，直到解吸液比重下降至1.03以下(解吸液中钼含量已经很低，且该比重的解吸液在后续生产钼酸铵产品过程中使用比较困难)；

e)用纯水清洗离子交换柱，至排出冲洗液pH＜8.0。

3.4 再生

再生步骤基本同树脂预处理。

［1］刘敏婕，马全智，李辉，等.离子交换法综合处理钼酸铵生产废水的研究［J］.中国钼业.，2006，30(3)：27－29.

［2］李洪桂.离子交换技术在钼冶金中的应用［J］.中国钼业，1994，18(3)：1－6.

［3］王荣耕，李建成，李学平，等.利用离子交换树脂提取钨、钼的技术进展［J］.河北化工，2005，(2)：20.

［4］《有色金属提取手册》编辑委员会.有色金属提取手册——稀有高熔点金属［M］.北京：冶金工业出版社，1999.