降低高铅钼精矿铅的研究

马高峰，雷 宁，王子川，王 伟，冯宝奇

(西部鑫兴金属材料有限公司，陕西 商洛 726100)

0 前言

我国钼冶金的原料绝大多数为原生钼即辉钼矿(MoS2)，辉钼矿与方铅矿有密切的连生关系，从连生类型看，方铅矿主要以毗邻连生为主;其次是穿插连生，方铅矿穿插在辉钼矿中，也有辉钼矿穿插在方铅矿中;少数呈包裹连生，多为辉钼矿包裹方铅矿［1］。陕西黄龙地区经陕西省第十三地质队1985年勘查，黄龙钼矿区属于复杂难处理多金属共伴生矿，钼金属量达30 万t，储量位于全省前列。目前，洛南境内有钼选企业10 多家，但是，大多数企业所生产的钼精矿品位一般在40.0%～43.0%之间，钼精矿中含有的大量伴生金属(Cu、Pb 等)杂质，特别是铅含量在3.0%～5.0%之间，以机械包裹体的方式存在于辉钼矿中，在经回转窑焙烧过程中，极易形成不溶性钼酸铅，造成焙烧的氧化钼不溶钼高，粘窑，结圈严重，不仅影响钼的回收率，而且影响回转窑的寿命，钼品位低及其他杂质含量超标，导致钼的品质很差，是影响钼酸铵生产回收率的主要因素之一，而且会给后续钼深加工带来很多除杂工序，极易造成重金属污染。

由于铅以方铅矿形式存在，呈自形及半自形晶，最大颗粒为0.08 mm，最小颗粒0.015 mm，以0.025～0.05 mm 最多，因此，在传统钼精矿浮选过程中铅很难除去，必须加入合适的抑制剂除去，而抑制剂的用量难以得到有效控制，药剂有毒，这样就导致了大部分生产厂家销售的钼精矿含铅量普遍偏高。钼精矿含铅量高将直接影响环境。在炼钢高温下，氧化钼中的铅发生化学反应生成黄丹和铅丹有毒气体，严重影响生态环境及人体健康，铅氧化物不但属剧毒，且易在人体中积累，极易造成重金属污染［2］。随着国家环保要求的不断增强以及含钼矿石贫、杂的趋势，该传统工艺的弊端日益突显。多年来，该类资源综合利用一直是选矿工作者研究的重点课题，制约了企业钼深加工产品的发展，同时也不利于当地贫困地区的经济发展。该类共伴生矿产资源的传统技术回收率低、能耗高、污染严重。这种钼品位低、杂质高的钼精矿不仅销售价格低，而且只能作为添加剂和高品质钼精矿掺和使用。因此针对高铅钼精矿必须采取必要措施进行降铅。

1 降低高铅钼精矿铅工艺分析

1.1 工艺原理

因辉钼矿中铅以方铅矿(PbS)形式存在，利用MoS2和PbS 在HCl 中反应不同，MoS2在HCl 中不反应，PbS 在HCl 中反应生成PbCl2，但PbCl2在水中溶解度很小，而易溶于CaCl2溶液中，所以利用CaCl2，以盐酸为介质，使生成的PbCl2溶于溶液中，从而达到降铅的效果。

PbS+HCl=PbCl2+H2S↑

1.2 工艺流程

在3%～8%(质量分数)的盐酸溶液中加入氯化钙固体，完全溶解后，将混合溶液在搅拌的条件下加热至90～100 ℃，加入高铅钼精矿粉体，(高铅钼精矿粉体质量∶混合溶液的体积=1 kg∶2～5 L，氯化钙固体质量∶高铅钼精矿粉体质量=1∶8～12)，将固液混合物在90～100 ℃搅拌的条件下反应40～90 min，得到固液混合物;把固液混合物过滤，将过滤后得到的固体用80～100 ℃的热水洗涤3 次后，在110～150 ℃下烘干，直至滤饼中的水分降至≤1.0 g/cm3，得到预处理后的钼精矿品质大大提高［3］，生产工艺流程见图1。

图1 降低高铅钼精矿铅工艺流程图

2 正交实验

通过对浸出过程中的单因素实验研究，确定了浸出条件范围，在此基础上进行正交实验，最终获得优化的工艺条件。正交实验的条件因素及水平设计见表1，实验结果见表2。

表1 正交实验的因素水平

表2 正交实验的结果

3 影响铅浸出率的因素

3.1 反应温度对铅浸出率的影响

当焙烧温度从90 ℃提高到95 ℃时，铅浸出率随焙烧温度升高而升高，在100 ℃以后，铅浸出率随温度升高而下降，因此，温度控制在95 ℃较好，实验结果见图2。

图2 反应温度对铅浸出率的影响

3.2 反应时间对铅浸出率的影响

当时间从40 min 到60 min 时，铅浸出率随反应时间增加而增加，在60 min 后，铅浸出率随时间延长而下降，反应时间为60 min 较好，实验结果见图3。

图3 反应时间对铅浸出率的影响

3.3 氯化钙与高铅钼精矿比例对铅浸出率的影响

氯化剂采用氯化钙，其用量按氯化钙与钼精矿的质量比计。氯化钙固体质量∶高铅钼精矿粉体质量=1∶8～1∶12，当钼精矿比例从8 变化到9 时，铅浸出率随之增大，后又减小，在10 之后，随氯化钙与钼精矿的质量比增大而减小，如图4 所示，因此，氯化钙∶钼精矿=1∶10 较好。

4 实验结果

由上述实验结果可知，浸出采用浓度3%～8%的盐酸，氯化钙∶钼精矿为1∶10，浸出温度95 ℃，反应60 min，浸渣用热水洗剂，钼精矿回收率稳定在99%以上。实验表明:钼精矿品位由40.0%～43.0%提高到45.0%～48.0%，铅由3.0%～5.0%降到0.3%以下，使钼精矿品位大幅度提高，且有效回收铅。钼精矿平均以40.0%的钼品位计算，按处理每吨钼精矿，钼损失1%，处理后每吨度比未处理多30 元出售计算，钼精矿按1 200 元/吨度，年处理钼精矿5 000 t 计算，利润为40 ×30 元/吨度×5 000 t/年-1% ×1 200 元/吨度×5 000 t/年=594 万元/年，年回收氯化铅200 t，按现在市场价8 000 元计算，利润为160 万元，年合计创造效益为8 000万元。

图4 氯化钙与高铅钼精矿比例对铅浸出率的影响

5 结论

(1)此方法所需设备少且简单，设备故障容易排除，投资小，利润率高，操作工艺简单，可以和焙烧钼精矿生产线一起管理。

(2)延伸钼产业链，有利于西部鑫兴金属材料有限公司后续钼深加工生产线的运行，降低成本，增加附加值。

(3)增加回转窑寿命及企业经济效益和环保效益，减轻人工劳动强度，提高钼回收率及品位，实现资源的综合利用。

［1］雷 鸣，徐引行.钼精矿降铅研究［J］.中国钼业，1994，18(4):15-16.

［2］张文钲.钼精矿降铅方法［J］.中国钼业，2003，27(4):3-4.

［3］马高峰，郭金亮，白宏斌，等.复合型钼矿中铼的回收及环保治理［J］.材料导报，2012，(1):318-333.