用碱法从低品位难选辉钼矿中浸出钼的试验研究

2015-12-16周根茂曾毅君

湿法冶金 2015年6期

周根茂，曾毅君，孟舒

（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）

辉钼矿是重要的钼矿资源。目前，高品位、易分选辉钼矿资源广泛采用传统的浮选—氧化焙烧—氨浸工艺进行冶炼，但随着可利用高品位钼矿资源越来越少，从低品位、难分选钼矿资源中回收钼，传统工艺面临越来越严峻的挑战。

次氯酸钠氧化分解法具有反应温度低、活性高、选择性强等优点，近年来备受关注［1－5］，但针对低品位辉钼矿的研究结果表明，仍存在钼浸出率偏低、浸出周期偏长的问题。因此，针对我国河南省某低品位辉钼矿，进行了常规碱法搅拌浸出、拌碱熟化浸出试验，以期为低品位难选辉钼矿的开发提供一种可供选择的方法。

1 矿样性质

试验矿样取自河南某低品位钼矿。矿石中金属矿物主要为褐铁矿、钼华、辉钼矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为石英、方解石、钾长石、斜长石等。矿石主要成分见表1，钼矿物物相分析结果见表2。

表1 河南某低品位钼矿石化学分析结果 %

表2 矿石中钼矿物物相分析结果

矿石中，90%以上的钼以辉钼矿形式存在。钙、镁等碳酸盐耗酸物质含量较高（CO2质量分数高达5．24%），酸浸时酸耗较高，堆浸时也会出现板结等现象，影响矿堆的渗透性，造成浸出周期长、浸出率低等问题，不宜采用酸浸工艺。

矿石筛析结果见表3。可以看出，钼的分布范围较宽，－0．71mm以下矿石各粒级均含有一定量的钼，粒度越细，钼品位越高。

表3 矿样筛析结果

2 试验方法

2．1 常规碱法搅拌浸出

称取一定量磨细后的矿样置于烧杯中，加一定量水制浆，再加浸出剂和氧化剂，搅拌。浸出后的矿浆用布氏漏斗真空过滤，滤液取样分析。用2倍矿石质量的pH＝1的酸化水（或5g／L氢氧化钠溶液）洗涤滤饼。洗后滤饼烘干，细磨至0．074mm以下送分析。

2．2 拌碱熟化柱浸

称取一定量破碎后的矿样与一定量高浓度NaOH和NaClO溶液，以一定的液固体积质量比充分拌和（即拌碱）。NaOH均匀浸润的湿矿石在常温下静置一段时间（即熟化）后装柱，用一定浓度的NaOH溶液进行喷淋浸出。测量各柱每天浸出液体积并取样分析钼质量浓度，测定pH。当浸出液钼质量浓度小于50mg／L时浸出结束，卸柱后取渣样送分析。

3 试验结果及讨论

3．1 碱法搅拌浸出

分别采用碳酸钠和氢氧化钠作浸出剂从矿石中浸出钼。碱法浸出的关键在于氧化剂的选择。

碱性介质中，KMnO4、NaClO3、NaClO、O2等常用氧化剂的标准电位分别如下：

可知，碱性介质中，ClO－的氧化性最强，因此，碱法搅拌浸出时选择NaClO作氧化剂。

3．1．1 浸出剂用量对钼浸出率的影响

矿样细磨至－150目，控制液固体积质量比为2．0L／kg，NaClO用量为2%，室温（15℃）下浸出24h，碳酸钠及氢氧化钠用量对钼浸出率的影响试验结果见表4。可以看出：以Na2CO3作浸出剂，其用量即使提高至8%，钼浸出效果仍不理想，浸出率不到30%；而用NaOH作浸出剂，氢氧化钠加入量为5%时，钼浸出率已达90%以上，浸出效果较好。

表4 矿石碱法搅拌浸出试验结果

3．1．2 氧化剂用量对钼浸出率的影响

矿样细磨至－150目，控制液固体积质量比为2．0L／kg，室温下浸出24h，NaOH 用量为3%。NaClO用量对钼浸出率的影响试验结果见表5。

表5 氧化剂NaClO用量对钼浸出率的影响试验结果

从表5看出：随氧化剂次氯酸钠用量加大，钼浸出率提高；次氯酸钠用量为3%时，矿石浸出率达90%左右。

3．2 拌碱（NaOH）熟化浸出

辉钼矿矿石中拌入碱并熟化一段时间，通过高浓度碱和氧化剂的同时作用，对钼矿物进行有效分解，实现钼的高效浸出。

3．2．1 拌碱熟化搅拌浸出

3．2．1．1 拌碱量对钼浸出率的影响

矿样细磨至－150目，室温（15℃）下熟化24 h，NaClO用量为2%，拌水量为20%。浸出时，控制液固体积质量比为2．0L／kg，浸出时间24 h。拌碱量对钼浸出率的影响试验结果见表6。

表6 拌碱量对钼浸出率的影响试验结果

从表6看出，拌碱（NaOH）熟化对钼浸出效果影响较大：拌碱量大于1．5%，渣中钼品位可降至0．01%以下，钼浸出率在91%以上。

3．2．1．2 氧化剂用量对钼浸出率的影响

矿样细磨至－150目，室温（15℃）下熟化24 h，NaOH用量为1．5%，拌水量为20%；浸出时，液固体积质量比为2．0L／kg，浸出时间24h。NaClO用量对钼浸出率的影响试验结果见表7。可以看出，氧化剂用量对钼的拌碱熟化浸出影响较大，氧化剂用量大于1．5%时，钼浸出率可达90%左右。

表7 NaClO用量对钼浸出率的影响试验结果

3．2．2 拌碱熟化柱浸

矿石粒度为－3、－5mm，浸出柱为φ50mm×2 000mm，矿石质量均为5kg；矿石粒度为－8 mm，浸出柱为φ100mm×2 000mm，矿石质量为20kg。

试验条件：每t矿石拌入氢氧化钠5．6kg，次氯酸钠5．0kg，拌水7%，熟化时间为5d，温度为室温，浸出剂为4g／L氢氧化钠溶液，每t矿石日喷淋量为0．1m3，喷淋强度为20L／（m2·h）。

3．2．2．1 拌碱量对钼浸出率的影响

拌碱量对钼浸出率的影响试验结果见表8。可以看出：拌碱熟化不仅可大幅提高钼浸出率，而且有利于提高浸出液中钼质量浓度峰值并缩短浸出周期，钼浸出率可达90%左右。

表8 拌碱量对钼浸出率的影响试验结果

3．2．2．2 氧化剂用量对钼浸出率的影响

次氯酸钠用量对钼浸出率的影响试验结果见表9。可以看出：随氧化剂用量增加，钼浸出率提高；次氯酸钠用量超过5．0kg／t时，钼浸出率提升幅度较小。因此，次氯酸钠用量以5．0kg／t矿石为宜。

表9 次氯酸钠用量对钼浸出率的影响试验结果

3．2．2．3 矿石粒度对钼浸出率的影响

矿石粒度对钼浸出率的影响试验结果见表10。可以看出，矿石粒度是影响钼浸出率的重要因素之一：矿石粒度减小有利于钼的浸出并有利于缩短浸出周期；但矿石粒度小于5mm后，钼浸出率提高幅度不大。考虑到破矿成本等因素，确定矿石粒度以－5mm为宜。

表10 矿石粒度对钼浸出率的影响试验结果

3．2．2．4 熟化时间对钼浸出率的影响

熟化时间对钼浸出率的影响试验结果见表11。可以看出：熟化时间延长，有利于浸出周期缩短，钼浸出率提高；熟化时间从2d增加到5d，钼浸出率提高显著，浸出时间缩短12d；继续延长熟化时间，钼浸出率和浸出周期均变化不大。因此，确定熟化时间以5d为宜。拌碱熟化5d时的钼浸出率及浸出液中钼质量浓度如图1、2所示。