用加压氧化法从钼精矿中浸出钼的试验研究

孙 鹏

（紫金矿业集团股份有限公司，福建 上杭 364200）

钼在自然界中主要以辉钼矿形式存在。世界钼产量的99%是通过处理辉钼矿而生产的。

传统的辉钼矿精矿的处理方法主要是通过氧化焙烧得到氧化钼和仲钼酸铵。这种方法的钼回收率低，工艺复杂，原料适应性差，低浓度SO2难于制酸且污染环境，已逐渐被淘汰。加压湿法冶金［1－5］因流程短、金属回收率高、原料适应性强、环境友好等特点得到迅速发展。尽管我国自20世纪70年代就开始研究钼精矿的加压分解，但工业应用规模和稳定性与国外钼冶炼企业相比还有很大差距。在探索试验基础上，研究了采用加压氧化分解法从辉钼矿精矿中碱浸钼。

1 试验部分

1.1 原料性质

试验原料为江西某公司提供的钼精矿，其中主要钼矿物为辉钼矿，占99.47%，其余为少量氧化钼、钼钨铅矿及钨铅矿。精矿粒度400目以下占98%，多元素分析结果见表1。

表1 矿石多元素化学分析结果 %

钼精矿主要成分为硫化钼，质量分数达42%以上，另有少量的铜、铁、钙、镁、硅、锌、钨，而稀散金属镓、锗、铼等质量分数较低。

1.2 试验原理

在100～160℃条件下，钼精矿与碱发生如下反应：

按（1）式计算，1t钼精矿理论消耗1.067t NaOH（不计杂质反应消耗的氢氧化钠），即消耗1.112t纯度为96%的NaOH。

1.3 试验装置与方法

浸出试验在2L高压釜中进行。试验用NaOH为96%分析纯。将一定量钼精矿、NaOH、水加入高压釜中，盖好釜盖，预充入一定压力的氧气，开启搅拌并加热；待温度上升到试验温度后，加氧至设定压力，保温（±5℃）保压（±0.2MPa）一定时间后降温卸压；过滤，用800 mL热水洗涤5次，渣、液分别送分析。

2 结果与讨论

2.1 温度对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，NaOH过量系数1.16，液固体积质量比7∶1，预充0.5MPa氧气，氧分压0.5MPa，保温保压反应6h，搅拌转速550r／min。浸出液与浸出渣洗液合并。温度对钼浸出率的影响试验结果见表2。

表2 试验结果

由表2看出，钼浸出率与反应温度呈正相关关系：反应温度升高，钼浸出率增大。鉴于高压反应对设备材质要求高，反应温度越高，设备要求越高，反应温度在160℃时已取得较高的钼浸出率（99.91%），因此，确定反应温度以160℃为宜。

2.2 液固体积质量比对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，NaOH过量系数为1.2，预充1MPa氧气，控制温度150℃，总压力2 MPa，氧分压1.52MPa，保温保压反应4h，搅拌转速550r／min。液固体积质量比（碱液与精矿质量比）对钼浸出率的影响试验结果见表3。

表3 液固体积质量比对钼浸出率的影响试验结果

由表3看出：随液固体积质量比提高，钼浸出率升高；液固体积质量比在6∶1以上时，钼浸出率达99%以上。试验中发现，液固体积质量比越小，浸出矿浆过滤越困难，浸出液颜色越深。综合考虑，选择液固体积质量比为7∶1。

2.3 碱用量对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，预充1MPa氧气，温度150℃，总压力为2MPa，氧分压为1.52 MPa，保温保压反应4h，搅拌转速550r／min。NaOH过量系数对钼浸出率的影响试验结果见表4。

表4 碱用量对钼浸出率的影响试验结果

由表4看出，钼浸出率随碱用量增加而提高。试验条件下，碱耗为1.2t／t时可取得99%以上的钼浸出率。

2.4 压力对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，NaOH过量系数为1.16，液固体积质量比为7∶1，预充0.2MPa氧气，温度150℃，保温保压反应4h，搅拌转速550 r／min，反应时间6h，浸出液与洗液合并。总压分别为0.7～0.8、0.9～1.1、1.4～1.6、1.9～2.1 MPa，氧分压分别为0.2、0.5、1.0、1.5MPa时对钼浸出率的影响试验结果见表5。

表5 氧分压对钼浸出率的影响试验结果

由表5看出，钼浸出率与氧分压呈正相关关系：氧分压提高，钼浸出率提高；氧分压在0.5 MPa时，钼浸出率为99.26%。因此，氧分压确定为0.5MPa。

2.5 反应时间对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，NaOH过量系数1.16，液固体积质量比7∶1，温度150℃，预充0.5MPa氧气，氧分压0.5MPa，总压0.9～1.2 MPa，搅拌转速550r／min，保温保压反应不同时间，浸出液与洗液合并。浸出时间对钼浸出率的影响试验结果见表6。

表6 反应时间对钼浸出率的影响试验结果

由表6看出：前4h是反应的主要阶段，随着浸出时间延长，钼浸出率提高；反应4h时，钼浸出率达99.26%。为保证浸出时间足够，选定浸出时间为5h。

2.6 搅拌速度对钼浸出率的影响

试验条件：钼精矿100g，NaOH过量系数1.16，液固体积质量比7∶1，温度150℃，预充0.5MPa氧气，氧分压0.5MPa，总压保持0.9～1.2MPa，保温保压反应5h。搅拌速度对钼浸出率的影响试验结果见表7。可以看出，搅拌速度对钼浸出率影响不大。

表7 搅拌速度对钼浸出率的影响试验结果

2.7 综合条件试验

根据条件试验结果进行综合试验。试验条件：钼精矿100g，NaOH 过量系数1.14、1.12，液固体积质量比7∶1，温度150℃，预充0.5MPa氧气，氧分压0.5MPa，总压保持0.9～1.2MPa，保温保压反应5h，搅拌速度550r／min。试验结果见表8。

表8 综合条件试验结果

从表8看出：综合条件下，碱用量系数为1.14和1.12时，钼浸出率分别为99.27%和98.58%。控制浸出液pH在8～9之间有利于降低调酸阶段的酸耗及减少浸出液中Si、Al等杂质，因此，选定碱用量为理论量的1.12倍。

3 结论

采用加压碱浸可以从钼精矿中有效浸出钼。在NaOH过量系数1.12，液固体积质量比7∶1，温度150℃，预充0.5MPa氧气，氧分压0.5 MPa、总压保持0.9～1.2MPa，保温保压反应5 h，搅拌速度550r／min条件下，钼浸出率高达98.58%。

该工艺流程简短，金属回收率高，环境友好，值得进一步研究。

［1］秦玉楠.从辉钼精矿中提取钼、铼的研究［J］.无机盐工业，1990（5）：5－9.

［2］秦玉楠.钼湿法生产中综合利用工艺［J］.无机盐工业，1996，（3）：35－37.

［3］程光荣，马秀华，王述吉，等.用压热浸出和溶剂萃取技术生产钼酸铵［J］.湿法冶金，1994（3）：27.

［4］符剑刚，钟宏，吴江丽，等.常温常压条件下辉钼矿的湿法浸出［J］.金属矿山，2004（12）：35－38.

［5］卢国俭，赵宏，李守荣.用钼精矿制取钼酸铵的试验研究［J］.湿法冶金，2005，24（1）：19－22.