非晶质硫化物型钼矿石高温焙烧预处理试验研究

樊 兴，孟 晋，康绍辉，李大炳，宋 艳，杨剑飞

(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)

非晶质硫化物型钼矿石高温焙烧预处理试验研究

樊 兴，孟 晋，康绍辉，李大炳，宋 艳，杨剑飞

(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)

针对某矿石非晶质硫化钼矿物中的钼难于浸出的问题，研究了氧化焙烧预处理后再酸浸工艺，考察了焙烧温度、矿石粒度、焙烧时间对钼浸出率的影响。试验结果表明：矿石焙烧后再硫酸浸出，硫化矿物被有效氧化，钼得到高效浸出；在矿石粒度-3 mm、焙烧温度500 ℃、焙烧时间2 h条件下对矿石进行焙烧，所得焙砂用硫酸浸出，钼浸出率可达83%，浸出效果较好。

钼；硫化矿；焙烧；浸出

钼主要是采用湿法从选矿富集后的精钼矿中加以回收[1-5]，而对于无法用选矿方法富集的非晶质型钼矿石，直接常规酸浸或碱浸，效果都不理想，并且矿石中的一些有机物在浸出时会进入浸出液，影响后续钼的回收。钼冶炼过程中，通常对精矿进行焙烧预处理[6-9]，将辉钼矿转化为钼的氧化物，然后再用酸或碱浸出，可提高钼浸出率。焙烧处理无法通过选矿富集的非晶质型钼矿石的相关研究国内还未见报道，因此，研究了采用焙烧—酸浸工艺从此类钼矿石中回收钼。

1 矿石的工艺矿物学

试验所用钼矿石取自某中低温热液斑岩型矿床，钼矿物主要有钼华、铁钼华、胶硫钼矿、钼钨钙矿、钼铅矿等，其他金属矿物有黄铁矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿等，非金属矿物有石英、长石、高岭石、水云母等。钼矿石化学成分分析结果见表1，矿石中钼的物相分析结果见表2。

钼矿石属硅酸盐型，其中钙、镁等耗酸矿物含量不高，可采用酸法处理；钼矿物存在形式较为复杂，有氧化钼矿物，原生硫化钼矿物及少量复杂盐类钼矿物，其中，前两者占比分别为47.9%和43.72%。

表1 钼矿石主要化学成分分析 %

2 试验部分

2.1试剂与仪器

SX2-12-16箱式电阻炉(天津市中环实验电炉有限公司)，XPC-100×150鄂式破碎机(中华人民共和国贵阳探矿机械厂)，QH2PG对辊磨机(湖南长沙清河通用机械设备有限公司)，JB-2恒温磁力搅拌器(上海雷磁仪器厂)，三相异步电动机(沪江电极制造有限公司)。

硫酸均为分析纯(北京化工厂)。

2.2试验原理与方法

矿石中，简单的氧化钼矿物，如钼华、铁钼华等，无需氧化，可直接浸出；而原生钼矿物中的钼主要以非晶质的胶硫钼矿形式存在，无法通过选矿富集[10]，矿石直接用硫酸浸出，钼浸出率仅为37.81%，浸出效果不佳，需要将其氧化至高价态后再浸出。

矿石中非晶质的胶硫钼矿占比较大，通过氧化焙烧可分解转化成易于浸出的氧化物。反应如下：

焙烧氧化反应，

浸出反应，

取破碎至一定粒度的矿石100 g，在电阻炉中焙烧，焙烧一定时间后取出，磨至-0.15 mm。取50 g焙砂，加入到200 mL玻璃烧杯中，加硫酸浸出。浸出条件：硫酸质量浓度100 g/L，液固体积质量比1.2 L/kg，反应温度60 ℃，浸出时间3 h。浸出后过滤，滤饼洗涤2次，洗涤液固体积质量比1 L/kg。

3 试验结果与讨论

3.1焙烧温度对钼浸出率的影响

焙烧不仅能够将四价钼氧化成六价钼，也能将矿石中的硫氧化成二氧化硫，使其脱离矿石。矿石粒度-0.15 mm，焙烧时间2 h，每隔20 min搅动1次，焙烧温度对硫烧失率及焙砂钼浸出率的影响试验结果见表3及图1。

表3 焙烧温度对硫烧失率的影响

由表3看出：通过焙烧，矿石中的硫化物被充分氧化，转变为气态二氧化硫逸出；焙烧温度在400～700 ℃范围内，硫烧失率随焙烧温度升高而提高。

图1 焙烧温度对钼浸出率的影响

由图1看出：随焙烧温度升高，钼浸出率大幅提高；焙烧温度升至500 ℃时，钼浸出率达85%；继续升高温度，钼浸出率变化不大。主要原因是高温焙烧使矿石中的硫化钼得到充分氧化，使难溶于酸的硫化钼氧化成易溶于酸的高价氧化钼，从而使钼浸出率提高；焙烧温度在500 ℃左右，矿石中的钼矿物已充分氧化，未被氧化的颗粒已很少，所以，继续升高焙烧温度，钼浸出率提高幅度很小。

3.2焙烧矿石粒度对钼浸出率的影响

矿石破碎至粒度分别为-1、-3、-5、-8 mm，焙烧温度500 ℃，焙烧时间2 h，每隔20 min搅动1次，焙烧后矿样磨细至-0.15 mm进行酸浸，焙烧矿石粒度对硫烧失率及焙砂钼浸出率的影响试验结果见表4。

表4 焙烧矿石粒度对硫烧失率及焙砂钼浸出率的影响

从表4看出：随焙烧矿石粒度增大，硫烧失量降低，钼浸出率降低，焙烧矿石粒度从-8 mm减小到-3 mm，钼浸出率提高明显；矿石粒度从-3 mm减小到-1 mm，钼浸出率提高幅度不大。因为随矿石粒度减小，矿石比表面积增大，与空气的接触面积增大，焙烧过程中硫化物与空气中氧的接触更充分，从而使硫的氧化更充分。综合考虑，确定焙烧矿石粒度以-3 mm为宜，此条件下，钼浸出率为83.1%。

3.3焙烧时间对钼浸出率的影响

氧化反应需要一定时间，反应时间过短会影响氧化效果，过长会增加生产成本。

试验条件：焙烧温度500 ℃，焙烧矿石粒度-3 mm，焙烧后矿样磨细至-0.15 mm后进行酸浸。焙烧时间对硫烧失率及焙砂钼浸出率的影响试验结果见表5。

表5 焙烧时间对硫烧失率及焙砂钼浸出率的影响

由表5看出：随焙烧时间延长，矿石中硫质量分数逐渐下降，钼浸出率逐渐提高；焙烧超过2 h后，硫质量分数下降幅度及钼浸出率提高幅度均不大。综合考虑，确定焙烧时间以2 h为最佳，此条件下，钼浸出率为83%左右。

4 结论

1)针对非晶质硫化物型钼矿石，采用氧化焙烧—硫酸浸出工艺回收其中的钼是可行的。通过焙烧，矿石中钼的硫化物得到充分氧化，硫被氧化成气态二氧化硫逸出，钼被氧化成六价钼，有利于用酸浸出，且不引入新杂质，钼浸出率达83%。

2)矿石焙烧需要专门的焙烧设备，同时也会产生二氧化硫气体，因此，在生产过程中需要对尾气进行相应处置，以更加经济环保地处理此类矿石。

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ResearchonHighTemperatureRoastingPretreatmentofNon-crystallineMolybdenumSulfide

FAN Xing，MENG Jin，KANG Shaohui，LI Dabing，SONG Yan，YANG Jianfei

(BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNCBeijing101149,China)

Leaching of non-crystalline molybdenum sulfide ore is difficult.Aiming at the problem,the process of acid leaching after oxidation roasting pretreatment was studied.The effects of roasting temperature，ore size and roasting time on the leaching of molybdenum were investigated.Experimental results show that the process of roasting-acid leaching of non-crystalline molybdenum sulfide ore is effective.Under the conditions that ore size of -3 mm，roast temperature of 500 ℃，roasting time of 2 h，leaching the ore using sulfuric acid after roasting，leaching rate of molybdenum can reach 83%，the leaching effect is good.

molybdenum；sulfide mineral；roast；leaching

TF803.21;TF841.2

A

1009-2617(2017)05-0373-03

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.05.005

2017-03-04

樊兴(1984-)，男,满族，内蒙古乌兰浩特人，硕士，工程师，主要研究方向为湿法冶金。

宋艳(1988-)，女，辽宁葫芦岛人，硕士，工程师，主要研究方向为湿法冶金。E-mail：294269618@qq.com。