辉钼矿氧化焙烧试验研究

李相良，王 政，王玉芳，张邦胜

（北京矿冶研究总院，北京，100160）

辉钼矿氧化焙烧试验研究

李相良，王 政，王玉芳，张邦胜

（北京矿冶研究总院，北京，100160）

辉钼矿分布范围广泛，工业价值高，约99%的钼以辉钼矿形态存在。辉钼矿处理主要采用氧化焙烧-氨浸工艺制备钼酸铵，经氧化焙烧后辉钼矿中的二硫化钼转化为易溶于氨水的三氧化钼。氧化焙烧是该工艺的关键，辉钼矿的氧化率决定了后续氨浸钼的浸出率和回收率。本文对辉钼矿的氧化焙烧过程进行研究，通过试验确定了焙烧温度、时间以及粒度对辉钼矿焙烧效果的影响规律，发现辉钼矿在600℃条件下焙烧60 min，氧化率可达99%。

辉钼矿；氧化焙烧；钼冶金

目前已知的钼矿物有20余种，其中具有工业价值的只有四种，即辉钼矿、钼酸钙矿、钼酸铁矿和钼酸铅矿。其中辉钼矿的工业价值最高，分布最广，约有99%的钼呈辉钼矿形态存在，占世界开采量的90% 以上[1]。

辉钼矿处理主要采用氧化焙烧-氨浸工艺制备钼酸铵，经氧化焙烧后辉钼矿中的二硫化钼转化为易溶于氨水的三氧化钼[2]。氧化焙烧是该工艺的关键，辉钼矿的氧化率决定了后续氨浸钼的浸出率和回收率。本研究旨在探明氧化焙烧温度、时间以及辉钼矿粒度等因素对辉钼矿焙烧效果的影响。

1 试验

1.1 原料性质

试验所用辉钼精矿为国内某厂提供，呈黑色粉末，粒度较细，95%小于0.074 mm。其主要元素含量如表1所示，钼品位为40.41%，铜、铁含量稍高，为5%和4%。图1为辉钼精矿X射线衍射谱图，分析结果显示，矿物中的钼主要以二硫化钼的形态存在，其余为铜铁化合物以及脉石成分。

表1 辉钼精矿主要成分分析结果

图1 辉钼精矿X射线衍射谱图

1.2 试验方法

钼精矿氧化焙烧试验在马弗炉中进行，采用140 mm×140 mm×45 mm的刚玉坩埚，每次装料50 g，将其平铺在坩埚中，以便和空气充分接触。马弗炉到达设定温度后，将物料放于炉中，并开始计时。试验完成后，将坩埚取出，称重，取部分焙砂分析Mo和S，另取30 g焙砂进行碱浸试验，考察钼的氧化程度。

2 结果与讨论

2.1 焙烧温度影响

固定条件：装料量：50 g；焙烧时间：60 min；焙烧温度：500℃、550℃、600℃、650℃。

焙烧温度是影响钼精矿焙烧效果的重要因素，其高低直接决定了钼的氧化速度。表2为焙烧温度试验数据，由此可以看出，随着焙烧温度的升高，焙砂中元素硫的含量从6.07%降至0.27%，与原料中32.6%的含硫量相比，大部分的硫以SO2气体的形式挥发掉，在650℃、60 min的焙烧条件下，脱硫率可达99.28%。

表2 焙烧温度试验数据

由图2可以看出，钼的氧化率和脱硫率都随焙烧温度的升高而变大，在焙烧温度为600℃、焙烧时间为60 min条件下，钼的氧化率可达99.31%，继续升高温度至650℃，氧化率会稍有增大，为99.64%。但随焙烧温度的升高，钼的损失率也会急剧上升，这主要是因为氧化焙烧后的产物MoO3较易升华。焙烧温度为650℃时，钼的损失率高达3.61%，大量的钼进入烟气，不易回收利用。图3为不同焙烧温度下得到的钼焙砂，当焙烧温度为650℃时，人们在焙砂表面可以观察到大量的MoO3结晶。因此在保证钼氧化率的前提下，尽量减少钼的挥发，采用较低的焙烧温度，600℃是较适宜的焙烧温度。

图2 焙烧温度对试验结果的影响

图3 不同焙烧温度钼焙砂外观

2.2 焙烧时间影响

固定条件：装料量：50 g；焙烧温度：600℃；焙烧时间：10 min、30 min、40 min、50 min、60 min和90 min。

马弗炉焙烧时间对焙烧效果的影响与装料厚度等因素具有相关性，马弗炉焙烧时间试验仅表明了时间对焙烧效果的影响趋势。表3为焙烧时间试验数据，当焙烧时间从10 min延长至90 min时，焙砂含硫量从12.66%降至0.20%，钼的氧化率从55.36%增加到99.79%。由图4可知，钼精矿的氧化焙烧反应主要发生在试验开始后的前30 min内，继续延长焙烧时间，钼氧化率和脱硫率会稍有提高，焙烧时间为60 min时，钼的氧化率可达到99.31%。钼的损失率也会随焙烧时间的延长稍有增加。

表3 焙烧时间试验数据

图4 焙烧时间对试验结果的影响

2.3 粒度影响

固定条件：装料量：50 g；焙烧温度：550℃；焙烧时间：60 min；粒度：+325目和-325目。

钼精矿的氧化焙烧过程为固气反应过程，粒度大小决定了物料和气体的接触程度。鉴于此，笔者采用325目筛来筛分钼精矿，以上下的物料作为研究对象，考察粒度对焙烧效果的影响。

如表4所示，在550℃、60 min的焙烧条件下，+325目钼精矿焙烧得到的焙砂含硫8.67%，而-325目的焙砂含硫仅为1.31%；氧化率分别为70.35%和98.14%。由此可知，较细颗粒的钼精矿更易发生氧化焙烧反应。因此，应尽可能磨细钼精矿颗粒以强化其氧化焙烧反应，提高氧化率。

表4 钼精矿粒度对焙烧效果的影响

2.4 综合条件试验

通过焙烧温度和时间试验，笔者得到了钼精矿焙烧的最佳工艺条件：

装料量：50 g；焙烧温度：600℃；焙烧时间：60 min。

在此工艺条件下，笔者进行了五组重复试验，从表5可以看出氧化率均超过99%，脱硫率为98.6%左右，焙砂含硫约为0.5%，试验结果具有良好的重复性。

表5 钼精矿焙烧综合条件试验数据

3 结论

通过对钼精矿马弗炉焙烧试验的温度、时间和粒度等因素的考察，笔者得出以下结论：（1）焙烧温度升高，钼氧化率和脱硫率均会增大，在焙烧温度为600℃时，钼氧化率可达99.31%，继续提高焙烧温度至650℃，钼氧化率会稍有增大，但钼的损失也会显著增大，综合考量，600℃是较为适宜的焙烧温度；（2）钼精矿氧化焙烧前期反应剧烈，钼氧化率随反应时间的延长显著增大，继续延长反应时间，钼氧化率增加趋于平稳，焙烧时间为60 min时，钼氧化率为99.31%。在固定装料量为50 g的前提下，马弗炉焙烧钼精矿的焙烧时间应选60 min；（3）钼精矿粒度的大小决定了物料和气体的接触程度，应尽可能磨细钼精矿颗粒以强化其氧化焙烧反应，提高氧化率。

1 向铁根.钼冶金[M].长沙：中南大学出版社，2009.

2 王玉芳，刘三平，王海北.钼精矿酸性介质加压氧化生产钼酸铵[J].有色金属，2008，60（4）：91-94.

Experimental Study on Oxidation and Roasting of Molybdenite

Li Xiangliang, Wang Zheng, Wang Yufang, Zhang Bangsheng
(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China)

Molybdenite has a wide range of distribution, high industrial value, about 99% molybdenum molybdenum morphology exists. The molybdenum disulfide is converted into molybdenum trioxide which is easy to be dissolved in ammonia by oxidative roasting. Oxidation roasting is the key to the process, the molybdenum oxide oxidation rate determines the subsequent ammonia leaching molybdenum leaching rate and recovery rate. In this paper, the oxidation roasting process of molybdenite was studied. The influence of calcination temperature, time and particle size on the calcination effect of molybdenite was determined. It was found that the molybdenum ore was calcined at 600℃ for 60 min and the oxidation rate was 99%.

molybdenite; oxidation roasting; molybdenum metallurgy

TD954

A

1008-9500(2017)09-0029-04

2017-07-06

李相良（1984-），男，山东夏津人，工程师，研究方向：湿法冶金。