低品位氧化钼钨精矿高温高压碱浸工艺工业生产实践.pdf

第 3 3卷第 4期 2 0 1 3年 O 8月 矿 冶 工 程 M D G AND M ETALLURGI CAL ENGI NEERI NG Vo 1 3 3 4 Au g u s t 2 01 3 低品位氧化钼钨精矿高温高压碱浸工艺工业生产实践 冯慧君 ， 王洪杰， 刘小明 ( 中铁资源集团 金港矿业管理有限公司 ， 北京 1 0 0 0 3 9) 摘要：内蒙古某钼钨多金属矿主要以氧化钼为主， 伴生金和白钨， 矿石性质复杂， 浮选 出的氧化钼钨精矿品位低 ( Mo O ， 3 5 5 ， WO 1 5 ) ， 为了实现低品位氧化钼钨精矿综合利用 ， 采用高温高压碱浸对低品位氧化钼钨精矿进行处理， 利用氯化钙直 接沉淀钼钨， 得到钨钼酸钙精矿 ， 实验确定了最佳工艺方案和技术条件， 经中试和工业生产实践获得了成功。生产结果表明： 当纯 碱加入量为矿样钼含量的2 3 倍 ， 温度 1 7 5 o C， 液固比2 ： 1 ， 浸出时间9 0 m in ， 钼钨的浸出率可达到9 9 ； 当氯化钙加入量为矿样钼 含量的2 0倍、 沉淀温度 7 0、 沉淀时间3 0 m in ， 生产出的钼钨酸钙平均品位为钼3 5 4 8 、 钨 7 ， 钼回收率 9 6 1 7 ， 较好的解决 了该多金属矿综合回收利用的技术难题。 关键词 ： 氧化钼钨精矿； 钼；钨； 钼酸钙；高温高压 ； 碱浸 中图分类号： T F 1 1 1 文献标识码： A d o i： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 0 2 5 3 _ 6 0 9 9 2 0 1 3 0 4 0 2 5 文章编 号 ： 0 2 5 3 6 0 9 9 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 9 8 0 3 I n d u s t r ia l P r a c t ic e s o f Hig h- t e mp e r a t u r e Hig h- p r e s s u r e Al k ali Le a c h in g o f Lo w- g r a d e M o l y b d e n u m - t u n g s t e n o】 i 【 id e Co n c e n t r a t e s F E N G H u i- j u n ， WA N G H o n g - j ie ， L I U X i a o - m in g ( J n g a n gn in g Ma n a g e m e n t C o L t d ， C h in a R a i l w a y R e s o u r c e s G r o u p ， B e i j i n g 1 0 0 0 3 9 ， C h in a ) Ab s t r a c t ： A mo l y b d e n u m t un g s t e n p o l y me t a l l ic o r e in I n n e r Mo n g o l ia p r e d o min a n t l y c o n s i s t s o f mo l y b de n u m o x id e a s s o c i a t e d w it h g o l d a n d s c h e e l it e S u c h c o mp l e x p r o p e r t i e s l e a d t o l o w g r a d e o f mo l y b d e n u m- t u n g s t e n o x id e c o n c e n t r a t e f r o m fl o t a t io n( Mo O 3 3 5 5 ，WO 3 1 5 ) I n o r d e r t o f u l fil l c o m p r e h e n s iv e u t il iz a t io n o f s u c h l o w - gra d e mo l y b d e n u m t u n g s t e n o x id e c o n c e n t r a t e s，a p r o c e s s o f h ig h- t e mp e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r e a l k a l i l e a c h in g wa s a d o p t e d Calc i um t u ng s t a t e - mo l y b d a t e c o n c e n t r a t e s we r e o b t a in e d b y u s i n g c alc iu m c h l o ri d e t o p r e c ip it a t e mo l y b d e n u m a n d t u n g s t e n d ir e c t l y T h r o u g h e x p e ri me n t s ，t h e o p t imal p r o c e s s i n g p r o gra m a n d t e c h n ic a l c o n d it i o n s w e r e d e t e r min e d，w h ic h h a s b e e n p r o v e d s u c c e s s f u l by p il o t t e s t s a n d in d u s t ri al p r a c t ic e s Th e p r a c t ic e s h a v e s h o wn t h a t wh e n t h e a mo u n t o f s o d a is 2 3 t ime s t h a t o f mo l y b d e n u m i n t h e s a mp l e o r e ， w it h t h e t e mp e r a t u r e r e a c h in g 1 7 5 ， t h e r a t io o f s o l id t o l iq u id r e a c h in g 1 ： 2 a n d l e a c h in g t ime r e a c h in g 9 0 mi n u t e s t h e l e a c h in g r a t e o f mo l y b d e n u m a n d t u n g s t e n c a n b e u p t o 9 9 Wh e n t h e a mo u n t o f c alc iu m c h l o ri d e is 2 0 t ime s t h a t o f mo l y b d e n u m in t h e s a mp l e o r e wi t h t h e t e mp e r a t u r e r e a c h in g 7 0a n d t h e t ime r e a c h in g 3 0 min u t e st h e a v e r a g e g r a d e o f c alc iu m t u n g s t a t e - mo l y b d a t e c o n c e n t r a t e is 3 5 4 8 a n d 7 f o r mo l y b d e n u m a n d t u n g s t e n，r e s p e c t i v e l y Th e r e c o v e r y r a t e o f mo l y b d e n u m is 9 6 1 7 T h e p r o c e s s h a s r e s o l v e d t h e t e c h n ic a l p r o b l e m o f r e c o v e ri n g a n d u t il iz in g t h e p o l y me t all i c o r e c o mp r e h e n s i v e l y in a g o o d wa y Ke y wo r ds：mo l y b d e n u m- t u n g s t e n o x id e c o n c e n t r a t e；mo l y bd e n u m ；t u n g s t e n；c alc iu mmo l y b d a t e；hig h t e mp e r a t u r e a n d h ig h p r e s s u r e；a l k a l i l e a c h in g 内蒙古某钼钨多金属矿是一以钼为主， 伴生钨和金 的多金属中型矿床， 该矿矿石品位 M o 0 1 ， WO 0 0 5 5 ， A u 0 1 5 g t ， 由于其特殊的地质结构和 自然环 境， 造成了该矿区的钼资源氧化程度高， 钼钨呈类质同 象共生 ， 采用选矿方法不能实现钼钨分离。矿石 中泥质 矿物多， 方解石、 白云石等碳酸盐脉石矿物含量高， 脉石 矿物与氧化钼矿物可浮性相近 ， 这给该矿的开发利用带 来了困难 ， 属难选钼钨多金属矿 J 。通过科技攻关 ， 采 用优先浮选技术 ， 制定 了如下工艺流程 ： 原矿一破磨粉 碎一优先浮选硫化钼一将金富集在硫化钼精矿中一脱 药氰化浸出、 活性炭吸附回收伴生金一氧化钼浮选一将 钨富集在氧化钼精矿 中一得到氧化钼钨混合精矿 ( Mo 3 5 5 ， WO 1 5 ) 。所得硫化钼精矿提取金后 可以直接销售 ， 但是低 品位氧化钼精矿 由于品位低、 价 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 3 - 0 6 作者简介： 冯慧君( 1 9 7 4一 ) ， 男， 河北高邑人， 高级工程师， 硕士， 主要从事矿山生产管理工作。 第 4期 冯慧君等 ： 低 品位氧化钼钨精矿高温高压碱浸工艺工业生产实践 格低 ， 难 以销售 ， 所以需要对低品位氧化钼钨精矿进一 步处理 ， 利用 氯化钙直 接沉淀钼钨 ， 得到钨钼 酸钙精 矿 j ， 平均品位为钼 3 5 4 8 、 钨 7 ， 钼回收率 9 6 1 7 ， 解决了该多金属矿综合回收利用的技术难题。 1 矿物性质 1 1 矿物组成 低品位氧化 钼钨精矿矿物组 成及粒度 分布见表 1 。矿物中主要金属矿物为钼钙矿 、 钼华 、 辉钼矿 和白 钨矿 、 黄铁矿 ； 主要脉石矿物为方解石 、 长石 ， 少量的绿 泥石 、 石英 、 蛇纹石 、 萤石 、 白云母及磷灰石 。 主要矿物特征： 辉钼矿本身结晶粒度较细， 部分辉钼 矿与方解石连生， 单体解离度在 7 0 左右； 白钨矿多单体 解离 ， 少量与辉钼矿连生； 钼钙矿和钼华多为土状， 硬度 较低 ， 为淡黄绿色到橙黄色 ， 为辉钼矿次生氧化的产物； 方解石是主要的脉石矿物； 其他矿物主要是长石、 石英、 绿泥石 ， 少量的蛇纹石 、 萤石白云母、 黄铁矿及磷灰石。 表 1 矿物组成及粒度分布 1 2 低品位氧化钼钨精矿化学成分分析 氧化钼钨精矿化学成分分析结果见表 2 。从原料 的化学成分看， 金属 M o 、 WO 含量均较低， 杂质 S i O 、 P 0 、 F 、 A I 0 ，含量均较高。杂质 的存在不仅在高 温 高压浸出时消耗一定量 的碳酸钠 ， 增加试剂消耗 ， 还会 影响产品的质量 ， 因此在 浸 出过程 中 ， 既要保 证 Mo 、 WO 有尽可能 高 的浸 出率 ， 又要 控制适 当的浸 出条 件 ， 降低杂质的浸出 ， 使杂质较少地进入溶液 。 表 2 氧化钼钨精矿化学成分 ( 质量分数 ) Mo W O3 S iO2 Ca O P 2 05 F As 203 S A1 2 03 4 4l 1 o 0 1 6 4 6 3 3 9 O 2 3 0 0 71 0 02 7 0 1 1 5 3 0 2 试验室实验 针对该氧化钼钨精矿 ， 委托中国地质科学院郑州矿 产综合利用研究所进行了高温高压浸出工艺条件试验 ， 对影响浸出的主要 因素 ： 碳酸钠用量 、 浸出温度 、 液 固 比、 浸出时间， 进行了详细试验室研究 ， 试验结果如下 ： 1 )通过碳酸钠高温高压浸出条件试验， 确定最佳 浸出条件为 ： 碳酸钠用量为矿样钼含量的 2 5倍 、 浸 出 时间 4 0 6 0 mi n 、 浸 出温度为 1 6 01 8 0 o C、 液 固比为 1 1 5 。在该浸出条件下， 钼浸出率大于 9 7 、 WO 浸出率接近9 0 。钼沉淀最佳条件是： 氯化钙用量为 矿样钼含量的 2 1 5倍 ， 沉淀温度 7 5 ， 沉淀时 间 6 0 m i n ， 钼沉淀率大于 9 8 、 WO 浸出率接近9 6 。 2 ) 在连续运转的高温高压浸出体系中， 循环浸出 会带来较大的设备投资， 因此循环浸出工艺应根据投 资规模及高压浸出是否连续运转而确定 。 3 中试情况 该多金属矿选厂为 l 5 0 0 t d选厂 ， 生产 的氧化钼 钨精矿品位低 ( Mo 3 一5 5 ， WO 1 5 ) ， 为 了 提高低 品位氧化钼钨精矿 的综合利 用率 ， 投资新建 了 高温高压碱浸车间， 增加 了高压釜， 沉钼、 脱水 、 供热 、 制纯净水等设备 。设计处理低品位氧化钼钨精矿的能 力为 4 0 t d ， 在流程中尽量设计成矿浆 或贵液 自流 ， 以 减少泵的用量 ， 减少成本。设备衔接科学合理 ， 流程管 道短 ， 有利于各工序段 的衔接。 2 0 1 1年 1 1月完成车间土建和设备安装。按照试 验取得的流程及工艺条件进行生产调试 ， 根据试生产 情况对各流程工艺进行调整调试 ， 根据现场生产情况 对部分工艺和管道进行改造， 增加了高压釜冷却系统 和烟汽 回收系统 ； 调整 了高压釜恒温温度及时问、 沉钼 恒温温度及时间、 各药剂加药量 。 2 0 1 1 年 l 2月 3 0 E l 完成调试 ， 极大地提高了车间 日处理量及各项指标， 降低了生产成本。 3 1 高温高压浸出条件调试 为了保证生产中较高的钼、 钨浸出率， 同时在浸出 过程 中尽可能地减少杂质浸 出、 降低试剂消耗及能耗 ， 高温高压浸出条件 的确定十分重要 ， 调试结果见表 3 。 在各个生产调试 结果 中选择指标较好 、 成本较低 的 5号调试参数作为生产工艺条件 。碱浸后矿浆 中含 有大量的硅酸根、 磷酸根 ， 且溶于液体 中， 在后续工艺 中会跟钙离子沉淀， 影响最终产品钼酸钙的品位， 使产 品含磷 。矿浆中加入适量可溶性的氯化镁 ， 分别形成 一 一一 一一 一 一 一 一一 ， 一 司 一 一 第 4 期 黄云生等： 陕西某石煤钒矿酸浸液中钒与铁的分离研究 1 0 7 钒 4 2 g L的负载有机相 ， 在反萃相比 O A为 1 8 ： 1 ， 回流比O A为 2 ： 1 ， 混合时间 1 0 m i n ， 混合澄清时间 2 0 m i n 条件下， 在反萃取车间反萃取槽进行 5级逆流 反萃取， 反萃取水相中钒铁分析结果见表3 。 表3 5级逆流反萃取试验结果 3 结 论 1 )P 2 o 4萃取分离陕西某钒矿酸浸出液中钒与杂 质， 浸出液预处理采用先石灰乳中和， 后硫代硫酸钠还 原方式， 该工艺特点是： 石灰乳中和浸出液至 p H= 2 3 时， 浸出液中约 2 3的 F e 可水解沉降， 硫代硫酸钠 还原时用量会大幅降低。 2 )为了提高钒的回收率及钒铁分离效果， 萃取前 萃原液电位控制在 一 2 0 0 m V左右， 溶液 p H应控制在 2 52 8之间 ； 反 萃前硫 酸浓度 控制在 1 01 2 5 mo l L之间。 3 )在选冶厂萃取车间， 以含 1 0 P 2 0 4+ 5 T B P+ 8 5 磺化煤油的有机相做萃取剂， 在相 比为 O A为 1 ： 2 ， 回流比 O A为 1 ： 1 ， 混合时间 1 0 m in ， 混合澄清时 间2 0 m i n 条件下， 6 级逆流萃取， 钒的萃取率达9 9 以 上， 铁的萃取率仅为 1 1 ； 在反萃取车间， 以1 0 1 2 5 m o l L 硫酸溶液做反萃剂， 含五氧化二钒 4 2 g L的负 载有机相， 在相比为 O A为 1 8 ： 1 ， 回流比O A为2 ： 1 的 条件下， 5 级逆流反萃取， 钒的反萃取率达9 9 以上， 铁 的反萃取率仅 9 ， 反萃取水相中五氧化二钒为 7 5 3 g L ， 铁为 1 2 g L ， 钒铁 比为 6 2 8 ， 钒铁分离效果好。 参考文献 ： 1 朱晓波， 张敏， 刘涛， 等 石煤提钒配煤焙烧试验研究 J 矿冶工程 ， 2 0 1 0 ( 1 ) ： 5 1 5 3 2 吴海鹰， 戴子林， 谷利君， 等 含氟助浸剂对钒矿的硫酸浸出合萃 钒的影响研究 J 矿冶工程， 2 0 1 0 ( 2 ) ： 8 3 8 4 3 鲁兆伶 用酸法从石煤中提取五氧化二钒的试验研究与工业实 践 J 湿法冶金 ， 2 0 0 2， 2 1 ( 4) ： 1 7 51 8 3 4 付利攀， 张一敏， 刘涛， 等 添加剂 D N对石煤提钒焙烧效果的 影响 J 矿冶工程， 2 0 1 3 ( 1 ) ： 6 5 6 8 5 吴海鹰， 戴子林 ， 危青， 等 石煤钒矿全湿法提钒技术中沉钒工 艺研究 J 矿冶工程， 2 0 1 2 ( 5 ) ： 9 09 3 6 宁顺明， 马荣骏 我国石煤提钒的技术开发及努力方向 J 矿 冶工程 ， 2 0 1 2 ( 5) ： 5 7 6 1 7 胡建锋， 朱云 P 2 o 4 萃取体系中钒的性能研究 J 稀有金属， 2 0 0 7。 3 1 ( 3 )： 3 6 73 6 9 9 王斌石煤浸出液离子交换法提钒 的研究 J 钢铁钒钛 ， 2 0 0 7 ( 1 ) ： 2 2 2 5 9 L o z a n o L J ， G o d n e z C C o m p a r a t i v e s t u d y o f s o l v e n t e x t r a c t i o n o f v a n a d i u m f r o m s u l p h a t e s o l u t i o n s b y p r i m e n e 8 1 R a n d a l a m i n e 3 3 6 J Min e r a l s En g in e e r in g，2 0 03， 1 6： 1 2 9 12 9 4 1 0 刘旭娃， 吴海鹰， 戴子林， 等硫酸浸出钒矿的萃原液预处理对 萃取的影响研究 J 矿冶工程， 2 0 0 6 ( 5 ) ： 6 5 6 8 ( 上接第 1 0 0页) 处理进一步提高了钼钨精矿品位， 去除了其中杂质磷、 硫 等， 氧化钼钨精粉中的钼钨不用进行分离， 产品直接冶炼 成钼钨铁合金， 用作生产高速工具钢的原料， 为低 品位氧 化钼钨精矿的综合回收利用开辟了一条新的途径。 3 )采用高温高压碱浸技术综合 回收利用低品位 氧化钼精矿， 该工艺技术目前在国内比较先进， 不但具 有很好 的经济效益 、 节能效益和社会效益 ， 同时项 目的 投资建设符合国家产业政策。 参考文献 ： 1 林春元， 程秀俭钼选矿与深加工 M 北京： 冶金工业出版社。 1 9 9 6 2 张启修， 赵秦生钨钼冶金 M 北京： 冶金工业出版社， 2 0 0 5 3 程新朝钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理研究 J 国外金属矿选矿， 2 0 0 0 ( 7 ) ： l 6 2 1 ( 上接第 1 0 3页) 6 韩效钊， 朱艳芳， 姚卫棠， 等软锰矿吸收 s 0 制备碳酸锰 J 矿 冶工程 ， 2 0 0 3， 2 3 ( 3 ) ： 5 1 5 6 7 J i a n g T ， Y a n g Y B ， H u a n g Z C L e a c h i n g k i n e t i c s o f p y r o l u s i t e f r o m m a n g a n e s e s i l v e r o r e s i n t h e p r e s e n c e of h y d r o g e n p e ro x i d e J H y - d r o me t a l l u r g y ， 2 0 0 4，