氨浸鉬渣氧壓堿浸工藝研究

施友富，王淑芳

（1.中鐵資源集團有限公司，北京 100039）（2.安徽省冶金科學研究所有限公司，安徽合肥 230011）

1 概況

鉬是重要的稀有金屬，世界鉬資源儲量較少，而且分布極不平衡，主要集中在中國、美國、智利、加拿大和俄羅斯等國家。據(jù)2010年美國地質調查局出版的《礦物商品摘要》報導，2008年全球鉬儲量870萬t，基礎儲量2 180萬t，其中中國儲量330萬t、基礎儲量810萬t，居世界第1位［1］。

自20世紀90年代以來，國內外市場對鉬系列產(chǎn)品的需求增長迅速，作為制取金屬鉬及其制品（如鉬粉、鉬條、鉬片、鉬絲、鉬桿等）的重要中間產(chǎn)品——鉬酸銨，在國內取得了快速發(fā)展，其產(chǎn)量也急劇上升。目前，在我國的鉬酸銨生產(chǎn)廠家中，大多數(shù)生產(chǎn)廠家仍采用傳統(tǒng)或改進的工藝流程生產(chǎn)鉬酸銨，四鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程圖見圖1。

圖1 四鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程圖

由圖1可以看出，氨浸渣來自鉬酸銨生產(chǎn)氨浸工段。鉬酸銨生產(chǎn)的氨浸渣渣率在15％～20％，呈弱堿性，渣中除含有鉬酸銨、MoO3、MoO2、MoS2，還含有難溶的鉬酸鹽（主要為Ca、Fe、Cu和Pb的鉬酸鹽）和大量的SiO2，渣含鉬3％～15％，必須加以回收［2］。

目前氨浸渣中鉬的回收方法主要有鹽酸分解法、蘇打燒結焙燒法和高壓堿浸法等。近年來相關行業(yè)的生產(chǎn)和實踐證明，加壓浸出是一種穩(wěn)定而有效的單元操作，可達到減少環(huán)境污染、提高技術指標、節(jié)能降耗和提高經(jīng)濟效益的目的。本文研究采用氧壓堿浸工藝從氨浸渣中提取有價金屬鉬。

2 試驗原料

試驗所用的原料為國內某鉬酸銨廠的氨浸渣，鉬的物相分析結果見表1。

表1 氨浸渣鉬的物相分析結果 ％

試驗所用的輔助原料為工業(yè)碳酸鈉和氧氣。

3 試驗原理

氨浸渣中的氨不可溶鉬，當用氧作氧化劑，高溫高壓下在Na2CO3介質中進行如下反應：

4 試驗結果

4.1 浸出溫度的影響

試驗條件：氧分壓200 kPa、時間2 h、液固比2∶1、加堿量為鉬化學反應理論量的2.5倍，試驗結果見圖2。

試驗結果表明，鉬的浸出率隨浸出溫度的升高而增加，其原因是，提高溫度可增大反應速率常數(shù)，另一方面可促進氧鍵的斷裂，使溶解的氧分子裂解為氧原子。由圖2可見，180℃時鉬的浸出率可達96％以上，再增加浸出溫度效果不明顯。

圖2 浸出溫度對鉬浸出率的影響

4.2 加堿量的影響

試驗條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、時間2 h、液固比2∶1，試驗結果見圖3。

圖3 理論加堿量對鉬浸出率的影響

試驗結果表明，鉬的浸出率隨鉬化學反應理論純堿量的增加而升高，超過理論量的2.5倍時，鉬的浸出率增加效果不明顯。

4.3 氧分壓的影響

試驗條件：浸出溫度180℃、時間2 h、液固比2∶1、加堿量為鉬化學反應理論量的2.5倍，試驗結果見圖4。

圖4 氧分壓對鉬浸出率的影響

試驗結果表明，鉬的浸出率隨氧分壓增加而升高。在不加入氧氣時，氨浸渣中的硫化鉬、低價氧化鉬和純堿在反應條件下基本不反應，鉬浸出率低。在氧分壓200 kPa時，鉬的浸出率可達96％以上，再增加氧分壓，鉬的浸出率增加效果不明顯。

4.4 液固比的影響

試驗條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、時間2 h、加堿量為鉬化學反應理論量的2.5倍，試驗結果見圖5。

圖5 液固比對鉬浸出率的影響

試驗結果表明，隨液固比的增大，鉬的浸出率增加。液固比1.5∶1時，鉬的浸出率可達92％以上，但漿體的流變特性較差；液固比2∶1時，鉬的浸出率可達96％以上，漿體的流變特性明顯改善。

4.5 浸出時間的影響

試驗條件：浸出溫度180℃、氧分壓200 kPa、液固比2∶1、加堿量為鉬化學反應理論量的2.5倍，試驗結果見圖6。

試驗結果表明，鉬的浸出率隨浸出時間的延長而增加，浸出時間超過2 h，鉬浸出率增加效果增加不明顯。

圖6 浸出時間對鉬浸出率的影響

本研究采用氧壓堿浸工藝處理氨浸鉬渣，在浸出溫度180℃、時間2 h、氧分壓200 kPa、液固比2∶1、純堿量為化學反應量的2.5倍時鉬的浸出可達96％以上，浸出液可以采用離子交換、萃取等工藝富集。

采用氧壓堿浸工藝處理氨浸鉬渣，具有鉬浸出率高、減少環(huán)境污染和增加經(jīng)濟效益的目的。

［1］U.S.Geological Survey.Minaral commodity summaries 2010［M］.2010：107.

［2］ 施友富，張邦勝.鉬酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)三廢治理過程中的鉬回收［J］.有色金屬，2005，（8）：67.