丁 喻,鐘 祥,周新東,蔡云卓,劉 黃

(長(zhǎng)沙礦冶研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410012)

云南某鉬加工廠鉬酸銨生產(chǎn)流程查定及技術(shù)分析

丁 喻,鐘 祥,周新東,蔡云卓,劉 黃

(長(zhǎng)沙礦冶研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410012)

采用生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)合化學(xué)分析及物象鑒定,對(duì)鉬加工廠鉬酸銨生產(chǎn)流程進(jìn)行查定,獲取了鉬、錸在生產(chǎn)過(guò)程的分布及走向數(shù)據(jù)并繪制出了鉬、錸分布的數(shù)質(zhì)量圖。通過(guò)分析,確定了影響鉬收率的主要因素并提出了改進(jìn)建議。根據(jù)錸在生產(chǎn)中的富集程度及生成物性質(zhì)提出了合適的回收途徑及工藝。

鉬酸銨;錸;工藝流程;查定;技術(shù)分析

云南某鉬加工廠是一家采用鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨的新企業(yè),設(shè)計(jì)年加工鉬精礦450 t,年產(chǎn)鉬酸銨350 t。2008年投產(chǎn)后,因采用自產(chǎn)的鉬精礦鉬含量低、波動(dòng)大,雜質(zhì)含量高的原因,生產(chǎn)過(guò)程一直不穩(wěn)定,同時(shí)工藝流程和操作中也存在著一些不合理之處,影響到鉬的回收率。鉬精礦中伴生有一定錸,但是否有回收價(jià)值,如何回收等原設(shè)計(jì)未予以考慮。為此,企業(yè)希望通過(guò)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行流程查定,以了解整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中鉬、錸元素的分布及走向,確定影響鉬收率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)并提出回收錸的方案建議。

1 生產(chǎn)線流程概況

該鉬加工廠現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程為:鉬精礦→外熱式回轉(zhuǎn)窯焙燒→氨浸→凈化→酸沉→濃縮結(jié)晶→干燥包裝→鉬酸銨產(chǎn)品。與國(guó)內(nèi)一些主要鉬酸銨生產(chǎn)企業(yè)相比,該廠鉬酸銨生產(chǎn)線有如下一些特點(diǎn):①鉬精礦焙燒采用1臺(tái)φ600×14 000的電加熱回轉(zhuǎn)窯,溫控精度較好;②焙燒產(chǎn)生的煙塵采用一級(jí)布袋收塵器進(jìn)行回收,而國(guó)內(nèi)一般是先采用旋風(fēng)除塵器進(jìn)行除塵,再采用水噴淋洗滌或布袋除塵;③國(guó)內(nèi)鉬焙砂氨浸前,一般先用硝酸或鹽酸等進(jìn)行預(yù)浸,將焙砂中的K+、Na+、Cu2+、Fe2+等雜質(zhì)離子分離,同時(shí)將部分不溶鉬酸鹽中的鉬轉(zhuǎn)化為鉬酸以提高鉬回收率。該廠工藝是將鉬焙砂直接氨浸;④該廠鉬焙砂氨浸采用的是間歇式并流操作過(guò)程,而國(guó)內(nèi)一般為連續(xù)逆流氨浸過(guò)程,氨浸效果要好于前者,過(guò)程也比較穩(wěn)定;⑤在凈化工序,由于鉬精礦中含磷較高增加了鎂鹽脫磷裝置,相應(yīng)增加了試劑消耗及鉬的夾帶損失;⑥酸沉后的母液加入石灰乳生產(chǎn)鉬酸鈣產(chǎn)品。

總體上比較,該廠的某些生產(chǎn)工序相對(duì)國(guó)內(nèi)同類型企業(yè)來(lái)說(shuō)進(jìn)行了一些簡(jiǎn)化,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō),可減少部分投資,但相應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程的金屬回收率降低,成本增加。

2 流程查定的主要內(nèi)容

流程查定的主要內(nèi)容是在一段時(shí)期內(nèi)于生產(chǎn)流程的各工藝進(jìn)出口,對(duì)投入的原料、產(chǎn)出的產(chǎn)品(含中間產(chǎn)品)進(jìn)行計(jì)量和取樣,根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和化學(xué)分析結(jié)果繪出鉬、錸在流程中分布的數(shù)質(zhì)量流程圖,以及結(jié)合物象鑒定了解過(guò)程產(chǎn)物的礦物組成形態(tài),判斷物料在各工序完成的程度,為生產(chǎn)過(guò)程的改進(jìn)提供依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況將鉬精礦焙燒部分和鉬酸銨濕法生產(chǎn)部分查定分開(kāi)進(jìn)行。

3 流程查定結(jié)果

3.1 鉬精礦的化學(xué)組成及物象分析結(jié)果

此次流程查定所投入的鉬精礦為同一批次產(chǎn)品,化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。與國(guó)家“輝鉬精礦化學(xué)成分技術(shù)要求(GB3299-89)”對(duì)比看,投入的鉬精礦特點(diǎn)為低Mo(國(guó)標(biāo)要求Mo≮45%)、高Cu、高Fe。Cu、Fe等雜質(zhì)含量高,在焙燒過(guò)程中易形成低熔點(diǎn)的Cu、Fe鉬酸鹽,且在焙砂中產(chǎn)生包裹,影響鉬精礦的氧化脫硫程度,降低鉬焙砂的氨浸出率。根據(jù)元素分析結(jié)果及表2的物象分析結(jié)果進(jìn)行化合物組成配算,42.49%的硫化鉬所配比的硫?yàn)?5.96%,即鉬精礦中還有15.34%的硫?yàn)槠渌问降牧蚧锶琰S銅礦、黃鐵礦等,同樣說(shuō)明鉬精礦中存在較多的雜質(zhì),對(duì)加工帶來(lái)不利影響。

表1 鉬精礦化學(xué)分析結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

表2 鉬精礦物象分析結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

鉬精礦錸含量平均為0.004 5%,即45 gRe/t礦,低于一般錸回收工業(yè)生產(chǎn)中所要求的100 g/t礦品位,回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。

3.2 鉬精礦焙燒工序鉬、錸的分布走向及物象鑒定結(jié)果

表3為部分焙砂及煙塵的取樣分析結(jié)果,表4為鉬焙砂物象鑒定結(jié)果,圖2為鉬精礦焙燒工序鉬、錸金屬分布的數(shù)質(zhì)量圖。由圖2可見(jiàn)以鉬計(jì)的鉬焙砂產(chǎn)率為91.69%,煙塵中鉬占1.55%,損失的鉬占投入的6.6%。物象鑒定結(jié)果說(shuō)明焙砂中不氨溶的MoO2及鉬酸鹽較高,說(shuō)明焙燒氧化程度不夠及生成較多的Cu、Fe鉬酸鹽。鉬焙砂中的錸為投入錸的29.23%,說(shuō)明大多數(shù)錸焙燒時(shí)呈氧化錸進(jìn)入氣相中。又煙塵中回收的錸占投入的11.54%,煙氣中損失的錸偏高占59.23%,這主要是由于查定期間布袋收塵器布袋破損所致。化學(xué)分析結(jié)合物象鑒定說(shuō)明,煙氣中的鉬主要為夾帶的細(xì)粒鉬精礦而不是揮發(fā)的氧化鉬,錸主要為揮發(fā)的氧化物。

收集的煙塵中的錸富集到了310 g/t,品位上已具備了工業(yè)回收價(jià)值。

表3 焙燒工序焙砂樣及煙塵取樣分析結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

表4 鉬焙砂物象分析結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

圖1 鉬精礦焙燒工序Mo、Re金屬分布的數(shù)質(zhì)量圖

3.3 鉬酸銨濕法部分的鉬、錸分布走向及物象鑒定結(jié)果

表5為鉬酸銨濕法生產(chǎn)部分原料及產(chǎn)品(含中間產(chǎn)品)的取樣分析結(jié)果。表6為3次氨浸渣的物象鑒定結(jié)果。圖3為鉬酸銨濕法生產(chǎn)部分鉬錸金屬分布的數(shù)質(zhì)量圖。由圖3可見(jiàn)查定期間產(chǎn)出的鉬酸銨折算成金屬鉬的回收率為79.81%。產(chǎn)出鉬酸鈣折算成金屬鉬回收率為9.97%,2項(xiàng)合計(jì)88.07%,回收率偏低。

表5 鉬酸銨濕法生產(chǎn)部分產(chǎn)品化學(xué)分析結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

3次氨浸渣中金屬鉬量占到投入的9%,一方面說(shuō)明渣中的鉬有降低的空間,另一方面說(shuō)明現(xiàn)有氨浸渣有很高的回收價(jià)值。由物象鑒定結(jié)果可見(jiàn)3次氨浸渣中鉬的形態(tài)為夾帶的鉬酸銨(占4.96%),鉬酸鹽(占3.31%),可氨溶的MoO3(占2.99%),不溶的MoO2、MoS2分別占1.45%和0.8%。

圖3說(shuō)明生產(chǎn)中的錸大部分進(jìn)入了鉬酸鈣母液中,進(jìn)入1次凈化渣、2次凈化渣、鉬酸銨、鉬酸鈣中的錸較少,約為總量的15%,進(jìn)入3次氨浸渣中的錸為12.12%。由表5可見(jiàn),種類繁多的液固體產(chǎn)品含錸均很低,如氨浸渣中含錸平均為7 g/t,鉬酸鈣平均為0.14 g/t,鉬酸鈣母液平均為0.006 6 g/L,現(xiàn)階段均不具備工業(yè)上的回收價(jià)值。

表6 3次氨浸渣物象鑒定結(jié)果 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

4 建 議

4.1 提高鉬回收率的建議

根據(jù)流程查定結(jié)果分析可知,欲提高現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程中鉬的回收率可在以下幾個(gè)方面采取改進(jìn)措施:①提高鉬精礦的選礦品質(zhì),減少雜質(zhì)含量;②將鉬精礦預(yù)干燥除去水和油,改善焙燒時(shí)物料的運(yùn)動(dòng)性能,減少結(jié)塊現(xiàn)象;③采用分離性能更好的過(guò)濾設(shè)備替代現(xiàn)有的抽濾裝置,有效減少氨浸渣中母液夾帶損失;④將酸沉工序的人工試紙檢測(cè)pH值及加酸,改為儀器精確檢測(cè)及自動(dòng)控制加酸,減少母液中的鉬損失,增加鉬酸銨的產(chǎn)量。⑤最大程度的從氨浸渣中回收鉬。經(jīng)實(shí)驗(yàn),采用長(zhǎng)沙礦冶研究院開(kāi)發(fā)的加壓堿浸新工藝可以回收氨浸渣中98%以上的鉬。

圖2 鉬酸銨濕法生產(chǎn)部分Mo、Re金屬分布數(shù)質(zhì)量圖

4.2 錸回收建議

由流程查定結(jié)果可知,生產(chǎn)中只有收集的焙燒煙塵達(dá)到了工業(yè)上回收錸的品位要求,但煙塵收集量不多,可采用旋風(fēng)收塵+布袋收塵兩級(jí)收塵代替原有的布袋一級(jí)收塵進(jìn)行改進(jìn),以提高除塵效果。煙塵的組成主要為氣體中夾帶的細(xì)粒鉬精礦、金屬硫酸鹽、硅酸鹽及冷凝下來(lái)的Re2O7等,其中鉬精礦占62.33%,金屬硫酸鹽占10%左右。從焙燒煙塵中回收錸的工藝國(guó)內(nèi)主要有酸浸、加氧化劑酸浸、堿浸、堿性條件下水浸、加氧化劑水浸等。由于工廠現(xiàn)有規(guī)模下產(chǎn)生的煙塵量較少,推薦采用堿浸法回收錸生產(chǎn)高錸酸銨或高錸酸鉀產(chǎn)品,其特點(diǎn)是流程比較簡(jiǎn)單、投資小、對(duì)環(huán)境污染小,缺點(diǎn)是成本較高。經(jīng)計(jì)算,現(xiàn)有規(guī)模下從煙塵中每月可提取的金屬錸量為0.62 kg左右(按煙氣中的錸回收率70%計(jì)),折合高錸酸銨約0.89 kg左右。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)云南某鉬加工廠鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨工藝流程進(jìn)行查定,了解了生產(chǎn)過(guò)程中鉬、錸元素的分布及走向,為定量分析生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)技術(shù)分析,確定了影響鉬回收率的主要影響因素,提出了改進(jìn)生產(chǎn)中部分工藝及操作的建議。根據(jù)錸在生產(chǎn)中的富集程度及生成物性質(zhì),提出了綜合回收錸的途徑和工藝。查定和技術(shù)分析的結(jié)果為企業(yè)今后的生產(chǎn)改進(jìn)及發(fā)展決策提供了依據(jù)。此外生產(chǎn)流程查定的方法及結(jié)果對(duì)國(guó)內(nèi)同類型鉬酸銨中小生產(chǎn)企業(yè)也具有一定的參考價(jià)值。

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INVESTIGATI ON AND TECHNICAL ANALYSIS OF AMMONIUM MOLYBDATES PRODUCTI ON PROCESS IN A MOLYBDENUM PLANT IN YUNNAN PROVINCE

D ING Yu,ZHONG Xiang,ZHOU Xin-dong,CA I Yun-zhuo,L IU Huang
(Changsha Research Institute ofMining andMetallurgy,Changsha 410012,Hunan,China)

Using production stastics,chemical analysis and physical image appraisal,the investigation on ammonium molybdates production process in a molybdenum processing factory was carried on,the distribution and trend statistics ofmolybdenum and rhenium in the production processwas gained,quantitative-qualitative flow graph of molybdenum and rhenium distribution was drawn.The main factors that effect the molybdenum yield coefficient were defined and recommendations for improvementswere put forward.According to the enrichmentof rhenium and product properties,the appropriate recovery pathway and processwere proposed.

ammonium molybdates;rhenium;process flow;investigation;technical analysis

TG146.4+12

A

1006-2602(2010)04-0014-04

2010-06-20;修改稿返回日期:2010-06-24

丁 喻(1963-),男,高級(jí)工程師?，F(xiàn)在長(zhǎng)沙礦冶研究院從事海洋冶金及鉬、錸、鎳等稀有金屬冶金的科研及設(shè)計(jì)工作。