曹學(xué)忠

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興 334224)

1 引言

目前江西德興銅鉬礦利用自產(chǎn)鉬精礦焙燒得到鉬焙砂直接氨浸、凈化、酸沉、烘干包裝的工藝生產(chǎn)鉬酸銨產(chǎn)品［1］。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，鉬酸銨產(chǎn)品作為一種化工和冶金原料，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量的要求越來越高［2］。德興銅礦根據(jù)自產(chǎn)鉬精礦含銅較高的實(shí)際情況，提出了優(yōu)化鉬酸銨生產(chǎn)工藝建議，通過試驗(yàn)研究，確定了較佳工藝條件。利用優(yōu)化后生產(chǎn)工藝生產(chǎn)鉬酸銨，一方面可有效降低焙砂中銅雜質(zhì)的含量，從而減輕后續(xù)氨浸、凈化操作的難度，降低了硫化銨的單耗，有效地提高鉬酸銨產(chǎn)品的品質(zhì)和純度，另一方面提高了鉬錸分離效果，大大利于后續(xù)錸作業(yè)回收。

2 優(yōu)化前的鉬酸銨工藝

2.1 優(yōu)化前的預(yù)處理工藝流程

德興銅礦采用上述的半濕法工藝流程對(duì)自產(chǎn)的高銅鉬精礦進(jìn)行加工，生產(chǎn)鉬酸銨和錸酸銨等產(chǎn)品。其工藝流程見圖 1［3-4］。

圖1 優(yōu)化前的鉬酸銨生產(chǎn)流程

2.2 優(yōu)化前工藝的特點(diǎn)及不足

由于自產(chǎn)鉬精礦含銅等雜質(zhì)較高，采用該工藝生產(chǎn)鉬酸銨，一方面一次氨浸液除銅等雜質(zhì)時(shí)，硫化銨用量增加，終點(diǎn)難以控制，造成鉬酸銨生產(chǎn)成本的增加，同時(shí)還會(huì)影響鉬酸銨產(chǎn)品的質(zhì)量和晶型，且氨浸渣中鉬含量較高，一般可達(dá)15% ～16%，導(dǎo)致鉬綜合收率不高;另一方面焙砂中錸金屬經(jīng)氨浸、酸沉后進(jìn)入酸沉母液中，大大地被貧化，不利于對(duì)錸金屬回收。

3 優(yōu)化后的預(yù)處理工藝

德興銅礦針對(duì)自產(chǎn)的焙砂含銅較高的實(shí)際情況，對(duì)上述鉬酸銨生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，增加鉬焙砂預(yù)處理工序，對(duì)鉬焙砂進(jìn)行預(yù)先處理，達(dá)到既除去雜質(zhì)［5］，又深層氧化鉬鹽，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鉬錸有效分離的目的。

3.1 鉬焙砂預(yù)處理加酸種類分析

鉬精礦焙燒后的焙砂中雜質(zhì)多以氧化物和鉬酸鹽的形式存在，其中有部分氧化物、鉬酸鹽不溶于水，并且在氨浸過程中與氨水反應(yīng)很慢。酸鹽鉬焙砂預(yù)處理工序就是加入酸和酸沉母液對(duì)鉬焙砂進(jìn)行預(yù)處理，使溶于水的金屬氧化物雜質(zhì)進(jìn)入液相而除去，并通過酸調(diào)節(jié)預(yù)處理液pH值，將不溶于水的金屬氧化物雜質(zhì)變?yōu)榭扇苄喳}進(jìn)入溶液而除去，同時(shí)將不溶于水與氨水作用很慢的鉬酸鹽變成微溶于水而溶于氨水的鉬酸，為生產(chǎn)含雜量低的鉬酸銨產(chǎn)品提供可靠的保證。目前可加入的酸主要有硫酸、鹽酸和硝酸。由于硫酸不具有氧化性，因此不能將鉬焙砂中不溶或難溶鉬鹽轉(zhuǎn)為可溶性的鉬鹽，不能確保鉬綜合收率;鹽酸雖具有強(qiáng)氧化性，但由于存在氯離子，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且鉬酸銨產(chǎn)品中夾帶氯離子，不適用于鉬精深加工;使用硝酸，一方面具有強(qiáng)氧化性，另一方面設(shè)備使用壽命較長，且鉬酸銨產(chǎn)品純度好，適用于鉬后續(xù)精深加，因此確定使用硝酸進(jìn)行鉬焙砂酸鹽預(yù)處理。優(yōu)化后的工藝流程見圖2。

3.2 優(yōu)化前后工藝流程對(duì)比分析

由于原流程沒有焙砂預(yù)處理工序，不能有效去除銅鐵等雜質(zhì)，增加了焙砂氨浸時(shí)除雜的難度，且錸金屬未得到有效回收。

圖2 優(yōu)化后的鉬酸銨生產(chǎn)流程

優(yōu)化后的流程增加了2段逆流預(yù)處理工藝，大大去除了銅鐵等雜質(zhì)，降低了硫化銨原料單耗，保證了鉬溶液的質(zhì)量，同時(shí)錸金屬得到有效分離和富集，有利于錸金屬的綜合回收。

3.3 鉬焙砂預(yù)處理工藝條件優(yōu)化

鉬焙砂用硝酸溶液對(duì)鉬焙砂進(jìn)行預(yù)處理，除去焙砂中大部分雜質(zhì)，再用液氨浸出濾餅中鉬，使鉬在溶液中以(NH4)2MoO4體系存在，浸出液經(jīng)過進(jìn)一步除雜、凈化處理后，經(jīng)硝酸酸沉、烘干包裝得到鉬酸銨產(chǎn)品。

酸洗MeMoO4+2HNO3=H2MoO4+Me(NO3)2(Me=Fe、Cu、Mg、Ca 等金屬離子)

焙砂預(yù)處理試驗(yàn):就是用結(jié)晶母液對(duì)焙砂進(jìn)行漿化，通過加入硝酸調(diào)節(jié)pH值加熱處理一定的時(shí)間達(dá)到除去大部分雜質(zhì)的目的。因此需要研究預(yù)處理的固液比、溫度、時(shí)間、pH值等因素對(duì)除雜質(zhì)Cu、Ca、Fe效果。同時(shí)要求達(dá)到鉬損失盡可能低的目的。

該試驗(yàn)所用樣品是鉬精礦氧化焙燒后所得鉬焙砂。其雜質(zhì)元素含量見表1。

表1 鉬焙砂雜質(zhì)元素含量

3.3.1 固液比條件試驗(yàn)

通過改變預(yù)處理固液比，考察預(yù)處理除雜質(zhì)效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 固液比條件對(duì)除雜效果試驗(yàn)

由表2可知，固液比對(duì)除Ca、Fe率影響不明顯，但是固/液的比值過小，造成料液體積增加，固/液比值過大不利于漿化或者漿化不夠理想，達(dá)不到預(yù)期除Ca、Fe等效果。因此選定固液比為1∶2.5為宜。

3.3.2 溫度條件試驗(yàn)

通過改變預(yù)處理溫度，考察預(yù)處理除雜效果、鉬損失和錸浸出率的影響，試驗(yàn)情況見表3。

表3 溫度條件對(duì)除雜效果的試驗(yàn)

由表3可知，隨著溫度的升高，除Cu、Ca、Fe等效果越好，但是溫度超過95℃以后除Ca、Fe率效果不明顯，另外溫度過高對(duì)設(shè)備的安全性能要求也就越高，因此確定95℃為宜。

3.3.3 時(shí)間條件試驗(yàn)

通過改變預(yù)處理時(shí)間，考察預(yù)處理除雜效果。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 時(shí)間條件對(duì)除Cu、Ca、Fe等效果試驗(yàn)

由表4可知，時(shí)間超過2h以后，除Ca、Fe效果不明顯，但作業(yè)時(shí)間太長，不利于組織生產(chǎn)。因此確定到溫后攪拌2h為宜。

3.3.4 pH值條件試驗(yàn)

通過改變?nèi)芤后w系pH值，考察預(yù)處理除雜效果，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 pH值條件對(duì)除雜效果試驗(yàn)

由表5可知，通過pH值降低對(duì)除Ca、Fe等效果也越好，但是降至pH值1.5后除Ca、Fe等效果不明顯，因此確定pH1.5為宜。

經(jīng)過上述4組試驗(yàn)可確定硝酸預(yù)處理最佳工藝條件是:固液比1∶2.5，溫度95℃，pH 值為 1.5，到溫度后恒溫?cái)嚢?h。

4 結(jié)論

(1)與原工藝相比主要優(yōu)化的是:采用新工藝，增加了預(yù)處理作業(yè)的次數(shù)，提高了預(yù)處理作業(yè)除雜的效果，進(jìn)一步降低鉬焙砂中銅的含量，減少硫化銨的消耗，提高了鉬錸分離效率;降低了濾餅的水份，提高了作業(yè)效率。

(2)確定了硝酸預(yù)處理最佳工藝條件，固液比1∶2.5，溫度95℃，pH 值為1.5，到溫度后恒溫?cái)嚢?h。

(3)新工藝在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果，有效地提高了預(yù)處理作業(yè)效率。濾餅中銅等雜質(zhì)含量穩(wěn)定在0.1%以下，濾餅水份穩(wěn)定在15%左右，保證了濾餅的質(zhì)量，為氨浸工序創(chuàng)造了有利條件，降低了鉬酸銨生產(chǎn)操作難度，提高了鉬酸銨產(chǎn)品的品質(zhì)和純度［6］。

(4)與優(yōu)化前相比，優(yōu)化后的工藝預(yù)處理焙砂，濾餅中銅含量由1.5%下降到0.1%以下;硫化銨單耗可下降66%以上;錸分離率由80%提高到93%以上，提高了13個(gè)百分點(diǎn)以上。

(5)有效地降低了硫化銨的單耗。使用優(yōu)化后工藝生產(chǎn)的濾餅氨浸與相比優(yōu)化前工藝生產(chǎn)的濾餅氨浸，其硫化銨單耗下降了三分之二以上。

(6)提高鉬錸分離效果，錸的分離比率由80%提高到93%以上。

(7)該工藝可提高鉬錸技術(shù)指標(biāo)，有利于企業(yè)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于同行業(yè)鉬錸綜合回收具有一定的借鑒作用。

［1］龔益彬.新技術(shù)公司鉬精礦加工生產(chǎn)綜述及發(fā)展對(duì)策［J］.銅業(yè)工程，2008(4):18-20.

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［6］張文鉦.提升產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)鉬業(yè)可持續(xù)發(fā)展［J］.中國鉬業(yè)，2007(5):3-8.