康維剛 郭鵬志 邱 沙 彭志兵

(天津華北地質(zhì)勘查局，300181 天津)

河北某難選鉬礦已探明鉬金屬儲(chǔ)量10 萬t 以上，經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。礦石中含有多種鉬礦物，硫化鉬礦物主要為膠硫鉬礦，氧化鉬礦物主要為鉬華、鉬鈣礦和鉬鉛礦等。其中的膠硫鉬礦為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，多以膠狀集合體產(chǎn)出，不僅單體解離困難，而且可浮性較差［1-2］;礦石氧化率較高，達(dá)到52.54%。因此，該鉬礦資源為難開發(fā)利用礦石資源。

前期重選、磁選、浮選、超聲波預(yù)處理再選別均未取得理想的回收效果。因此，探索化學(xué)選礦工藝回收鉬就成了一種必然選擇。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鉬物相分析結(jié)果見表2。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composites analysis result of the ore %

表2 礦石鉬物相分析結(jié)果Table 2 Molybdenum phase analysis result of the ore %

從表1 可以看出，礦石鉬品位為0.30%，SiO2含量非常高，達(dá)77.04%，其次是Al2O3、K2O 和Fe，說明礦石中的主要礦物為石英和黏土礦物。

從表2 可以看出，礦石中硫化鉬占總鉬的47.46%。由于這些硫化鉬性質(zhì)的特殊性，其并不具有較好的可浮性。

1.2 鉬在各粒級(jí)中的分布

對(duì)破碎至2 ～0 mm 的礦石進(jìn)行篩析，結(jié)果見表3。

表3 礦石篩析結(jié)果Table 3 Particle size analysis results of the ore %

從表3 可以看出，鉬在各粒級(jí)中分布較均勻，在微細(xì)粒級(jí)中略有富集。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

目前，主要的化學(xué)浸鉬方法有酸浸、堿浸、預(yù)處理+酸浸(堿浸)、細(xì)菌微生物浸出等［3］。試驗(yàn)根據(jù)礦石性質(zhì)，并結(jié)合藥劑成本、環(huán)保等因素，確定進(jìn)行酸浸工藝研究。

2.1 試樣粒度試驗(yàn)

按液固比1.5 mL/g，向一定細(xì)度的100 g 試樣中加入45 g 濃硫酸，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 試樣粒度試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results on different particle size of the sample %

從表4 可以看出，試樣粒度越細(xì)鉬浸出率越高，但提高的幅度不顯著。考慮磨礦成本因素，確定試樣的細(xì)度為－2 mm。

2.2 浸出溫度試驗(yàn)

按液固比1.5 mL/g，向－2 mm 的100 g 試樣中加入45 g 濃硫酸，在一定溫度下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 浸出溫度試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Test results on different leaching temperature

從圖1 可以看出，隨著浸出溫度的提高，鉬浸出率呈先快后慢的上升趨勢(shì)。因此，確定浸出溫度為90 ℃。

2.3 不同酸液浸出試驗(yàn)

按液固比1.5 mL/g，向－2 mm 的100 g 試樣中加入45 g 不同酸［4-7］，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 不同酸液浸出試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Leaching test results with different type of acid

從圖2 可以看出，磷酸和硫酸的浸出效果相當(dāng)，鹽酸的浸出效果稍差，硝酸的浸出效果最差。由于磷酸價(jià)格遠(yuǎn)高于硫酸，因此選用硫酸為浸出酸。

2.4 硫酸用量試驗(yàn)

按液固比1.5 mL/g，向－2 mm 的100 g 試樣中加入一定量的濃硫酸，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results on dosage of sulfuric acid

從圖3 可以看出，隨著硫酸用量的增加，鉬浸出率先上升后微幅下降。因此，確定濃硫酸的用量為30 g。

2.5 浸出時(shí)間試驗(yàn)

按液固比1.5 mL/g，向－2 mm 的100 g 試樣中加入30 g 濃硫酸，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出一定時(shí)間，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results on different leaching time

從圖4 可以看出，隨著浸出時(shí)間的增長(zhǎng)，鉬浸出率先顯著上升后趨于平穩(wěn)。因此，確定浸出時(shí)間為3 h。

2.6 液固比試驗(yàn)

按一定的液固比，向－2 mm 的100 g 試樣中加入30 g 濃硫酸，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，浸渣用清水洗滌后過濾，分析、計(jì)算鉬浸出率，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 液固比對(duì)鉬浸出率的影響Fig.5 Effects of liquid-solid ratio on leaching rate of molybdenum

從圖5 可以看出，隨著液固比的增大，鉬浸出率下降。綜合考慮，確定液固比為1.5 ∶1 mL/g，對(duì)應(yīng)的鉬浸出率為86.19%。

3 結(jié) 論

(1)河北某難選鉬礦石含有多種鉬礦物，礦石氧化程度較高，氧化鉬占總鉬的52.54%，主要氧化鉬礦物有鉬華、鉬鈣礦和鉬鉛礦等;硫化鉬礦物主要為膠硫鉬礦，為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，多以膠狀集合體產(chǎn)出，單體解離困難，可浮性較差。

(2)按液固比1.5 mL/g，向－2 mm 的100 g 試樣中加入30 g 濃硫酸，在90 ℃下恒溫水浴攪拌浸出3 h，攪拌器轉(zhuǎn)速為250 r/min，鉬浸出率達(dá)86.19%。

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