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以钼矿浸出液提制钼的工艺

 论文栏目:冶金工业    更新时间:2012-08-15 11:33   

某彩钼铅粗精矿经碱法浸出后得到含钼碱性溶液,溶液中钼含量较低,远远达不到酸沉钼的要求,为此采用N235萃取剂富集钼,再用氨水溶液反萃取,得到高浓度的钼溶液。在对低浓度的钼溶液进行单级萃取时,钼萃取率较高,两相分层速度较快,界面清晰,但多级逆流萃取时出现了分层效果较差、两相界面出现不同程度的絮状物的现象,这可能与溶液中杂质积累有关。为此,曾有人用硫酸铝对SiO2质量浓度为0.125g/L的碱性高钼浓度浸出液进行净化除杂,取得了较好的试验结果[1-2]。本研究针对低钼浓度的碱性浸出液,采用镁盐净化除硅,对净化液再进行多级逆流萃取,然后用氨水溶液反萃取再直接用酸沉淀钼,最终获得钼质量分数64%的氧化钼产品。

1试验部分

1.1试验原料

浸出液pH为9~10,Mo质量浓度9.2g/L,杂质SiO2质量浓度1.01g/L。主要试剂有氯化镁、氨水、盐酸,均为分析纯;叔胺(N235)、仲辛醇、260号煤油、石灰,均为工业品。

1.2试验原理

在碱性钼酸钠溶液中,硅一般以SiO2-3形式存在,试验采用镁盐法除硅。氯化镁与SiO2-3反应形成溶解度很小的硅酸镁沉淀:溶剂萃取是将低浓度的钼酸钠溶液转化为高浓度的钼酸铵溶液。以叔胺(N235)为萃取剂,仲辛醇为协萃剂,煤油为稀释剂。萃取时,胺首先与无机酸反应形成铵盐,然后再萃取金属络阴离子[3-4]。常用硫酸酸化有机相,叔胺在酸化过程中转化成铵盐:酸化后的钼酸钠溶液与有机相混合,钼形成萃合物进入有机相。用氨水溶液反萃取负载有机相中的钼,使钼进入水相得到钼酸铵溶液,贫有机相返回萃取。产品制备:反萃取液中的钼以钼酸铵形式存在,在适宜温度及一定时间内,用无机酸中和,降低pH,可析出钼酸盐,再经固液分离、烘干、煅烧后得到氧化钼产品。

2试验结果与讨论

2.1除硅

2.1.1反应温度对硅去除率的影响

浸出液SiO2质量浓度1.01g/L,pH=8.5,反应时间2h,氯化镁加入量为理论量的5倍,反应温度对除硅率的影响试验结果如图1所示。由图1看出,温度对硅的去除率影响较大,随温度升高,硅去除率提高。考虑到温度太高会使除杂反应变得复杂,为降低能耗、便于各工序的衔接,试验确定温度以75℃左右较为适宜。

2.1.2反应时间对硅去除率的影响

浸出液SiO2质量浓度1.01g/L,pH=8.5,氯化镁加入量为理论量的5倍,反应温度75 ℃,反应时间对硅去除率的影响如图2所示。可以看出:反应开始时,除硅率有一定程度的提高;反应1h后,除硅率提高幅度不大。据此,确定最佳反应时间为1h。

2.1.3氯化镁加入量对硅去除率的影响

反应温度75℃,反应时间1h,氯化镁加入量对硅去除率的影响试验结果如图3所示。由图3看出,氯化镁加入量对硅去除率有一定影响:随氯化镁加入量增加,除硅率升高;氯化镁加入量为理论量4倍时,除硅率趋于稳定。

2.1.4综合条件试验

针对硅质量浓度1.01g/L的浸出液,采用镁盐沉淀法除硅。在75℃、溶液pH=8.5、氯化镁加入量为理论量4倍条件下反应1h,除硅率达87.31%,除硅过程中钼损失率平均为0.39%,钼损失率见表1。

2.2萃取—反萃取试验

萃原液为除硅后液,其中ρ(Mo)为7.5~8.5g/L,pH为1.5~2.38。

2.2.1萃取剂体积分数对钼萃取率的影响

在相比Va∶Vo=2.5∶1、混合时间3min、pH=2.2条件下,萃取剂体积分数对钼萃取率的影响试验结果见表2。由表2看出,萃取剂体积分数的改变对钼的单级萃取率有一定影响,N235体积分数为15%时,钼萃取率为93.58%,此时两相分层速度较快。综合考虑,确定萃取剂组成为15%N235+10%仲辛酸+75%煤油。

2.2.2相比对钼萃取率的影响

萃取剂组成15%N235+10%仲辛醇+75%煤油,两 相 混 合 时 间3 min,水 相pH =2.2。Va∶Vo对钼的单级萃取率的影响试验结果见表3。从表3看出,随Va∶Vo的提高,钼单级萃取率逐渐下降。为减少萃取剂的投入,应尽可能在较高的相比下进行,故选择Va∶Vo=2.5∶1。

2.2.3混合时间对钼萃取率的影响

萃取剂组成15%N235+10%仲辛醇+75%煤油,相比Va∶Vo=2.5∶1,水相pH=2.2,混合时间对钼的单级萃取率的影响试验结果见表4。两相接触时间对钼萃取率的影响表现在3min以下,3min以后钼的萃取基本达到平衡。根据试验结果,选择混合时间为3min。

2.2.4水相pH对钼萃取率的影响

萃取剂组成为15%N235+10%仲 辛醇+75%煤油,混合时间3min,Va∶Vo=2.5∶1。水相pH对钼的单级萃取率的影响见表5。从表5看出,水相pH对钼的萃取率有显著影响,钼萃取率随水相pH升高而显著降低。当pH过低(低于1.5)时,水相中少量残留的杂质会形成絮状物胶体,影响萃取操作。根据试验结果,确定pH以1.7~2.0为宜。此条件下,萃取后分层较快,在1min内可澄清。

2.2.5反萃取

萃取获得的负载有机相,其表面会夹带少量钠离子,为了减少杂质对产品的影响,用去离子水洗涤有机 相。洗涤时,Va∶Vo=1∶1,洗 涤1min,澄清1min。洗涤后的负载有机相进行反萃取,反萃取剂为15%的氨水溶液。在单级反萃取基础上,进行二级逆流反萃取。两相接触时间3min,分层1 min,负载有机 相与水相流 量比为6∶1。结果钼的逆流反萃取率达100%,反萃取液中钼质量浓度达140g/L以上,满足沉淀钼的要求。反萃取后的贫有机相返回萃取。

2.2.6产品制备

反萃取液中钼质量浓度较高,pH为8~9。用盐酸调pH不断有钼酸铵析出,沉淀完成后固液分离并洗涤、干燥、煅烧,得氧化钼产品。盐酸沉淀工序中,钼沉淀率平均为98.72%,沉淀后液钼质量浓度约1g/L,可返回萃取工序。产品氧化钼质量分析结果见表6。可以看出,产 品 质 量 达 到GB/T24482—2009牌 号YMo62的要求。

2.3萃余液的处理

对以萃余液为主的酸性废水采用加石灰中和方法处理,控制条件为:萃余液体积300mL,加氧化钙0.4g,搅拌10min,溶液终点pH=7。处理后的废水部分入流程中作为洗涤水使用,其余排放。

3结论

彩钼铅粗精矿的碱性浸出液杂质硅含量较高,采用镁盐法除硅可使溶液得到一定程度的净化。在75℃下,控制pH=8.5,反应1h,氯化镁加入量为理论量的4倍,除硅率可达87.31%,除硅过程中钼损失率仅为0.39%。净化后的溶液用15%N235+10%仲辛醇+75%煤油溶液萃取,用氨水反萃取,再用盐酸沉淀钼,然后洗涤,干燥,煅烧,得到氧化钼产品。该工艺钼回收率较高,产品质量符合GB/T24482—2009牌号YMo62的要求。

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