低品位钼精矿制取工业钼酸铵试验研究

Ｔｂｔａｌ　１２３　

ＮＯ．５　２０１３　铜　业　工　程　

ＣＯＰＰＥＲ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　总第１２３期　

２０１３年第５期　

低　像镊糖　髓臻　镲　黢　

韩伟　，秦庆伟　

（１．大冶有色设计研究院有限公司，湖北黄石４３５００５；２．武汉科技大学钢铁冶金　

及资源利用教育部重点实验室，湖北武汉４３００８１）　

摘要：在参考国内外利用钼精矿制取工业钼酸铵试验研究和工业实践基础上，针对湖北某铜矿低品位钼精　

矿性质特点，选择焙烧一浸出一净化一沉淀一氨溶工艺，通过小型试验最佳工艺技术条件，试验质量符合　

ＧＢ３４６０－－２００７标准。　关键词：工业钼酸铵；低品位钼精矿；生产工艺；焙烧；氨浸；沉淀　

中图分类号：ＴＦ８４１．２文献标识码：Ａ文章编号：１００９—３８４２（２０１３）０５－０００１—０４　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ａｍｍｏｎｉｕｍ　Ｍｏｌｙｂｄａｔｅ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ、）ｌ，ｉｔｈ　Ｌｏｗ　Ｇｒａｄｅ　Ｍｏｌｙｂｄｎｉｔｅ　

ＨＡＮ　Ｗｅｉ　，ＱＩＮ　Ｑｉｎｇ—ｗｅｌ。　（１．Ｄａｙｅ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｈｕａｎｇｓｈｉ，Ｈｕｂｅｉ　４３５００５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ　Ｌａｂ．　Ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ１．＆Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，ＷＵＳＴ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００８　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｏｖｅｒｓｅａｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｍｏｌｙｂｄａｔｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｐｒａｃ・　ｔｉｃｅ；ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｌｏｗ　ｇｒａｄｅ　ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｏａｓｔｉｎｇ—ｌｅａｃｈｉｎｇ—ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ—ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ—ｄｉｓ—　ｓｏｌｖｅ　ｗａｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ．ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｑｕａｌｉｔｖ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅａｃｈ　ｔｈｅ　ＧＢ３４６０—２００７　ｓｔａｎｄａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｍｏｌｙｂｄａｔｅ；ｌｏｗ　ｇｒａｄｅ　ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｍａｓｔｉｎｇ；ｌｅａｃｈｉｎｇ；ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　

１　引言　

湖北某铜矿含有一定伴生钼矿资源，原矿钼金属　

品位在０．０２０％～０．０３５％，由于矿石性质复杂，虽经　

国内多家科研院所技术攻关，但钼精矿品位不高、选　

钼回收率低，属于难选伴生钼矿。现场钼资源综合回　

收工艺采用浮选法获得铜钼混合精矿，再经铜钼分离　

得到的钼精矿，钼精矿品位较低（Ｍｏ含量约在２０％　

～３０％）　Ｊ。目前工业上主要用标准钼精矿（Ｍｏ≥　

４５％）制取钼酸铵，低品位钼精矿制取钼酸铵尚无成　

熟的工艺参数，因此，优化其工艺参数与条件，探索低　

成本工艺技术条件，为今后低品位钼精矿的深加工提　

供技术支持，对提高矿山企业资源综合利用以及企业　

经济效益具有十分重要的意义　Ｊ。　

２试验物料性质　

试验矿样按照一定的取样标准，取自于湖北某　铜矿生产的钼精矿，对采集钼精矿进行烘干、混匀，　

并对烘干样进行制样送化验室进行多元素化学分　

析。其结果见下表１。从表１可以看出，该矿样钼　

含量２３．８０％，杂质铜铁含量不高，属于低品位钼精　

矿（标准钼精矿钼含量≥４５％）；主要脉石成分为　

ＳｉＯ２、Ａ１２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ，占总量的４３．６３％，属于含钙　

镁的较高的物料。　

表１　原料多元素化学成分分析结果　

元素　Ｍｏ　Ｃｕ　ＴＦｅ　Ｓ　Ｐ　Ｚｎ　

盒量　丝：苎　：望　：　：鱼　：垫　：　元素　ＳｉＯ２　Ａ１２Ｏ３　ＣａＯ　ＭｇＯ　Ｐｂ　Ｒｅ　

含量／％　２４．０３　３．５７　５．９２　１０．１１　０．００７４　０．０１４　

３工艺设计与分析　

根据试验钼精矿矿物组成及嵌布特点（目的矿　

物与脉石矿物共生密切，嵌布情况复杂，钙镁含量较　

高，Ｍｏ含量约在２０％～３０％），且品位远低于标准　

收稿日期：２０１３—０７—１５　基金项目：中国博士后科学基金项目（２０１００４８０８８５）；钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室开放基金项目（ＦＭＲＵ２０１２０６）；湖北省高等学　校青年教师深入企业行动计划项目（ＸＤ２０１０１４０）　作者简介：韩伟（１９７３一），男，山东济宁人，高级工程师，主要从事复杂金属的选矿工艺研究与设计以及固体废弃物的综合回收应用研　究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈａｎ—ｙａｎｗｅｉ＠１６３．ｃｏｒｎ

　Ｔｏｔａｌ　１２３　铜　业　工　程　总第１２３期　

钼精矿（ＭｏＩ＞４５％），钼精矿中铼含量较少。采用湿　

法氧化法制取钼酸铵成本较高，而氧化焙烧法（即　

传统工艺）过程简单、生产消耗少、成本低、设备简　

单等优点。在综合对比分析的基础上，本试验研究　

选择氨碱联合浸出工艺，试验工艺见图１所示。　

氨碱联合浸出工艺主要优势：①与钼焙砂预处　

理工艺相比，无设备腐蚀现象；产生废水少，较为环　

保；且钼焙砂处理量少，劳动强度低。②与氨浸酸沉　

工艺相比，将传统工艺的氨浸优化为氨水和碳酸钠　

联合浸出，可有效提高钼的浸出率　。　

４试验结果与分析　

４．１焙烧　

由于试验物料是低品位钼精矿，此外还含有较　

多的滑石和方解石。为了使钼精矿更充分的焙烧氧　

化，选择ＭｎＯ：作为氧化剂，为了探索最优的焙烧条　

件，本试验考察了焙烧温度、时间及氧化剂对焙烧效　

果的影响，采用三因素三水平的正交试验，三因素分　

别为：Ａ焙烧时间、Ｂ焙烧温度、Ｃ氧化剂（ＭｎＯ　）用　

量。正交试验条件见表２，试验结果见表３。　

表３试验结果与分析　从试验结果及分析可见，各因素对焙烧影响大　

小顺序为：温度、氧化剂用量、焙烧时间；适宜的焙烧　

工艺参数：焙烧温度７００￣Ｃ，氧化剂用量ｌＯｇ，焙烧时　

间２．５ｈ。　

尾渣　（待处理　

钼酸铵　图１　低品位钼精矿制取钼酸铵工艺流程图　

表２设计正交试验条件　

４．２钼焙砂氨碱联合浸出　

三氧化钼易溶于碱液中而生成钼酸钠和钼酸铵　

溶液，本试验从控制不同的温度、碱过量系数、固液　

２　比及反应时间等四个方面，对氨碱浸焙烧样采用四　

因素三水平的正交试验，以此来考察它们在焙烧样　

碱浸时对钼浸出率的影响。四因素分别为：Ａ一温　韩伟，秦庆伟：低品位钼精矿制取工业钼酸铵试验研究　２０１３年第５期　

因素　Ａ浸出温度／℃　Ｂ浸出时间／ｈ　ｃ碱过量系数／ｇ　Ｄ液固比　渣重／ｇ　渣含钼／％浸出率／％　

４．３浸出液净化工艺条件探索　

４．３．１终点ｐＨ值对净化效果的影响　

浸出液净化的目的是除去溶液中的ｃｕ、Ｆｅ等　

金属杂质。试验首先配制浸出液密度为１．１４—　

１．１６ｇ／ｍＬ的溶液，在搅拌条件下，按（ＮＨ　）　Ｓ溶液　

理论量１．０５倍缓慢加入，并且在恒温水浴中静置　

２０～３０ｍｉｎ，以便金属离子与硫离子充分反应。考察　

溶液净化终点ｐＨ值变化及净化反应温度对净化效　

果的影响，试验结果见表６。由表６可知，随着终点　ｐＨ值升高，溶液中ｃｕ¨、Ｆｅ　含量降低，但终点ｐＨ　

值超过１Ｏ后溶液颜色开始显淡黄色，说明（ＮＨ　）：Ｓ　

过量。因此，净化终点ｐＨ值控制在８．５～９，即能满　

足除杂的要求，而过量的（ＮＨ　）　ｓ使滤液中存在杂　

质离子ｓ卜，对后续作业不利。　表６　ｐＨ值变化对净化效果的影响　

４．３．２（ＮＨ　）　Ｓ溶液加入量条件试验　

加入（ＮＨ　）：ｓ溶液目的是有效地除去溶液中　的ｃｕ、Ｆｅ等金属杂质，过量的加入（ＮＨ　）　Ｓ对后续　

作业不利，存在杂质离子ｓ　，因而控制加入的　

（ＮＨ　）　Ｓ量尤为重要。试验结果见表７。（ＮＨ　）：ｓ　

实际加入量是个波动值，实践中应根据终点ｐＨ值　

及颜色变化做适当调整。从３—８表得知，随着　

（ＮＨ　）：ｓ加入量增加滤液中ｃｕ、Ｆｅ离子含量降低，　

溶液颜色变浅；当（ＮＨ　）：Ｓ加入量达到理论值１．２　

倍以后再继续加入（ＮＨ　）。Ｓ溶液颜色开始偏混，之　

后偏黄。也可以观察溶液颜色变化的方法判断　

（ＮＨ　）　Ｓ加入是否达到除杂效果，非常直接有效。　

（ＮＨ　）　ｓ溶液呈黄色，过量自然偏黄，因此（ＮＨ　）：Ｓ　

加入量控制在理论值的１．１—１．２为宜。　

表７　（ＮＨ　）　Ｓ加入量对应溶液颜色变化　

试验理沦值（ＮＨ４）：Ｓ实净化滤液中净化滤液中　序号倍数际用量／ｍＬ　Ｃｕ２　含／ｇ．Ｌ　Ｆｅ２　含／ｇ．Ｌ　

４．３．３净化温度对净化效果的影响　

试验取１００ｍＬ浸出液密度为１．１４ｇ／ｍＬ，控制　

３　Ｔｏｔａｌ　１２３　铜　业　工　程　总第１２３期　

净化终点ｐＨ值在８．５～９之间，到达终点ｐＨ值后　

静置保温２０～３０ｍｉｎ。考察温度对净化效果的影　

响，试验结果见８。从试验结果可知，随着水温升高　

滤液中ｃｕ、Ｆｅ离子含量降低，溶液颜色变浅。温度　

低时ｃｕ、Ｆｅ等金属离子含量较高，ｃｕ、Ｆｅ等金属离　

与ｓ　反应较慢，而存在部分金属离子未能沉淀，残　

留在溶液中。综合考虑，净化温度控制在８０～８５￣Ｃ　

之间为宜。　

表８净化温度对净化效果的影响　

４．３．４酸沉过程ｐＨ值效果的影响　

酸沉过程实质是钼酸铵结晶析出的过程，钼酸　

铵溶液加热沸腾，使溶液中的部分水分蒸发，氨气挥　

发，以减小溶液体积，增加溶液含钼浓度，降低溶液　

碱度以提高酸沉淀的产量，在搅拌条件下，控制酸沉　

温度在５０℃，考察ｐＨ值对酸沉过程影响，在酸沉温　

度控制在５０℃时，随着溶液ｐＨ值变小沉淀物形状　

出现不同的变化。从试验现象看，ｐＨ值１．０时，沉　

淀物不成形且产品颜色偏黄，因此，在实践中控制　

ｐＨ值在１．５—２为宜。酸沉后固液分离后，在沉淀　

中加入密度为０．９ｇ／ｃｍ。的氨水及适量去离子水并　

用搅拌器进行搅拌，逐渐加热至８０～９０￣Ｃ，使溶液　

密度为１．５—１．６ｇ／ｃｍ　时，溶液达到饱和，冷却、结　

晶，即可得到成品钼酸铵。　

表９　ｐＨ值对酸沉效果的影响　

４．４最佳工艺条件优化试验与产品检验　

根据以上探索性试验研究，确定了最佳工艺条　

件：焙烧温度６８０ｑＣ，焙烧时间２．５ｈ，碱过量系数　

１．２；反应温度８０℃，固液ｔｔ３：１，浸出时间３ｈ，氨水　

用量６０ｍＬ／２００ｇ焙烧样；净化时，按（ＮＨ　）：Ｓ溶液　

理论量１．１倍加人，净化温度控制在８０～８５　之　

间，终点ｐＨ值控制在８．５～９；酸沉时溶液密度为　

ｌ。４～１．６ｇ／ｍＬ，工业浓硝酸调ｐＨ值控制在１．５～　

２；氨溶温度控制在８０～９０ｃＩｃ，用氨水溶解四钼酸铵　

至饱合状态。验证结果见表１０，在各优化条件下，　

低品位钼精矿经过一次浸出，制取钼酸铵的回收率　

４　可达８５．１８％。对制取的钼酸铵进行化验，其含钼　

５３．５６％，杂质含量铜０．００２３％，铁０．００３２％，最终　

产品与ＧＢ３４６０—２００７标准比较，三氧化钼和其它　

杂质含量均符合标准。　

表１０最佳条件验证结果　

５　结语　

（１）通过对低品位钼精矿物料性质分析以及多　

元素和焙烧样物相分析，制定了焙烧、浸出、净化及　

沉淀工艺等条件，通过试验研究确定了适宜的制取　

钼酸铵工艺。