钒钼铅矿浸出与钒钼分离试验研究.pdf

第3 2 卷第3 期( 总第1 2 9 期) 2 0 1 3 年6 月 湿法冶金 H y d r o m e t a l l u r g yo fC h i n a V 0 1 3 2N o 3 ( S u m 1 2 9 ) J u n e2 0 1 3 钒钼铅矿浸出与钒钼分离试验研究 黄迎红1 ，王亚雄2 ( 1 云锡集团控股有限责任公司，云南个旧6 6 1 0 0 0 ；2 昆明贵金属研究所，云南昆明6 5 0 1 0 6 ) 摘要：研究了用硫化钠一氢氧化钠复合浸出剂从钒钼铅矿中浸出并分离钒、钼。试验结果表明，钒钼铅矿用碱 浸出后，钼、钒进入溶液，而P b 、A g 等留在渣中。最佳浸出条件为：硫化钠用量为理论量的1 1 倍，液固体积 质量比4 ：1 ，O H 浓度约1 5m o l L ，反应温度9 5 1 0 0 ，反应时间3h ；浸出液用镁盐除硅后再用氯化铵 沉淀钒，钒沉淀率大于9 5 ；用盐酸与氯化钙沉淀钼，钼沉淀率大于9 9 。 关键词：钼钒铅矿；硫化钠；氢氧化钠；浸出；钒；钼；分离 中图分类号：T F 8 0 3 ；T F 8 4 1 2 ；T F 8 4 1 3文献标志码：A文章编号：1 0 0 9 2 6 1 7 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 1 4 7 0 4 自然界中，钒主要以钒钛磁铁矿形式存在，钼 主要以辉钼矿形式存在，也有少量以钼铅矿形式 存在。目前，对钼铅矿可采用硫化钠直接浸出，然 后从浸出液中回收钼，分别生产钼酸、钼酸钠或钼 酸铵，浸出渣( 即硫化铅精矿) 用于炼铅。试验考 察了用复碱体系浸出并分离钒、钼，为钒钼铅矿综 合利用提供一条有效途径。 1试验原料 钒钼铅矿取自云南建水。矿石呈黄色，砂状。 磨细至一1 0 0 目，混匀、缩分后的多元素化学分析 和物相分析结果见表1 。钒以钒酸钙和钒酸铅形 式存在，而钼以钼酸盐、少量以钼氧化物形式存在。 所用试剂均为工业纯。 表1 钒钼铅矿化学成分质分数 2 试验原理及流程 热力学研究结果表明，p H 7 6 的范围为 P b M o O 。稳定区，7 6 p H 1 2 0 范围为P b ( O H ) ：稳定区。 对于钒钼铅矿相对氢氧化钠浸出而言，硫化钠浸出 更具优势，且可抑制铅的羟基配合物的形成 1 。 对于钼的浸出，需要O H 浓度约1 2 m o l L ，但以N a 。S 过量2 0 来提高碱度保证浸 出率显然对于产品质量和环保不利。因为当硫化 钠过量时，溶液中存在大量游离的S 2 - ，会有大量 硫代钼酸盐生成： M o O ；- + n S 2 一+ 以H 2 0 M 0 0 4 n S ；+ 2 n O H 一， 从而会导致钒、钼分离时钼产品质量下降。另外， 纯硫化钠浸出时，一般要求温度在9 0 以上，能 耗较大；而酸化沉淀钼酸铵时需要将p H 调整到 1 1 5 ，此时将有大量H ：S 逸出，对安全和环境 不利；溶液中硫化钠浓度较大时溶液黏度会增大， 固液分离难度加大 2 。 因此，研究了用N a ：S - N a O H 复碱体系从钼 铅矿中浸出钼、钒。配制复合浸出剂时，严格按铅 及其他重金属含量计算N a 。S 加入量，用一定浓 度的N a O H 溶液调整碱度。 浸出时，钒、钼形成可溶于水的钒酸钠和钼酸 钠转入溶液，铅则生成硫化铅留在渣中。在矿石 粒度、浸出剂碱度( O H 一浓度) 和液固体积质量比 一定条件下，影响钼、钒浸出率的主要因素是硫化 钠浓度、温度和时间。 浸出主要反应如下： P b 2 V 2 0 7 + 2 N a 2 S N a 4 V 2 0 7 + 2 P b S + ， P b M 0 0 4 + N a 2 S N a 2 M 0 0 4 + P b S + ， 收稿日期：2 0 1 2 1 0 1 7 作者简介：黄迎红( 1 9 6 7 一) ，女，安徽怀宁人，硕士，正高级工程师长期从事有色冶金及材料开发和科技管理工作。 万方数据 1 4 8 湿法冶金2 0 1 3 年6 月 C a ( V 0 3 ) 2 + C 0 ；一C a C 0 3 + 2 V O ；。 浸出液经镁盐净化脱硅后，以N H 。C 1 为沉钒 剂，利用钒在p H 8 9 范围内形成偏钒酸铵沉淀 的特性与溶液中的钼分离，偏钒酸铵经煅烧后获 得V ：0 。沉钒后液调p H 为6 5 左右，加入氯化 钙将其中的钼转化成钼酸钙沉淀加以回收。 钒钼沉淀反应为： N a V 0 3 + N H 。C 1 一N H 。V O 。( 白色) + N a C I ， N a zM 0 0 4 + 2 C a C l 2 一C a M 0 0 4 + + 2 N a C I 。 试验工艺流程如图1 所示。 一 丑 司 净化后液 沉钒母液 净化渣 沉钼母液钼酸钙 废弃 一 图1N n z 孓N a o H 复碱浸出钒钼铅矿提取钒、钼工艺流程 3 试验结果与讨论 3 1 硫化钠用量对钒、钼浸出率的影响 试验中，浸出剂碱度用N a O H 溶液( 4 0g L ) 控制，同时加入一定量碳酸钠抑制钒酸钙的生成。 试验条件：矿样质量3 0 0g ，液固体积质量比4 ：1 ， 碳酸钠质量4g ，温度1 0 0 ，时间3h ，O H 一浓度 约1 5m o l L 。硫化钠用量对钒、钼浸出率的影 响试验结果如图2 所示。可以看出：钒与钼的浸 出率均随硫化钠用量增大而增大；但钒浸出率始 终难于突破7 5 ，这主要是钒钼铅矿中含有一定 量钙，而钙容易与浸出液中的钒结合生成钒酸钙 再次沉淀进人渣中所致。碱浸过程中，加入适量 可溶性N a 。C O 。可使钒酸钙转化成溶度积更小的 碳酸钙而使钒转入溶液。综合考虑，确定硫化钠 用量为理论量的1 1 5 1 2 倍，此时钼浸出率大 于9 5 ，钒浸出率在7 5 左右。 撰 * 善 翳 硫化钠用量理论用量 图2 硫化钠用量对钼、钒浸出率的影响 3 2 浸出时间对钒、钼浸出率的影响 试验条件：矿样质量3 0 0g ，硫化钠用量为理 论量的1 1 倍，液固体积质量比4 ：1 ，O H 一浓度 约1 5m o l L ，温度1 0 0 。反应时间对钒、钼浸 出率的影响如图3 所示。 曩 蒋 吾 燃 浸出对间h 图3 浸出时间对钼、钒浸出率的影响 O 由图3 看出：随浸出时间延长，钼和钒浸出率 均升高；钼浸出率升高辐度较大，浸出2h 时已达 9 5 ，而钒浸出率在浸出3h 时才达7 5 1 9 且趋 于平稳，此时钼浸出率为9 8 2 5 。因此，较适合 的浸出时间确定为3h 。 3 3 温度对钒、钼浸出率的影响 试验条件：矿样质量3 0 0g ，硫化钠用量为理 论量的1 1 倍，液固体积质量比4 ：1 ，o H 一浓度 约1 5m o l L 。反应温度对钒、钼浸出率的影响 如图4 所示。 万方数据 第3 2 卷第3 期 黄迎红等：钒钼铅矿浸出与钒钼分离试验研究 1 4 9 毒 静 丑 群 浸出温度 图4 浸出温度对钒、钼浸出率的影响 由图4 看出：随反应温度升高，钒和钼浸出率 升高；当温度升高到9 5 后，钒、钼浸出率受温度 影响变小。综合考虑，确定适宜的反应温度为 9 5 1 0 0 。 3 4 浸出液中铝、钒的分离 3 4 1 浸出液除硅 钒钼铅矿浸出时，其中的一部分硅会与钒和 钼一同进入浸出液，因此浸出液中硅含量较高，需 进行除硅处理。浸出液中的硅在p H 为8 9 时 会以硅酸形式析出E 34 ，所以，用盐酸调浸出液 p H 一9 后，加镁盐脱硅。试验结果见表2 。脱硅 过程中，钼有一定损失，约1 2 。 表2 浸出液脱硅试验结果 3 4 2 钒的沉淀 溶液中钒的浓度对钒沉淀率有较大影响，随 V ：O ；浓度增加，沉钒率增高，但在沉钒过程中所 夹带的杂质也会相应增加，因此，考虑到产品质量 问题，沉钒时初始V ：0 。浓度不宜太高。浸出液中 的钒质量浓度较低，试验对除杂后液进行浓缩，使 钒质量浓度达到2 5 3 8g L ，然后加氯化铵沉钒。 3 4 2 1氯化铵用量对钒沉淀率的影响 试验条件：V 。O 。质量浓度为2 5 3 8g L ， p H = 9 0 ，温度4 0 ，反应时间2h ，静置时间2 4 h 。氯化铵用量对钒沉淀率的影响试验结果如图 5 所示。可以看出：钒沉淀率随氯化铵用量增大 而增大；氯化铵用量为理论用量的1 7 倍时，钒沉 淀率接近9 9 。因此，确定适宜的氯化铵用量为 理论量的1 7 倍。 图5氯化铵用对钒沉淀率的影响 3 4 2 2 温度对钒沉淀率的影响 试验条件：溶液中V ：O 。质量浓度为 2 5 3 8g L ，p H 一9 0 ，反应时间2h ，氯化铵用量 为理论用量的1 7 倍，静置时间2 4h 。温度对钒 沉淀率的影响试验结果如图6 所示。 l 蠢 、 * 裂 蛙 蜀： 3 04 05 06 07 0 温度 图6 温度对钒沉淀率的影响 由图6 看出：随温度升高，钒沉淀率升高；温度 升至5 0 后，钒沉淀率趋于稳定。因此，适宜的温 度为5 0 ，此时钒沉淀率在9 9 以上。 3 4 3 钼的沉淀 沉钒母液浓缩后，钼质量浓度为4 3 2 7g L 。 用盐酸调p H ，用氯化钙沉淀钼，可实现钼与杂质 ( S O i 一、N a + 等) 的分离 5 。 试验条件：氯化钙加入量为理论量的1 5 倍， 用盐酸调p H 至6 5 左右，溶液煮沸反应3h ，静 置8h 。试验结果见表3 。可以看出：加C a C l ：后， 钼大部分被沉淀析出，母液钼质量浓度在0 3 g L 以下，钼沉淀率在9 9 以上。 表3 从沉钒母液中沉淀钼的试验结果 万方数据 湿法冶金2 0 1 3 年6 月 4结论 1 ) 采用N a 。孓N a O H 复碱浸出体系从建水钒 钼铅矿中浸出钒和钼是可行的。当硫化钠用量为 理论量的1 1 5 1 2 倍、O H 一浓度约1 5m o l L 时，钼浸出率大于9 5 ，钒浸出率高于7 5 ，铅基 本不被浸出。 2 ) 用氯化铵从浸出液中沉淀钒较适合的条件 为：p H = 9 O ，温度5 0 ，溶液中钒质量浓度2 5 L ， 时间2h ，氯化铵用量为理论量的1 7 倍。最佳条 件下，钒沉淀率在9 9 以上，产品为偏钒酸铵。 3 ) 用氯化钙从沉钒母液中沉淀钼，氯化钙加 入量为理论量的1 5 倍，p H 一6 5 ，溶液煮沸反应 3h ，静置时间8h ，钼沉淀率 9 9 ，母液中钼质 量浓度低于0 3g L ，产品为钼酸钙。 参考文献： 1 马飞，赵中伟，曹才放，等硫化钠分解彩钼铅矿动力学研究 J 中国钼业，2 0 0 8 ，3 2 ( 1 ) ：4 4 4 7 2 董坚，石建兵，董萌，等彩钼铅矿清洁提取工艺研究 J 中国钼业，2 0 1 1 ，3 5 ( 4 ) ：7 - 1 3 3 高峰，颜文斌，李佑稷，等偏钒酸铵的制备及沉钒动力学 J 硅酸盐学报，2 0 1 1 ，3 9 ( 9 ) ：1 4 2 3 1 4 2 7 4 程光荣，马秀华，王述吉，等用压热浸出和溶剂萃取技术生 产钼酸铵口 湿法冶金，1 9 9 4 ( 3 ) ：2 7 3 2 I s 李怀仁，和晓才，徐庆鑫高铅钼钒物料中分离钼钒的工艺 研究 J 云南冶金，2 0 1 1 ，4 0 ( 5 ) ：3 2 3 5 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nL e a c h i n ga n dS e p a r a t i o no fV a n a d i u ma n dM o l y b d e n u m H U A N G Y i n g h o n 9 1 ，W A N GY a x i o n 9 2 ( 1 Y u n n a nT i nG r o u p ( H o l d i n g ) C o ，L t d ，G e j i u6 6 1 0 0 0 ，C h i n a ； 2 K u n m i n gI n s t i