离子交换法从钨钼氧化矿浸出渣洗水中回收钼、钨试验研究.pdf

第3 4 卷第1 期( 总第1 3 9 期) 2 0 1 5 年2 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 4N o 1 ( S u m 1 3 9 ) F e b 2 0 1 5 离子交换法从钨钼氧化矿浸出渣洗水中 回收钼、钨试验研究 刘红召1 2 ”，曹耀华1 2 ，王威1 2 ，高照国1 2 3 ( 1 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南郑州4 5 0 0 0 6 ； 2 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南郑州4 5 0 0 0 6 ； 3 河南省黄金资源综合利用重点实验室，河南郑州4 5 0 0 0 6 ) 摘要：某钼、钨氧化矿经高压浸出后，浸出渣洗水中M o 、W O 。质量浓度分别为5 7 4g L 、1 7 6g L ，研究了用 离子交换法从该洗水中回收钼、钨。试验结果表明：洗水p H 为4 5 时，D 3 1 4 树脂可同时吸附钼、钨；控制流 速为2B V h ，处理量为2 5B V 时，钼、钨吸附率分别为9 9 6 2 和9 9 4 6 ；用2 5B V 的2m o l L 氨水溶液解 吸，解吸液酸沉钼、钨，得到钼质量分数为5 0 8 8 、钨质量分数为9 8 8 的氧化钼钨产品。 关键词：钼钨氧化矿；浸出渣；洗水；离子交换；钼；钨；回收 中图分类号：T F 8 0 3 2 1 ；F 8 4 1 1 ；T F 8 4 1 2文献标志码：A文章编号：1 0 0 9 - 2 6 1 7 ( 2 0 1 5 ) 0 1 - 0 0 3 5 0 4 D O I ：1 0 1 3 3 5 5 j c n k i s f y j 2 0 1 5 0 1 - 1 0 某钼矿为硫化物、氧化物伴生矿，氧化程度 高，泥化严重阻2 | 。硫化矿经浮选得到合格钼精 矿，浮选尾矿再经混合浮选得到氧化钼、钨粗精 矿。目前，从氧化钼、钨粗精矿中回收钼、钨多采 用高压碱浸工艺睁5 。由于精矿含泥较多、磨矿粒 度细，浸出后的矿浆过滤洗涤难度较大，采用板框 压滤机过滤洗涤需经过4 6 次才能达到较为满 意的指标，且洗水用量大；若直接将洗水与母液混 合酸沉，则母液被大幅度稀释，导致钼沉淀率较 低。基于此，对钼、钨浓度较低的洗水用离子交换 法回收钼、钨。由于洗水中同时含有钼、钨，并且 含较高浓度的碳酸钠，所以，选择合适的离子交换 树脂至关重要。试验研究了用D 3 1 4 树脂从这种 洗水中回收钼和钨。 1试验部分 1 1 试验原料 试验原料为某企业提供的含钼、钨洗水，其中 M o 质量浓度为5 7 4g L 、W O 。质量浓度为1 7 6 g L 。其他试剂均为分析纯。 1 2 试验方法 】2 1 树脂预处理 1 ) 以去离子水浸泡树脂2 4h 以上，使树脂充 分溶胀，然后用纯水反复洗涤除去树脂中的悬浮 物及破碎的树脂颗粒； 2 ) 将树脂放入5 的N a O H 溶液中浸泡2 4 h ，除去碱溶性杂质，过滤后用纯水反复洗涤至 P H 为中性； 3 ) 向树脂中加入5 盐酸溶液，浸泡2 4h 进 行转型，之后用去离子水洗涤数次后备用。 1 2 2 静态吸附 取10 0 0m L 含钼、钨的洗水，用浓盐酸调 p H ，然后分为5 份各2 0 0m L 。先用预处理后的 树脂2m L 与溶液混合，磁力搅拌，吸附2h 后取 出树脂，再与另2 0 0m L 溶液混合，依此类推。吸 附5 次后，将树脂烘干、磨碎，分析其中钼、钨质量 分数，计算干树脂对钼、钨的吸附量。钼、钨的吸 附性能比是将某种树脂对钼的吸附量对钨吸附 量得到的数值。 I 2 3 流速试验 树脂体积为2 0m L ，溶液p H 一4 2 4 ，用恒流 收稿日期：2 0 1 4 0 5 2 0 作者简介：刘红召( 1 9 8 0 一) ，男，河南舞钢人，硕士，工程师，主要从事资源综合利用研究工作。 万方数据 3 6 湿法冶金2 0 1 5 年2 月 泵控制洗水流速，溶液量达到2 0 0m L 时记下吸 附时间，分析流出液中钨、钼质量浓度。 1 2 4 动态吸附 量取2 0m L 树脂加入离子交换柱中，用恒流 泵控制洗水进入离子交换柱的速度，采用B S 一1 0 0 型部分收集器收集吸附后液。吸附饱和的离子交 换树脂用2m o l L 氨水进行解吸，同样采用恒流 泵控制流速。 1 2 5 酸沉钨、钼 将解吸液用浓盐酸沉淀钨、钼，控制终点p H 在1 5 2 0 之间。 1 3 试验原理 具体的吸附、解吸反应如下： 2 R C l + M 0 0 ：一一R 2 M 0 0 4 + 2 C l 一， ( 1 ) 2 R C l + W O ；一一R 2 M o O 。+ 2 C I 一， ( 2 ) R 2 M 0 0 4 + 2 0 H 一一2 R O H + M o O ；一，( 3 ) R ：W 0 4 + 2 0 H 一一2 R O H + W 0 i 一。 ( 4 ) 式中，R 表示离子交换树脂。 2 试验结果与讨论 2 1 离子交换树脂的选择 为了确定适宜的离子交换树脂，分别用 D 3 1 4 、D 2 0 1 、D 2 9 6 、2 0 1 7 离子交换树脂进行静 态吸附试验。树脂在不同酸度下对钼、钨的吸附 量分别见表1 、2 ，不同树脂对钼、钨吸附量见表3 。 表1 树脂对M o 吸附量随p H 的变化m g g 干树脂 p H D 3 1 4D 2 0 12 0 1 7 D 2 9 6 1 0 01 7 8 8 3 8 9 3 9 2 4 8 53 7 6 6 7 46 8 07 9 1 6 09 3 2 8 2 76 7 48 7 7 5 02 2 5 7 1 9 2 51 7 2 02 9 7 9 4 02 7 4 41 9 5 6】7 3 12 9 0 4 从表1 看出：随p H 降低，4 种树脂对M o 的 吸附性能都有所提高；在p H 较高条件下，强碱性 阴离子交换树脂( D 2 0 1 、D 2 9 6 、2 0 1 7 ) 对M o 的 吸附性能优于弱碱性阴离子交换树脂D 3 1 4 的吸 附性能；随p H 降低，D 3 1 4 和D 2 9 6 树脂对M o 的 吸附性能趋于相近，优于另外2 种树脂。 表2 树脂对w 0 3 吸附量随p H 的变化m g g 千树脂 p H D 3 1 4D 2 0 12 0 1 7D 2 9 6 1 0 00 51 6 71 7 81 8 0 8 51 1 3 81 7 51 7 01 6 1 6 01 5 4 46 1 12 2 9 1 5 2 4 5 07 8 04 2 65 2 7 5 3 4 06 9 33 3 82 2 6 3 2 从表2 看出：4 种树脂对W 0 3 的吸附性能均 随p H 降低先增大再减小，在p H 为6 0 左右时吸 附容量最高；D 3 1 4 树脂对W 0 3 的吸附性能最好。 p H 在4 o 5 0 之间时，钼、钨的吸附容量 都比较高，所以考虑选择D 3 1 4 和D 2 9 6 树脂中的 一种。另外，洗水中p ( M o ) 一5 7 4g L ，0 ( W 0 3 ) 一 1 7 6u L ，钼、钨质量比为3 2 6 ，若实现钼、钨的同 时吸附，则需考虑树脂的饱和吸附容量比接近于 3 2 6 。从表3 看出，p H 在4 o 5 0 之间时，最有 可能实现钼、钨同时吸附的是D 3 1 4 树脂。 表3 树脂对钼、钨的吸附量之比( 质量比) 2 2 树脂用量对钨、钼吸附量的影响 为确定D 3 1 4 树脂体积与溶液体积比的变 化，取相同体积树脂，将洗水体积分别控制为树脂 体积的2 5 、5 、l O 、2 5 、5 0 倍，吸附2h 后，测定溶 液中M o 、W O 。质量浓度，计算吸附率。试验结果 见表4 。 表4 吸附率随树脂用量的变化 万方数据 第3 4 卷第1 期刘红召等：离子交换法从钨钼氧化矿浸出渣洗水中回收钼、钨试验研究 3 7 从表4 看出：当洗水体积为树脂体积1 0 倍以 下时，钼、钨吸附率均在9 9 以上；当洗水体积为 树脂体积的2 5 倍时，钼、钨吸附率分别为7 3 2 3 和7 1 2 3 ；继续提高洗水体积到树脂体积的5 0 倍，钼、钨吸附率进一步下降。钼、钨吸附率基本 接近，说明采用D 3 1 4 树脂可以实现钼、钨的同时 吸附。 2 3 溶液流速对吸附的影响 为了控制动态吸附时的流动速度，考察了不 同流速对吸附效果的影响，试验结果如图1 所示。 一2 一 k 1 兮1 每 纂仉 墨0 整0 ， 宁 3 量 番 妲 嫠 管 图1吸附后溶液中钼、钨质量浓度随吸附时间的变化 从图1 看出：随溶液流速减小，吸附后溶液中 的钼、钨质量浓度降低；当吸附时间超过9 8r a i n ， 即流速小于2 5 5m L m i n ( 3 8 5B V ) 后，继续延 长吸附时间，钨、钼质量浓度变化不大。因此，离 子交换过程中，应控制流速在2 5 5m L m i n ( 3 8 5B V ) 以下。 2 4 动态吸附解吸 根据静态吸附及流速试验结果，进行D 3 1 4 树脂动态吸附试验。试验条件：树脂体积2 0m L ， 溶液p H 一4 2 4 ，流速平均2B V h ，解吸剂为 N H 。H 2 0 ( 2m o l L ) ，解吸剂流速为1B V h 。 动态吸附曲线如图2 所示，动态解吸曲线如图3 所示。 1 0 0 8 0 连6 0 q 4 0 2 0 O l O2 03 04 0 流出液体积B v 图2D 3 1 4 树脂动态吸附曲线 ， 3 曼 一 晷 整 矮 图3D 3 1 4 树脂动态解吸曲线 S k 孕 皂 套 蓉 嬖 从图2 看出，D 3 1 4 树脂对钼、钨可实现同时 吸附，钼、钨吸附率比较接近，钨吸附率稍高于钼 吸附率。吸附后液体积在1 5B V 以前，钼、钨吸 附率都比较高，p p o 接近于零；流出液体积为2 5 B V 时，流出液中钼质量浓度为2 1 7m g L ，W O 。 质量浓度为9 6m g L ，此时，钼、钨吸附率分别为 9 9 6 2 和9 9 4 6 ；在处理量为3 0B V 时，流出 液中钼、钨质量浓度提高幅度较大。 对吸附饱和的D 3 1 4 树脂用N H 。H 。O 溶 液( 2m o l L ) 进行解吸，解吸液钼、钨质量浓度在 1 2 5B V 时达到最高，其中M o 质量浓度达1 9 9 g L ，W O 。质量浓度达5 0g L ；解吸2 5B V 后， 解吸液中钼、钨质量浓度都较低。N H 。H ：O 溶 液对D 3 1 4 树脂有很好的解吸附能力，而且无拖 尾现象。 2 5 产品制备 用盐酸从钼、钨解吸液中沉淀钼。酸沉工艺 较为成熟，因此未进行详细考察。沉钼产品全分 析结果见表5 。可以看出，产品主要成分是钼和 钨，杂质含量较低，可满足炼制钼、钨合金的要求。 表5 钼酸沉产品的化学成分 3结论 1 ) D 3 1 4 离子交换树脂在不同酸度下可以静 态吸附钼、钨，适宜的p H 为4 5 ，钼、钨可同时 吸附。 2 ) 静态吸附条件下，钼、钨吸附率均在9 9 以上；溶液流速在3 8 5B V 以下时，钼、钨吸附率 较高。 万方数据 3 8 媪法冶金2 0 1 5 年2 月 ，曼挈弯? 附试登篓姜耄曼，。亭树脂体跫竺 参考文献： m I 。洗水p H = 4 2 4 、溶液流速平均2B V h 、解吸 。 液N H 3 H 2 0 浓度2m o l L 、解吸液流速1 1 赵平，张艳娇，刘广学，等提高氧化钼矿技术指标的选矿试 B V h 条件下，洗水处理量为2 5B V 时，钼、钨吸 验研究 J 矿产保护与利用，2 0 0 7 ，1 2 ( 6 ) ：2 6 2 8 附率分别达9 9 蝴和9 9 4 溉解吸液中M o 、 2 3 等i 蒜淼纛篙选钼矿混合浮选试验研究 W 0 3 质量浓度最高分别达1 9 9g