本發(fā)明涉及一種常壓堿分解鉬的氧化礦的方法, 屬于鉬的濕法冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù):
鉬是一種重要的戰(zhàn)略金屬資源。工業(yè)上從多種鉬原料中提取鉬,這些物料包括鉬的硫化物和鉬的氧化礦,其中鉬的氧化礦主要包括鉬酸鈣和氧化鉬。
由于鉬的氧化礦中多含有鈣,部分或全部的鉬以鉬酸鈣形式存在。工業(yè)上多采用氫氧化鈉或者蘇打高壓浸出法分解鉬酸鈣,獲得含磷砷硅等有害元素的堿性粗鉬酸鈉溶液。將鉬酸鈣與蘇打混合在750~850 ℃焙燒1~3小時,再采用水浸也能夠分解鉬酸鈣,同樣得到含雜質(zhì)的鉬酸鈉溶液。硫酸在加熱的條件下能夠有效的分解鉬酸鈣,得到酸性鉬溶液,同時大量鐵、鋁、鈣等酸性可溶的雜質(zhì)進入溶液中。上述方法并未克服鉬酸鈣堿分解需要加溫、加壓才能夠徹底進行的問題,同時無法在浸出的時候?qū)崿F(xiàn)鉬與磷、砷、硅、鈉等雜質(zhì)的分離,使得工藝流程長,成本高。
現(xiàn)有技術(shù)處理鉬酸鈣都包括:分解鉬酸鈣和從浸出液中除雜制備純鉬酸鹽溶液兩個步驟。其中堿分解鉬酸鈣多需要加溫、加壓才能夠徹底進行,所以設(shè)備復(fù)雜、能耗高、成本高;得到浸出液中多含有磷、砷、硅等雜質(zhì),又需要后續(xù)凈化,使得整個工藝流程長,加大了成本,不利于生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有鉬酸鈣等氧化礦堿分解需要加溫、加壓,且浸出過程無法實現(xiàn)鉬與磷、砷、硅、鈉等雜質(zhì)分離,提供一種工藝流程短、低成本、水相可循環(huán)使用的常壓堿分解鉬酸鈣的方法。該方法實現(xiàn)了常溫、常壓分解鉬氧化礦,分解同時實現(xiàn)鉬與磷、砷、硅、鈉等雜質(zhì)的分離,且水相可循環(huán)使用,減小了能量和化學試劑消耗,環(huán)保且降低了生產(chǎn)成本, 有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體步驟為:
(1)配料:將鉬的氧化礦、水、NaOH、Na2CO3和含季銨鹽的有機相一道加入帶攪拌的常壓反應(yīng)器,其中,氫氧化鈉與碳酸鈉摩爾量之和與鉬的氧化礦摩爾量比為0.1:1~8:1;氫氧化鈉與碳酸鈉摩爾比為0:1~1:0;季銨鹽與鉬的氧化礦摩爾比為0.1:1:~5:1;有機相組成為季銨鹽+調(diào)節(jié)劑+稀釋劑;季銨鹽、調(diào)節(jié)劑和稀釋劑的體積比為:5~65:0~40:5~55;反應(yīng)液固比L/S=0.5:1~20:1。
(2)反應(yīng):將步驟(1)配好的料在5~80℃攪拌12~90分鐘;此過程鉬的氧化礦被分解,鉬進入有機相中,同時浸出劑碳酸鈉得到再生,然后靜置或離心分相5~30分鐘;反應(yīng)完成后,得到負鉬有機相和礦漿,放出負鉬有機相,過濾得到濾渣和濾液,濾液返回步驟(1)配料;
反應(yīng)按照以下過程進行:
CaMoO4+Na2CO3=CaCO3+Na2MoO4
CaMoO4+2NaOH=Ca(OH)2+Na2MoO4
MoO3+2NaOH=Na2MoO4+H2O
(R4N)HCO3(O)+NaOH=(R4N)2CO3(O)+H2O
Na2MoO4+(R4N)2CO3(O)=Na2CO3+(R4N)2MoO4(O)
其中:R為 三辛基甲基等 。
(3)反萃鉬:將步驟(2)得到的負鉬有機相與濃度為 0.8 ~ 2.6mol/L的碳酸氫銨和濃度為 0.2 ~ 2.0mol/L碳酸銨中的一種或兩種一起加入反萃槽進行1~3級逆流反萃取,反萃后的負載有機相(O)和萃余液(A)的比例為O:A=1~1.5:1;進行攪拌反應(yīng),得到鉬酸銨溶液和貧有機相,鉬酸銨送至鉬產(chǎn)品制備工序,貧有機相返回步驟(1)配料;
過程反應(yīng)按照以下過程進行:
(R4N)2MoO4(O)+NH4HCO3=(R4N)HCO3(O)+(NH4)2MoO4
其中:R為 三辛基甲基等。
所述鉬的氧化礦為鉬酸鈣或氧化鉬。
所述季銨鹽為碳酸氫型、碳酸型、氫氧型和硫酸根型。
所述調(diào)節(jié)劑為醇類和磷酸酯類中的一種,如仲辛醇、磷酸三丁酯。
所述稀釋劑磺化煤油、煤油、甲苯和260#溶劑油中的一種。
本發(fā)明在分解時,體系中含季銨鹽的有機相的存在,極大的促進了堿分解鉬酸鈣的趨勢,能夠在常壓條件下高效的分解鉬酸鈣,同時季銨鹽選擇性的與鉬酸根結(jié)合形成萃合物進入有機相中得到負鉬有機相,而磷、砷、硅、鈉等成分則幾乎完全留在水相中,一步實現(xiàn)了鉬酸鈣的常壓分解和鉬與雜質(zhì)的分離。
附圖說明
圖 1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
實施例1:
原料:工業(yè)廢水產(chǎn)出的鉬酸鈣料,其中Mo、Ca、P、Si、As質(zhì)量百分比含量分別為38.5、20.2、0.16、3.55、0.05%。
配料:浸出加入固體NaOH,Na2CO3,有機相中成份的體積比為: 60% 甲基三辛基碳酸氫銨 + 25% 仲辛醇 +15% 磺化煤油;按照質(zhì)量比配料,鉬酸鈣料:NaOH:Na2CO3:水:有機相=100:8:72:400:550。
操作:配料后物料在45℃攪拌90分鐘;然后靜置20分鐘,放出負鉬有機相,過濾得到濾渣和濾液,濾液返回配料;負鉬有機相用 2.5mol/L NH4HCO3 + 1.0mol/L(NH4)2CO3 混合銨溶液進行2級逆流反萃取, 反萃O:A為 1.1:1,得到鉬酸銨溶液和空有機相,空有機相返回配料;濾渣烘干后稱重,分析渣中鉬含量,計算鉬的浸出率。
上述操作的結(jié)果表明, 浸出渣Mo質(zhì)量百分比含量為0.42%,Mo 的浸出率為99.41%;反萃液為純度較高的鉬酸銨溶液, 其中 Mo 、P、As、Si濃度分別為 63.01、0.008、0.001、0.030g/L。
實施例2:
原料:鉬酸鈣料,其中Mo、Ca、P、Si、As質(zhì)量百分比含量分別為38.5、20.2、0.16、3.55、0.05%。
配料:浸出加入固體NaOH,Na2CO3,有機相中成份的體積比為為 55% 甲基三壬基碳酸氫銨 +25% 仲辛醇 +20% 磺化煤油 ,鉬按照質(zhì)量比配料:鉬酸鈣料:NaOH:Na2CO3:水:有機相=100:10:65:500:600。
操作:配料后物料在55℃攪拌60分鐘;然后靜置30分鐘,放出負鉬有機相,過濾得到濾渣和濾液,濾液返回配料;負鉬有機相用 2.0mol/L NH4HCO3 -1.0mol/L(NH4)2CO3 混合銨溶液進行1級反萃取, 反萃O/A為 1/1,得到鉬酸銨溶液和空有機相,空有機相返回配料;濾渣烘干后稱重,分析渣中鉬含量,計算鉬的浸出率。
上述操作得到的結(jié)果表明, 浸出渣Mo質(zhì)量百分比含量為0.38%,Mo 的浸出率為99.48%;反萃液為純度較高的鉬酸銨溶液, 其中 Mo 、P、As、Si濃度分別為 61.01、0.007、0.001、0.025g/L。
實施例3:
原料:鉬酸鈣料,其中Mo、Ca、P、Si、As質(zhì)量百分比含量分別為38.5、20.2、0.16、3.55、0.05%。
配料:浸出加入固體NaOH,實施2的濾液,有機相中成份的體積比為 55% 甲基三壬基碳酸氫銨 +25% 仲辛醇 +20% 磺化煤油 ,鉬按照質(zhì)量比配料:鉬酸鈣料:NaOH:實施例2的濾液:有機相=100:10:500:600。
操作:配料后物料在55℃攪拌60分鐘;然后靜置30分鐘,放出負鉬有機相,過濾得到濾渣和濾液,濾液返回配料;負鉬有機相用 2.0mol/L NH4HCO3 -1.0mol/L(NH4)2 CO3 混合銨溶液進行1級反萃取, 反萃O/A為 1/1,得到鉬酸銨溶液和空有機相,空有機相返回配料;濾渣烘干后稱重,分析渣中鉬含量,計算鉬的浸出率。
上述操作得到的結(jié)果表明, 浸出渣Mo質(zhì)量百分比含量為0.41%,Mo 的浸出率為99.41%;反萃液為純度較高的鉬酸銨溶液, 其中 Mo 、P、As、Si濃度分別為 60.45、0.008、0.001、0.032g/L。
實施例4:
原料:鉬焙砂氨浸渣,其中Mo、Ca、P、Si、As質(zhì)量百分比含量分別為15.33、16.2、0.04、2.68、0.02%。
配料:浸出使用NaOH,Na2CO3,有機相中成份的體積比為 50% 甲基三壬基碳酸氫銨 +25% 仲辛醇 +25% 磺化煤油,按照質(zhì)量比配料:氨浸渣:NaOH:Na2CO3:水:有機相=100:10:55:300:350。
操作:配料后物料在45℃攪拌60分鐘;然后靜置20分鐘,放出負鉬有機相,過濾得到濾渣和濾液,濾液返回配料;負鉬有機相用 2.5mol/L NH4HCO3 和1.0mol/L(NH4)2CO3 混合銨溶液采用2級逆流反萃取,反萃O/A為 1.5/1,得到鉬酸銨溶液和空有機相,空有機相返回配料;濾渣烘干后稱重,分析渣中鉬含量,計算鉬的浸出率。
上述浸出——反萃操作達到穩(wěn)定后,浸出渣Mo質(zhì)量百分比含量為0.81%,Mo 的浸出率為96.44%;反萃液為純度較高的鉬酸銨溶液, 其中 Mo 、P、As、Si濃度分別為 61.44、0.003、0.001、0.065g/L。