李相良，王 政，王玉芳，張邦勝

（北京礦冶研究總院，北京，100160）

輝鉬礦氧化焙燒試驗(yàn)研究

李相良，王 政，王玉芳，張邦勝

（北京礦冶研究總院，北京，100160）

輝鉬礦分布范圍廣泛，工業(yè)價(jià)值高，約99%的鉬以輝鉬礦形態(tài)存在。輝鉬礦處理主要采用氧化焙燒-氨浸工藝制備鉬酸銨，經(jīng)氧化焙燒后輝鉬礦中的二硫化鉬轉(zhuǎn)化為易溶于氨水的三氧化鉬。氧化焙燒是該工藝的關(guān)鍵，輝鉬礦的氧化率決定了后續(xù)氨浸鉬的浸出率和回收率。本文對(duì)輝鉬礦的氧化焙燒過(guò)程進(jìn)行研究，通過(guò)試驗(yàn)確定了焙燒溫度、時(shí)間以及粒度對(duì)輝鉬礦焙燒效果的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)輝鉬礦在600℃條件下焙燒60 min，氧化率可達(dá)99%。

輝鉬礦；氧化焙燒；鉬冶金

目前已知的鉬礦物有20余種，其中具有工業(yè)價(jià)值的只有四種，即輝鉬礦、鉬酸鈣礦、鉬酸鐵礦和鉬酸鉛礦。其中輝鉬礦的工業(yè)價(jià)值最高，分布最廣，約有99%的鉬呈輝鉬礦形態(tài)存在，占世界開(kāi)采量的90% 以上[1]。

輝鉬礦處理主要采用氧化焙燒-氨浸工藝制備鉬酸銨，經(jīng)氧化焙燒后輝鉬礦中的二硫化鉬轉(zhuǎn)化為易溶于氨水的三氧化鉬[2]。氧化焙燒是該工藝的關(guān)鍵，輝鉬礦的氧化率決定了后續(xù)氨浸鉬的浸出率和回收率。本研究旨在探明氧化焙燒溫度、時(shí)間以及輝鉬礦粒度等因素對(duì)輝鉬礦焙燒效果的影響。

1 試驗(yàn)

1.1 原料性質(zhì)

試驗(yàn)所用輝鉬精礦為國(guó)內(nèi)某廠提供，呈黑色粉末，粒度較細(xì)，95%小于0.074 mm。其主要元素含量如表1所示，鉬品位為40.41%，銅、鐵含量稍高，為5%和4%。圖1為輝鉬精礦X射線衍射譜圖，分析結(jié)果顯示，礦物中的鉬主要以二硫化鉬的形態(tài)存在，其余為銅鐵化合物以及脈石成分。

表1 輝鉬精礦主要成分分析結(jié)果

圖1 輝鉬精礦X射線衍射譜圖

1.2 試驗(yàn)方法

鉬精礦氧化焙燒試驗(yàn)在馬弗爐中進(jìn)行，采用140 mm×140 mm×45 mm的剛玉坩堝，每次裝料50 g，將其平鋪在坩堝中，以便和空氣充分接觸。馬弗爐到達(dá)設(shè)定溫度后，將物料放于爐中，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。試驗(yàn)完成后，將坩堝取出，稱重，取部分焙砂分析Mo和S，另取30 g焙砂進(jìn)行堿浸試驗(yàn)，考察鉬的氧化程度。

2 結(jié)果與討論

2.1 焙燒溫度影響

固定條件：裝料量：50 g；焙燒時(shí)間：60 min；焙燒溫度：500℃、550℃、600℃、650℃。

焙燒溫度是影響鉬精礦焙燒效果的重要因素，其高低直接決定了鉬的氧化速度。表2為焙燒溫度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此可以看出，隨著焙燒溫度的升高，焙砂中元素硫的含量從6.07%降至0.27%，與原料中32.6%的含硫量相比，大部分的硫以SO2氣體的形式揮發(fā)掉，在650℃、60 min的焙燒條件下，脫硫率可達(dá)99.28%。

表2 焙燒溫度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由圖2可以看出，鉬的氧化率和脫硫率都隨焙燒溫度的升高而變大，在焙燒溫度為600℃、焙燒時(shí)間為60 min條件下，鉬的氧化率可達(dá)99.31%，繼續(xù)升高溫度至650℃，氧化率會(huì)稍有增大，為99.64%。但隨焙燒溫度的升高，鉬的損失率也會(huì)急劇上升，這主要是因?yàn)檠趸簾蟮漠a(chǎn)物MoO3較易升華。焙燒溫度為650℃時(shí)，鉬的損失率高達(dá)3.61%，大量的鉬進(jìn)入煙氣，不易回收利用。圖3為不同焙燒溫度下得到的鉬焙砂，當(dāng)焙燒溫度為650℃時(shí)，人們?cè)诒荷氨砻婵梢杂^察到大量的MoO3結(jié)晶。因此在保證鉬氧化率的前提下，盡量減少鉬的揮發(fā)，采用較低的焙燒溫度，600℃是較適宜的焙燒溫度。

圖2 焙燒溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

圖3 不同焙燒溫度鉬焙砂外觀

2.2 焙燒時(shí)間影響

固定條件：裝料量：50 g；焙燒溫度：600℃；焙燒時(shí)間：10 min、30 min、40 min、50 min、60 min和90 min。

馬弗爐焙燒時(shí)間對(duì)焙燒效果的影響與裝料厚度等因素具有相關(guān)性，馬弗爐焙燒時(shí)間試驗(yàn)僅表明了時(shí)間對(duì)焙燒效果的影響趨勢(shì)。表3為焙燒時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)焙燒時(shí)間從10 min延長(zhǎng)至90 min時(shí)，焙砂含硫量從12.66%降至0.20%，鉬的氧化率從55.36%增加到99.79%。由圖4可知，鉬精礦的氧化焙燒反應(yīng)主要發(fā)生在試驗(yàn)開(kāi)始后的前30 min內(nèi)，繼續(xù)延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，鉬氧化率和脫硫率會(huì)稍有提高，焙燒時(shí)間為60 min時(shí)，鉬的氧化率可達(dá)到99.31%。鉬的損失率也會(huì)隨焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)稍有增加。

表3 焙燒時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 焙燒時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

2.3 粒度影響

固定條件：裝料量：50 g；焙燒溫度：550℃；焙燒時(shí)間：60 min；粒度：+325目和-325目。

鉬精礦的氧化焙燒過(guò)程為固氣反應(yīng)過(guò)程，粒度大小決定了物料和氣體的接觸程度。鑒于此，筆者采用325目篩來(lái)篩分鉬精礦，以上下的物料作為研究對(duì)象，考察粒度對(duì)焙燒效果的影響。

如表4所示，在550℃、60 min的焙燒條件下，+325目鉬精礦焙燒得到的焙砂含硫8.67%，而-325目的焙砂含硫僅為1.31%；氧化率分別為70.35%和98.14%。由此可知，較細(xì)顆粒的鉬精礦更易發(fā)生氧化焙燒反應(yīng)。因此，應(yīng)盡可能磨細(xì)鉬精礦顆粒以強(qiáng)化其氧化焙燒反應(yīng)，提高氧化率。

表4 鉬精礦粒度對(duì)焙燒效果的影響

2.4 綜合條件試驗(yàn)

通過(guò)焙燒溫度和時(shí)間試驗(yàn)，筆者得到了鉬精礦焙燒的最佳工藝條件：

裝料量：50 g；焙燒溫度：600℃；焙燒時(shí)間：60 min。

在此工藝條件下，筆者進(jìn)行了五組重復(fù)試驗(yàn)，從表5可以看出氧化率均超過(guò)99%，脫硫率為98.6%左右，焙砂含硫約為0.5%，試驗(yàn)結(jié)果具有良好的重復(fù)性。

表5 鉬精礦焙燒綜合條件試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鉬精礦馬弗爐焙燒試驗(yàn)的溫度、時(shí)間和粒度等因素的考察，筆者得出以下結(jié)論：（1）焙燒溫度升高，鉬氧化率和脫硫率均會(huì)增大，在焙燒溫度為600℃時(shí)，鉬氧化率可達(dá)99.31%，繼續(xù)提高焙燒溫度至650℃，鉬氧化率會(huì)稍有增大，但鉬的損失也會(huì)顯著增大，綜合考量，600℃是較為適宜的焙燒溫度；（2）鉬精礦氧化焙燒前期反應(yīng)劇烈，鉬氧化率隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)顯著增大，繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，鉬氧化率增加趨于平穩(wěn)，焙燒時(shí)間為60 min時(shí)，鉬氧化率為99.31%。在固定裝料量為50 g的前提下，馬弗爐焙燒鉬精礦的焙燒時(shí)間應(yīng)選60 min；（3）鉬精礦粒度的大小決定了物料和氣體的接觸程度，應(yīng)盡可能磨細(xì)鉬精礦顆粒以強(qiáng)化其氧化焙燒反應(yīng)，提高氧化率。

1 向鐵根.鉬冶金[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2009.

2 王玉芳，劉三平，王海北.鉬精礦酸性介質(zhì)加壓氧化生產(chǎn)鉬酸銨[J].有色金屬，2008，60（4）：91-94.

Experimental Study on Oxidation and Roasting of Molybdenite

Li Xiangliang, Wang Zheng, Wang Yufang, Zhang Bangsheng
(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China)

Molybdenite has a wide range of distribution, high industrial value, about 99% molybdenum molybdenum morphology exists. The molybdenum disulfide is converted into molybdenum trioxide which is easy to be dissolved in ammonia by oxidative roasting. Oxidation roasting is the key to the process, the molybdenum oxide oxidation rate determines the subsequent ammonia leaching molybdenum leaching rate and recovery rate. In this paper, the oxidation roasting process of molybdenite was studied. The influence of calcination temperature, time and particle size on the calcination effect of molybdenite was determined. It was found that the molybdenum ore was calcined at 600℃ for 60 min and the oxidation rate was 99%.

molybdenite; oxidation roasting; molybdenum metallurgy

TD954

A

1008-9500(2017)09-0029-04

2017-07-06

李相良（1984-），男，山東夏津人，工程師，研究方向：濕法冶金。