1、镍钼矿加压酸浸新工艺研究张邦胜 1,2，蒋开喜 1，王海北 1(1. 北京矿冶研究总院，北京 100160；2.东北大学 材料与冶金学院，沈阳 110004)摘要：提出一种加压酸浸处理镍钼矿的新工艺，考察温度、氧分压、液固比、时间等对镍钼转化率和浸出率的影响。结果表明，在液固比为 5，氧分压为 0.4 MPa，150 反应 2 h 的条件下，钼转化率可以达到 98.3%以上，镍浸出率达到 98.7。关键词：加压浸出；镍钼矿；浸出；钼；镍中图分类号：TF841.2; TF111.31 文献标识码：A 文章编号：1007-7545（2012）11-0000-00Study on New Techn
2、ology of Acid Pressure Leaching on Ni-Mo OreZHANG Bang-sheng1, 2, JIANG Kai-xi1, WANG Hai-bei1(1.Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China;2. School of Material and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, China)Abstract: A new technology of acid
3、 pressure leaching was developed to treat Ni-Mo ore. The effects of temperature, partial pressure of oxygen, ratio of liquid to solid (L/S), and reaction time on oxidation rate and leaching rate of nickel and molybdenum were studied. The results show that the oxidation rate of molybdenum is over 98.
4、3% and the leaching rate of nickel is 98.7%, under the optimum conditions including L/S=5, partial pressure of oxygen of 0.4 MPa, temperature of 150 , and reaction time of 2 h.Key words: pressure leaching; Ni-Mo ore; leaching; molybdenum; nickel我国有丰富的黑色岩系型镍钼矿，钼品位平均大于 1%，有的高达 8%10%。但由于矿石含碳量达到8%12%，难以
5、通过选矿的方法进行有效富集，使得这些资源一直没有得到大规模开发。目前，工业上比较成熟的镍钼矿处理工艺主要有焙烧法 1和常压氧化浸出法 2-5。由于焙烧法生产过程中产生的低浓度二氧化硫难以回收，环境污染严重，且伴生金属镍等未能回收，现已被列为国家淘汰工艺。常压氧化浸出法采用在强氧化气氛下分解镍钼矿，浸出液经离子交换净化富集后生产钼酸铵。该方法生产成本高，只有在钼酸铵达到 30 万元/t 情况下才能实现盈利。本文采用加压氧化法处理镍钼矿 6，探讨温度、氧分压、液固比、时间等对浸出的影响。1 研究方法1.1 原料性质试验所用镍钼矿由张家界市天泰钼业有限公司提供，主要化学成分(%)：Mo 1.56、N
6、i 1.14、V 0.26、As 0.55、Fe 5.90、Ti 0.17、Al 2.30、Ca 4.90、Mg 0.36、Ba 0.46、K 0.87。X 射线衍射分析表明（图 1） ，该原料的主要矿物组成为钼硫炭质( 非晶相) 、硫砷镍矿、方硫镍矿、黄铁矿和闪锌矿，主要脉石为云母、石英、高岭石、磷灰石。钼主要和炭质有关，镍主要和硫化物或硫砷化物有关，钒则主要与云母类矿物有关。图 1 矿样的 XRD 谱Fig.1 XRD pattern of Ni-Mo ore收稿日期：2012-07-15作者简介：张邦胜(1973-)，男，河南信阳人，高级工程师，博士生.doi：10.3969/j.iss
7、n.1007-7545.2012 .11.0031.2 试验原理在高温和氧压条件下，镍钼矿中钼的硫化物几乎全被氧化成氧化物，其中 70%左右的钼以 H2MoO4 或MoO3 形式留在固相，其余的以 MoO2(SO4)或 Mo2O5(SO4)形式进入溶液，绝大部分镍以硫酸镍的形式进入酸浸液，主要反应如下：MoS2+3H2O+9/2O2=H2MoO4+2H2SO4NiS+2O2=NiSO41.3 试验装置与方法浸出试验在 GSA 型 2 L 立式衬钛加压釜中进行。将镍钼矿精矿、硝酸、添加剂、水按比例加入釜中，加盖密闭后升温至设定值，调整氧分压至试验值。反应结束后冷却、过滤分离，浸出渣烘干后和溶液一
8、起送分析。根据浸出液中镍、钼的浓度和浸出液体积计算镍、钼的浸出率，根据浸出液和渣中钼的总和计算钼的转化率。试验使用的硝酸、硫酸均为分析纯试剂，氧气为工业纯氧。2 试验结果与讨论2.1 硝酸浓度对镍、钼浸出和转化率的影响固定条件：镍钼矿 100 g、浸出温度 120 、液固比 51、氧分压 0.4 MPa、搅拌线速度 1.55 m/s、氧化浸出时间 2 h。硝酸浓度对镍、钼浸出和转化率的影响见图 2图 2 硝酸浓度对浸出的影响Fig.2 Effect of HNO3 concentration on leaching由图 2 可看出，硝酸对镍钼矿的氧化有显著的催化作用，在 120 加压浸出，当硝
9、酸用量达到 20 g/L 时镍浸出率可达 96.2%，钼转化率为 98.1%。由于硝酸或铁离子在加压氧化过程中可起到催化作用，所以，硝酸和铁离子是加压氧化浸出常用的催化剂。由于镍钼矿本身含铁较高，本研究仅考察了添加硝酸对浸出结果的影响。2.2 浸出温度的影响固定条件：镍钼矿 100 g、液固比 51、氧分压 0.4 MPa、搅拌线速度 1.55 m/s、氧化浸出时间 2 h，温度对加压浸出的影响见图 3。图 3 温度对浸出的影响Fig.3 Effect of temperature on leaching图 3 表明，随着温度升高，镍浸出率和钼转化率提高，当温度达到 150 时，在不添加硝酸催
10、化剂的情况下镍浸出率和钼转化率均达到满意的结果，分别为 96.1%和 98.3%。随着温度升高，化学反应速度加快，但水蒸汽压也大幅度提高，对加压浸出设备的耐压要求也将大幅提高，另外，提高浸出反应温度也会增大能源消耗，从节约能源和降低设备投资的角度，要求氧化浸出反应温度尽可能低。2.3 氧分压的影响提高氧分压有利于提高氧化反应速度，但也提高了对设备的耐压要求。工业上钼或镍的加压氧化浸出所采用的氧分压通常在 0.20.8 MPa，固定条件：镍钼矿 100 g、液固比 51、搅拌速度 1.55 m/s、温度 150 、氧化浸出时间 2 h，不同氧分压下的浸出试验结果见图 4。图 4 氧分压对浸出的影
11、响Fig.4 Effect of partial pressure of oxygen on leaching图 4 表明，氧分压在 0.20.6 MPa 范围内，随着氧分压的提高，镍浸出率和钼转化率都有所提高，当氧分压为 0.4 MPa 时便可取得令人满意的结果。2.4 浸出时间的影响固定条件：镍钼矿 100 g、液固比 51、温度 150 、氧分压 0.4 MPa、搅拌速度 1.55 m/s，浸出时间对氧化浸出反应的影响见图 5。图 5 时间对浸出的影响Fig.5 Effect of time on leaching从图 5 可看出，氧化浸出 2 h 后，继续延长反应时间并不能提高镍浸出率
12、和钼转化率，说明此时反应基本达到了终点。2.5 综合条件试验通过以上单因素试验结果，确定最佳综合工艺条件为：液固比 51、温度 150 、氧分压 0.4 MPa、氧化浸出时间 2 h。此时钼浸出率为 40.2%，转化率为 98.3%，镍浸出率为 98.7%。3 结论采用加压酸浸新工艺来处理镍钼矿的最佳工艺条件为：液固比 51、温度 150 、氧分压 0.4 MPa、氧化浸出时间 2 h。此时钼浸出率为 40.2%，转化率为 98.3%，镍浸出率为 98.7%。与传统工艺相比，新工艺具有回收率高、工业上可操作性强、易于工业化实施等特点。参考文献1 吴海国. 含碳镍钼矿提取镍钼冶炼新工艺试验研究J
13、. 湖南有色金属, 2008, 24(2)：16-18.2 邹贵田. 用弱碱从钼镍共生矿提取钼和镍盐的方法：中国， 1267739AP. 2000-09-27.3 赵中伟，李洪桂. 湿法分解镍钼矿提钼工艺：中国， 101086034AP. 2006-12-12.4 李青刚，肖连生，张贵清，等. 镍钼矿生产钼酸铵全湿法生产工艺及实践 J. 稀有金属，2007，31(增刊1)：85-89.5 公彦兵，沈裕军，丁喻，等. 辉钼矿湿法冶金研究进展 J. 矿冶工程，2009，29(1)：78-81.6 蒋开喜，林江顺，王海北，等. 一种钼镍矿全湿法提取钼镍方法：中国， 101323915 P. 2008-07-17.
