用非晶态钼矿石制备钼酸铵的研究

    摘  要：以中国某地含钼矿石为原料，通过研究发现钼以非晶态硫化物形式存在，一般选矿及文献记载的湿法提取方法均无法使之达到工业应用要求。研究了用原矿直接通过氧化焙烧、碳酸钠溶液高温高压浸取，将其中的钼转化为含钼溶液，再加入一定量固体氯化铵，加热析出钼酸铵，从而制备钼酸铵产品，并通过条件试验选取最佳工艺技术参数。钼酸铵中钼含量大于55％(质量分数)，钼的回收率大于90％。
关键词：非晶态钼矿石；钼酸铵；氯化铵。
    1  物质组分
    原矿分析结果：ω／(SiO₂)＝21.77％，ω／(K₂O)＝1.04％，ω／(Fe₂O₃)＝15.96％，ω(Na₂O)＝0.22％，ω(Al₂O₃)＝8.28％，ω／(TiO₂)＝0.33％，ω／(CaO)＝7.28％，ω／(MgO)＝2.10％，ω(S)＝19.48％，ω(P)＝0.16％，ω／(Mo)＝4.32％，ω(Ni)＝3.14％，ω／(Mn)＝O 0.045％，ω／(C) ＝13.00％。
    原矿经X射线衍射图谱分析，未见钼(镍)矿物的谱线和峰值，含硫矿物只有黄铁矿(二硫化铁)，质量分数在14％左右，换算其中的硫含量占总质量的7.5％，而原矿化学分析结果表明硫含量高达19.48％，显然无法 平衡。据此判断，钼(镍)以非晶态硫化物形式存在。原矿其它主要矿物组成为：石英、碳、白云石、云母、菱铁矿、高岭石等。
    2  原则工艺流程的制定
    原矿钼品位较低，硫、碳含量较高，曾尝试浮选或重浮联选进行富集，由于其未结晶形成独立矿物，与碳等共生紧密，且嵌布粒度极细，无法与其它矿物进行有效分离，使得精矿晶位和回收率均极不理想。因此，本研究采用湿法冶金工艺提取其中的钼。原矿直接经氧化焙烧后，用碳酸钠溶液高温高压浸取，再用氯化铵析出浸取液中的钼，制备钼酸铵产品。原则工艺流程为：原矿→破碎→磨矿→氧化焙烧→碳酸钠溶液浸取→氯化铵析出→过滤洗涤→干燥→钼酸铵产品。
    文献介绍了用低品位钼精矿制备钼酸铵的工艺路线，制备工艺在常压下进行且为结晶完好的辉钼矿原料。在文献的基础上，研究碳酸钠用量、浸取反应时间、浸取温度(压力)对浸出率的影响，并据此确定最佳浸取工艺条件，以及研究了用氯化铵制备钼酸铵的工艺技术指标。[next]
    3  试验结果及分析
    3.1  碳酸钠溶液浸取试验
    试验仪器：l 000 W可调电炉；调速电动搅拌机；200 mL不锈钢反应釜，自制；调温烘箱。
    试剂：碳酸钠，化学纯。
    主要反应：
    2MoS₂+7O₂＝2MoO₃+4SO₂ ↑
    MoO₃+Na₂CO₂＝Na₂MoO₄+CO₂  ↑
    3.1.1  碳酸钠用量试验
    试验条件为：液固质量比2:1，温度100℃，时间1 h。取100g焙烧后的样品，磨至52 µm，加入不同量的碳酸钠，加人量为与固体原矿的质量比，两级浸取，第一次与第二次加入的量相同，加200 mL水，加热到100℃，搅拌反应l h，冷却后过滤洗涤，渣烘干后分析钼含量。浸取焙烧后的样品钼含量为4.07％(质量分数)，试验结果见表1。从表l看出，当每次碳酸钠用量为50％时，浸出率相对较突出，但用量过高，不经济。总的来看，常压下浸取效果并不理想，但为高温高压浸取试验提供了一定的参考依据。