[發明專利]一種副產濃硫酸的鉬精礦常壓氧化浸出工藝

無效

• 申請號: 201110093445.5
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102181633A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 都基峻;張凡;田剛;石應杰;張建忠
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B34/34;C01B17/50
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及一種副產濃硫酸的鉬精礦常壓氧化浸出工藝。

背景技術

鉬是重要的稀有金屬之一，鉬及其化合物有著廣泛的用途。在鋼鐵工業中鉬作為添加劑，可以賦予鋼材均勻的微晶結構，并改善鋼鐵的性能，提高鋼材的硬度、抗蠕變性。金屬鉬及鉬基合金具有優良的耐熱性能和高強度，廣泛用于導彈、航空航天領域。

我國是世界上鉬資源大國、氧化鉬生產大國和出口大國，產量占世界總產量的40％以上。具有工業開采價值的主要是輝鉬礦(MoS₂)，輝鉬礦經浮選后得到鉬精礦，鉬精礦經氧化分解后可得到工業氧化鉬。

目前，鉬精礦的處理工藝主要分火法焙燒工藝和濕法浸出工藝兩大類。在我國大多數鉬精礦的冶煉都是采用火法焙燒工藝，使用反射爐、回轉窯等設備生產氧化鉬，而這些焙燒設備不僅資源回收率低、能耗高、產品附加值低，而且稀釋效應明顯。在火法焙燒過程中，高溫區有少部分氧化鉬隨煙氣揮發，鉬精礦中常見的雜質，如二氧化硅、鈣、鐵等基本都保留在焙砂中，因此火法焙燒并未完成鉬的提純；此外為了保證鉬精礦完全氧化，焙燒的空氣過量系數都很大，導致尾氣中SO₂濃度通常低于3％(體積分數)，對于治理SO₂或者尾氣回收制酸都很不利。而且鉬精礦中的鈣、鎂、鐵、銅等都可以與氧化鉬生成低熔點共熔物，使物料燒結結塊，造成物料難以徹底完全氧化脫硫，這也是火法很難克服的困難。

現有的濕法浸出工藝對于鉬的回收都比較成熟，但是對于硫的回收均未能很好地解決。硝酸氧化法所產的稀硫酸濃度太低，經濟上沒有回收價值，往往用石灰與其反應生成硫酸鈣，作為廢氣物處置。堿性加壓氧化分解法和次氯酸鈉分解法中，鉬精礦中的硫都轉化為硫酸，進而與反應投加的堿生成硫酸鹽，存在于分解母液中，其回收和利用的難度也較大。因此現有鉬精礦分解工藝在鉬、硫資源的充分回收利用方面都存在問題，有必要從循環經濟的角度重新考慮分解工藝路線，探索鉬精礦分解的新工藝。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有火法焙燒與濕法浸出工藝的不足，提供一種副產濃硫酸的鉬精礦常壓氧化浸出工藝，實現鉬精礦中主要元素鉬和硫的同時回收利用。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種副產濃硫酸的鉬精礦常壓氧化浸出工藝，該工藝包括以下步驟：(1)將鉬精礦粉經100目篩網篩分除雜后與95wt％以上的濃硫酸按質量比1∶10～1∶15混合，在加熱煮沸的條件下反應2～4h，反應過程中產生的二氧化硫經干燥后用于制備濃硫酸；(2)將反應后的濃硫酸懸濁液冷卻過濾，濾液蒸發結晶，析出的固體用水調成漿液，固液比為1∶1，充分攪拌后過濾，并用水洗滌得到的固體，直至洗滌液呈中性，將洗滌后的固體烘干得到氧化鉬產品。

按國家標準要求，浮選鉬精礦產品粒度要求通過200目篩篩下物不小于60％，本發明工藝對于粒度要求不高，該粒度完全能夠滿足要求，不需要研磨。本發明用100目篩網對于鉬精礦進行篩分的目的主要是去除鉬精礦運輸和包裝中夾帶的雜質。

由于鉬精礦具有類似石墨的層狀六角形結構，化學性質非常穩定，而且鉬精礦的氧化產物MoO₃或MoO₂容易堆積在反應面上，阻礙反應的繼續進行，因此雖然三價鐵、稀硝酸等氧化劑理論上可以氧化鉬精礦，但在實際上氧化速率幾乎為零。

濃硫酸是一種強氧化劑，在通常條件下，濃硫酸不能氧化鉬精礦，但是在加熱煮沸條件下濃硫酸能將鉬精礦氧化為氧化鉬，同時自身轉變為二氧化硫和水。反應方程式如下：

MoS₂+7H₂SO₄＝MoO₃+9SO₂↑+7H₂O

反應生成的氧化鉬可以溶解在濃硫酸中，因此反應速度較快且比較徹底。通常工業濃硫酸的濃度大于等于98％，本發明所使用的硫酸濃度大于95％即可，但濃度越高反應速度越快，可采用通常的工業濃硫酸作為原料。

本發明中二硫化鉬與硫酸的理論質量比為1∶4.3，為保證氧化反應充分，實際反應中的物料重量比為1∶10～1∶15。

工業硫酸的沸點通常在300℃以上，在此條件下二氧化硫和水都呈氣態揮發出來，經過冷凝除水，就能得到幾乎純凈的二氧化硫氣體。該氣體經空氣補氧后就可以采用傳統的硫酸工藝制取工業硫酸。因此采用濃硫酸氧化鉬精礦的產物較其他氧化劑(如硝酸、次氯酸鈉等)相對單一，后續回收處理方便。