一种提高钼精矿加压氧化反应速率的方法与流程

本发明属于钼冶炼，涉及一种提高钼精矿加压氧化反应速率的方法，具体涉及一种利用硫化钠调整矿浆提高钼精矿加压氧化反应速率的方法。

背景技术：

1、钼对人类社会的可持续发展起着重要作用。钼添加于钢或铸铁，可改善其强度、硬度和韧性；应用于不锈钢或高温合金，可提高其抗腐蚀及高温性能，大量用于汽车、造船、建筑、采矿、油气及能源工业。另外,钼在化学工业也有多种应用，用于生产催化剂、润滑剂和颜料。

2、钼的氧化物是钼应用的主要来源。由辉钼矿浮选得到的二硫化钼通过氧化制得。许多研究活动致力于钼的氧化工艺的改进。

3、目前，国内外由钼精矿生产工业氧化钼的工艺主要是火法焙烧，即将钼精矿在反射炉、多膛炉或回转窑中于600℃左右氧化焙烧，使辉钼矿脱硫氧化成为工业氧化钼。焙烧工艺存在以下技术缺陷：钼的氧化不完全，氧化钼中还包含有大量的moo2，造成随后生产钼酸铵时大量损失钼；焙烧过程产生大量含低浓度二氧化硫的烟气和烟尘，需要附加高昂的烟气和烟尘收集及脱硫装置回收钼和净化气体；不适用于氧化铜、铁含量高的钼精矿，焙烧此类钼精矿得到的粗氧化钼纯度低，还需要进行精制除杂；不适用于氧化含铼钼精矿。若钼精矿中含有稀散金属铼，在氧化焙烧过程中，铼分散于烟气、烟尘及钼焙砂中，难以高收率提铼，造成铼资源浪费。

4、与传统的火法焙烧工艺比较，加压氧化工艺既可用于从钼精矿生产工业氧化钼，又可用于由低品位钼精矿或钼中间产品生产钼酸铵或纯三氧化钼，一定程度解决了火法焙烧工艺的缺陷。

5、以下的专利文献涉及有关钼精矿加压氧化工艺的研究。

6、1962年，sada, koji所做的辉钼矿的加压氧化反应，在200℃和200大气压的氧气作用下，浸提了含mo55.5%、s36.4%、cu4.4%的钼精矿。

7、us4512958改进了上述技术。该工艺将颗粒尺寸增大到90um的钼精矿加水浆化，然后在升高的温度和氧分压下进行加压氧化反应，系统温度控制在230～245℃，氧分压控制在0.1～0.5kpa范围。反应后，过滤含有硫酸的压煮液形成一次滤液，此滤液经石灰或碳酸钙中和形成石膏。该技术的重点是通过循环二次滤液将浆液密度保持在100～150g/l。

8、wo2008/063986氧压氧化钼精矿的技术包括去油、浸出、氧压氧化、固液分离、溶剂萃取或离子交换、洗脱和离子交换步骤。加压氧化反应在225℃的温度、3mpa的压力和0.7mpa的氧分压下进行。

9、应用加压氧化工艺氧化钼精矿后，钼精矿中含有的铜、铁、锌等硫化矿物杂质进入溶液，钼氧化为可溶性和不溶性钼酸。不溶性钼酸还含有硅酸盐和硅铝酸盐脉石矿物，可以经碱浸提纯，再酸沉或蒸发浓缩制钼酸铵，也可以洗涤、干燥制成工业氧化钼；钼酸溶液可以经萃取或离子交换制取钼酸铵。

10、钼精矿加压氧化时，需将钼精矿与水调成一定比例的矿浆，在一定的温度、压力下，通入氧气，使得辉钼矿等硫化矿物与氧气发生氧化反应，最终转化为金属氧化物。辉钼矿浮选过程中，添加烃油作为浮选捕收剂，烃油与辉钼矿表面紧密吸附并产生疏水层。该疏水层在加压氧化过程中，阻碍氧气与辉钼矿表面接触，从而使得加压氧化反应速率降低。

技术实现思路

1、本发明所针对上述现有技术存在的技术问题，提供一种利用硫化钠调整矿浆提高钼精矿加压氧化反应速率的方法。该方法通过添加硫化钠脱除辉钼矿的表面吸附的烃油，提高辉钼矿与氧气接触面积，并提高矿浆中硫酸根离子浓度，大幅提高钼精矿加压氧化反应速率。具体技术方案如下。

2、一种提高钼精矿加压氧化反应速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、步骤一、将硫化钠加入清水中进行充分溶解，得到硫化钠溶液；

4、步骤二、将钼精矿粉末加入清水中搅拌制得矿浆；

5、步骤三、向步骤二所述的矿浆中加入步骤一所述的硫化钠溶液；

6、步骤四、对步骤三所述矿浆加热，保温搅拌一段时间；

7、步骤五、进一步升温，通入氧气，进行加压氧化反应。

8、进一步的，步骤一中硫化钠溶液的质量浓度为5~20%。

9、进一步的，步骤二中所述矿浆浓度为质量浓度10~40%。

10、进一步的，步骤三中硫化钠的用量为500~2000g/t。

11、进一步的，步骤四中加热温度为80~100℃，保温搅拌时间为1~3h。

12、进一步的，步骤五中加压氧化反应的温度为180~220℃，氧气压力为0.6~1.0mpa，反应时间为3~5h。

13、本发明基于以下原理。

14、钼精矿中的主要矿物组成为已经单体解离的辉钼矿晶体及少量黄铜矿、方铅矿、黄铁矿等硫化矿物。辉钼矿在浮选的过程中添加烃油作为浮选捕收剂及起泡剂。部分烃油与辉钼矿表面紧密吸附并产生致密的疏水层。该疏水层同时可隔绝辉钼矿与氧气的接触。使得钼精矿加压氧化过程中辉钼矿与氧气不能充分接触。造成加压氧化反应速率降低。

15、硫化钠是强电解质，易溶于水，在水溶液中可完全电离产生大量的硫离子。电离出来的硫离子可与溶液中的金属离子反应并生成硫化物沉淀。硫离子易于氧化，在加压氧化反应过程中可生产硫酸根。降低溶液的ph值。有利于提高反应速率。硫化钠水解呈强碱性反应，使得水溶液中存在大量的oh-离子，其可使辉钼矿表面吸附的烃油被擦洗、脱除、溶解。从而使加压氧化过程中辉钼矿与氧气接触面积大幅提高，提高钼精矿加压氧化反应速率。

16、通过加入硫化钠调整加压氧化矿浆，既可脱除辉钼矿表面吸附的烃油，同时可以提高加压氧化反应起始硫酸根浓度，两方面协同，可大幅提高钼精矿加压氧化反应速率。

17、本发明具有以下有益技术效果。本发明通过向钼精矿加压氧化矿浆中加入硫化钠溶液，其中的硫离子易于氧化并转化为硫酸根，提高加压氧化起始硫酸根浓度，降低矿浆ph值，有利于提高钼精矿加压氧化反应速率。本发明利用硫化钠水解呈强碱性反应，水溶液中存在大量的oh-离子，使得辉钼矿表面吸附的烃油被擦洗、脱除、溶解，使得辉钼矿表面的致密疏水层被瓦解。提高加压氧化过程中辉钼矿与氧气的接触面积，提高钼精矿加压氧化反应速率。

技术特征：

1.一种提高钼精矿加压氧化反应速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中硫化钠溶液的质量浓度为5~20%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述矿浆浓度为质量浓度10~40%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中硫化钠的用量为500~2000g/t。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四中加热温度为80~100℃，保温搅拌时间为1~3h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤五中加压氧化反应的温度为180~220℃，氧气压力为0.6~1.0mpa，反应时间为3~5h。

技术总结本发明公开了一种提高钼精矿加压氧化反应速率的方法，属于钼冶炼技术领域，包括以下步骤：一、将硫化钠按一定比例加入清水中溶解；二、将钼精矿加入清水中搅拌制得矿浆，向矿浆中加入硫化钠溶液；三、将钼精矿矿浆通入蒸汽加热并保温搅拌，矿浆进行加压氧化。硫化钠水溶液含有大量S2‑、HS‑、OH‑、Na+离子，具有较高的pH值，可擦洗、脱除、溶解辉钼矿表面吸附的烃油，增加加压氧化过程中氧气与辉钼矿的接触面积，有利于提高加压氧化反应速率；S2‑离子可与钼精矿中的辉钼矿、黄铜矿等硫化矿物发生硫化反应。S2‑离子易氧化，最终转化为SO42‑离子，提高加压氧化矿浆中SO42‑离子浓度，进一步提高加压氧化反应速率。技术研发人员：曹亮,隋杰,张文,李映兵,刘永涛,霍玉宝,高东星,王志梅,刘硕,薛建嵘,蒋丽娟,张新受保护的技术使用者：中核沽源铀业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17