针对现有钼冶金工艺不适用于处理硫化钼混合精矿,难以实现钼及伴生金属经济高效回收的问题。本项目将硫化钼混合精矿浸出、分离过程与电氧化工艺有机结合,利用溶液中的pH及电位在矿物分解中的关键作用,构建新颖的选择性电氧化技术,发展钼湿法冶金新工艺,实现钼及伴生金属资源的高效分离与综合回收。通过研究金属矿物阳极氧化、化学氧化、化学溶解、阴极电沉积和过程传质等诸多物理化学过程,以及介质体系电化学特性、氧化剂生成变化规律等,探究辉钼矿及伴生金属的选择性浸出机理,建立辉钼矿及其伴生金属矿物在不同电氧化体系的浸出动力学、电沉积等行为模型,实现多金属的高效分离与综合回收,形成环保高效的钼矿湿法冶金新工艺,并形成工程化技术原型。
molybdenum;mixed concentrate;leaching;selective electro-oxidation;comprehensive recovery
针对现有钼冶金工艺不适用于处理复杂辉钼矿混合精矿,难以实现钼及伴生金属经济高效回收的问题。本报告将辉钼矿混合精矿浸出、分离过程与电氧化工艺有机结合,利用溶液中的pH及电位在矿物分解中的关键作用,构建新颖的选择性电氧化技术,发展钼湿法冶金新工艺,实现钼及伴生金属资源的高效分离与综合回收。通过研究金属矿物阳极氧化、阴极电沉积、化学氧化以及氧化剂生成变化规律等诸多物理化学过程,探究辉钼矿及伴生金属的选择性浸出机理,实现多金属的高效分离与综合回收,形成环保高效的钼矿湿法冶金新工艺。试验结果表明,电氧化体系pH和槽电压是影响含钼矿物选择性电氧化浸出分离的重要因素。通过pH和槽电压的调控不但可以促进钼矿物的分解浸出,在碱性条件下还可以抑制辉铋矿、黄铜矿等伴生矿物的浸出分解,从而达到钼金属与伴生金属矿物分离的目的。对于柿竹园钼铋混合矿,在优化的条件下,钼浸出率和渣相中铋的回收率均超过98%。对于德兴高铜钼精矿,通过碱性缓冲体系的应用,使钼精矿中钼、铼选择性高效氧化浸出,而黄铜矿基本不浸出。在优化条件下,钼的浸出率超过99%,浸出渣中铜含量为10.84%,回收率达到97.93%。此外,该工艺对于钼铜、钼铋中矿中辉钼矿的选择性氧化浸出具有明显的技术优势。对浸出体系氧化剂分析表明,在NaCl介质中,电氧化时析氯反应起了主导作用,且两个电极反应的产物可以接触,并发生次级均相化学反应,Cl2进一步与阴极产物OH-作用生成ClO-,或被进一步氧化成ClO3-。当矿物加入电解体系时,起主要浸出作用的氧化剂为NaClO。电极极化曲线扫描结果表明,辉钼矿在阳极不能直接被电氧化浸出,且碱性条件下,浸出的钼金属也不能在阴极还原;氯化钠浓度、pH、搅拌速率等因素都促进析氯反应的发生,对生成氧化剂有利。辉钼矿浸出动力学研究表明,浸出表观活化能Ea=9.07kJ/mol,该浸出过程中控制步骤是固膜扩散控制,即浸出速率是由最慢的固膜扩散速率决定。综上所述,本项目所构建的碱性缓冲体系选择性电氧化技术是一种高效环保的含钼硫化矿湿法分离回收新工艺,对含钼硫化矿资源的产业升级具有重要的意义和作用。目前,课题组在含钼硫化矿混合精矿的选择性浸出分离和综合利用等方面,形成了具有自主知识产权的成果,已申请国家发明专利2项;发表学术论文11篇,其中Sci、Ei检索论文7篇,各项研究成果均达到了预期任务。