云南某钼加工厂钼酸铵生产流程查定及技术分析

丁 喻,钟 祥,周新东,蔡云卓,刘 黄

(长沙矿冶研究院,湖南 长沙 410012)

云南某钼加工厂钼酸铵生产流程查定及技术分析

丁 喻,钟 祥,周新东,蔡云卓,刘 黄

(长沙矿冶研究院,湖南 长沙 410012)

采用生产统计结合化学分析及物象鉴定,对钼加工厂钼酸铵生产流程进行查定,获取了钼、铼在生产过程的分布及走向数据并绘制出了钼、铼分布的数质量图。通过分析,确定了影响钼收率的主要因素并提出了改进建议。根据铼在生产中的富集程度及生成物性质提出了合适的回收途径及工艺。

钼酸铵;铼;工艺流程;查定;技术分析

云南某钼加工厂是一家采用钼精矿生产钼酸铵的新企业,设计年加工钼精矿450 t,年产钼酸铵350 t。2008年投产后,因采用自产的钼精矿钼含量低、波动大,杂质含量高的原因,生产过程一直不稳定,同时工艺流程和操作中也存在着一些不合理之处,影响到钼的回收率。钼精矿中伴生有一定铼,但是否有回收价值,如何回收等原设计未予以考虑。为此,企业希望通过对现有生产线进行流程查定,以了解整个生产过程中钼、铼元素的分布及走向,确定影响钼收率的关键环节并提出回收铼的方案建议。

1 生产线流程概况

该钼加工厂现有生产工艺流程为:钼精矿→外热式回转窑焙烧→氨浸→净化→酸沉→浓缩结晶→干燥包装→钼酸铵产品。与国内一些主要钼酸铵生产企业相比,该厂钼酸铵生产线有如下一些特点:①钼精矿焙烧采用1台φ600×14 000的电加热回转窑,温控精度较好;②焙烧产生的烟尘采用一级布袋收尘器进行回收,而国内一般是先采用旋风除尘器进行除尘,再采用水喷淋洗涤或布袋除尘;③国内钼焙砂氨浸前,一般先用硝酸或盐酸等进行预浸,将焙砂中的K+、Na+、Cu2+、Fe2+等杂质离子分离,同时将部分不溶钼酸盐中的钼转化为钼酸以提高钼回收率。该厂工艺是将钼焙砂直接氨浸;④该厂钼焙砂氨浸采用的是间歇式并流操作过程,而国内一般为连续逆流氨浸过程,氨浸效果要好于前者,过程也比较稳定;⑤在净化工序,由于钼精矿中含磷较高增加了镁盐脱磷装置,相应增加了试剂消耗及钼的夹带损失;⑥酸沉后的母液加入石灰乳生产钼酸钙产品。

总体上比较,该厂的某些生产工序相对国内同类型企业来说进行了一些简化,从技术经济角度来说,可减少部分投资,但相应生产过程的金属回收率降低,成本增加。

2 流程查定的主要内容

流程查定的主要内容是在一段时期内于生产流程的各工艺进出口,对投入的原料、产出的产品(含中间产品)进行计量和取样,根据生产统计数据和化学分析结果绘出钼、铼在流程中分布的数质量流程图,以及结合物象鉴定了解过程产物的矿物组成形态,判断物料在各工序完成的程度,为生产过程的改进提供依据。根据现场实际情况将钼精矿焙烧部分和钼酸铵湿法生产部分查定分开进行。

3 流程查定结果

3.1 钼精矿的化学组成及物象分析结果

此次流程查定所投入的钼精矿为同一批次产品,化学分析结果见表1。与国家“辉钼精矿化学成分技术要求(GB3299-89)”对比看,投入的钼精矿特点为低Mo(国标要求Mo≮45%)、高Cu、高Fe。Cu、Fe等杂质含量高,在焙烧过程中易形成低熔点的Cu、Fe钼酸盐,且在焙砂中产生包裹,影响钼精矿的氧化脱硫程度,降低钼焙砂的氨浸出率。根据元素分析结果及表2的物象分析结果进行化合物组成配算,42.49%的硫化钼所配比的硫为15.96%,即钼精矿中还有15.34%的硫为其他形式的硫化物如黄铜矿、黄铁矿等,同样说明钼精矿中存在较多的杂质,对加工带来不利影响。

表1 钼精矿化学分析结果 %(质量分数)

表2 钼精矿物象分析结果 %(质量分数)

钼精矿铼含量平均为0.004 5%,即45 gRe/t矿,低于一般铼回收工业生产中所要求的100 g/t矿品位,回收的经济价值较低。

3.2 钼精矿焙烧工序钼、铼的分布走向及物象鉴定结果

表3为部分焙砂及烟尘的取样分析结果,表4为钼焙砂物象鉴定结果,图2为钼精矿焙烧工序钼、铼金属分布的数质量图。由图2可见以钼计的钼焙砂产率为91.69%,烟尘中钼占1.55%,损失的钼占投入的6.6%。物象鉴定结果说明焙砂中不氨溶的MoO2及钼酸盐较高,说明焙烧氧化程度不够及生成较多的Cu、Fe钼酸盐。钼焙砂中的铼为投入铼的29.23%,说明大多数铼焙烧时呈氧化铼进入气相中。又烟尘中回收的铼占投入的11.54%,烟气中损失的铼偏高占59.23%,这主要是由于查定期间布袋收尘器布袋破损所致。化学分析结合物象鉴定说明,烟气中的钼主要为夹带的细粒钼精矿而不是挥发的氧化钼,铼主要为挥发的氧化物。

收集的烟尘中的铼富集到了310 g/t,品位上已具备了工业回收价值。

表3 焙烧工序焙砂样及烟尘取样分析结果 %(质量分数)

表4 钼焙砂物象分析结果 %(质量分数)

图1 钼精矿焙烧工序Mo、Re金属分布的数质量图

3.3 钼酸铵湿法部分的钼、铼分布走向及物象鉴定结果

表5为钼酸铵湿法生产部分原料及产品(含中间产品)的取样分析结果。表6为3次氨浸渣的物象鉴定结果。图3为钼酸铵湿法生产部分钼铼金属分布的数质量图。由图3可见查定期间产出的钼酸铵折算成金属钼的回收率为79.81%。产出钼酸钙折算成金属钼回收率为9.97%,2项合计88.07%,回收率偏低。

表5 钼酸铵湿法生产部分产品化学分析结果 %(质量分数)

3次氨浸渣中金属钼量占到投入的9%,一方面说明渣中的钼有降低的空间,另一方面说明现有氨浸渣有很高的回收价值。由物象鉴定结果可见3次氨浸渣中钼的形态为夹带的钼酸铵(占4.96%),钼酸盐(占3.31%),可氨溶的MoO3(占2.99%),不溶的MoO2、MoS2分别占1.45%和0.8%。

图3说明生产中的铼大部分进入了钼酸钙母液中,进入1次净化渣、2次净化渣、钼酸铵、钼酸钙中的铼较少,约为总量的15%,进入3次氨浸渣中的铼为12.12%。由表5可见,种类繁多的液固体产品含铼均很低,如氨浸渣中含铼平均为7 g/t,钼酸钙平均为0.14 g/t,钼酸钙母液平均为0.006 6 g/L,现阶段均不具备工业上的回收价值。

表6 3次氨浸渣物象鉴定结果 %(质量分数)

4 建 议

4.1 提高钼回收率的建议

根据流程查定结果分析可知,欲提高现有生产过程中钼的回收率可在以下几个方面采取改进措施:①提高钼精矿的选矿品质,减少杂质含量;②将钼精矿预干燥除去水和油,改善焙烧时物料的运动性能,减少结块现象;③采用分离性能更好的过滤设备替代现有的抽滤装置,有效减少氨浸渣中母液夹带损失;④将酸沉工序的人工试纸检测pH值及加酸,改为仪器精确检测及自动控制加酸,减少母液中的钼损失,增加钼酸铵的产量。⑤最大程度的从氨浸渣中回收钼。经实验,采用长沙矿冶研究院开发的加压碱浸新工艺可以回收氨浸渣中98%以上的钼。

图2 钼酸铵湿法生产部分Mo、Re金属分布数质量图

4.2 铼回收建议

由流程查定结果可知,生产中只有收集的焙烧烟尘达到了工业上回收铼的品位要求,但烟尘收集量不多,可采用旋风收尘+布袋收尘两级收尘代替原有的布袋一级收尘进行改进,以提高除尘效果。烟尘的组成主要为气体中夹带的细粒钼精矿、金属硫酸盐、硅酸盐及冷凝下来的Re2O7等,其中钼精矿占62.33%,金属硫酸盐占10%左右。从焙烧烟尘中回收铼的工艺国内主要有酸浸、加氧化剂酸浸、碱浸、碱性条件下水浸、加氧化剂水浸等。由于工厂现有规模下产生的烟尘量较少,推荐采用碱浸法回收铼生产高铼酸铵或高铼酸钾产品,其特点是流程比较简单、投资小、对环境污染小,缺点是成本较高。经计算,现有规模下从烟尘中每月可提取的金属铼量为0.62 kg左右(按烟气中的铼回收率70%计),折合高铼酸铵约0.89 kg左右。

5 结 语

通过对云南某钼加工厂钼精矿生产钼酸铵工艺流程进行查定,了解了生产过程中钼、铼元素的分布及走向,为定量分析生产过程中存在的问题奠定了基础。通过技术分析,确定了影响钼回收率的主要影响因素,提出了改进生产中部分工艺及操作的建议。根据铼在生产中的富集程度及生成物性质,提出了综合回收铼的途径和工艺。查定和技术分析的结果为企业今后的生产改进及发展决策提供了依据。此外生产流程查定的方法及结果对国内同类型钼酸铵中小生产企业也具有一定的参考价值。

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INVESTIGATI ON AND TECHNICAL ANALYSIS OF AMMONIUM MOLYBDATES PRODUCTI ON PROCESS IN A MOLYBDENUM PLANT IN YUNNAN PROVINCE

D ING Yu,ZHONG Xiang,ZHOU Xin-dong,CA I Yun-zhuo,L IU Huang
(Changsha Research Institute ofMining andMetallurgy,Changsha 410012,Hunan,China)

Using production stastics,chemical analysis and physical image appraisal,the investigation on ammonium molybdates production process in a molybdenum processing factory was carried on,the distribution and trend statistics ofmolybdenum and rhenium in the production processwas gained,quantitative-qualitative flow graph of molybdenum and rhenium distribution was drawn.The main factors that effect the molybdenum yield coefficient were defined and recommendations for improvementswere put forward.According to the enrichmentof rhenium and product properties,the appropriate recovery pathway and processwere proposed.

ammonium molybdates;rhenium;process flow;investigation;technical analysis

TG146.4+12

A

1006-2602(2010)04-0014-04

2010-06-20;修改稿返回日期:2010-06-24

丁 喻(1963-),男,高级工程师。现在长沙矿冶研究院从事海洋冶金及钼、铼、镍等稀有金属冶金的科研及设计工作。