钼焙砂难浸原因分析

刘芳玲，唐军利，Vijay·Wagh

(1.西安市和平中学，陕西西安710077)

(2.金堆城钼业股份有限公司技术中心，陕西西安710075)

(3.Climax Molybdenum Co.，Fort Madison IA 52627 US)

钼焙砂的氨浸是制取高纯钼酸铵的关键步骤，是利用三氧化钼易溶于氨水中生成钼酸铵溶液的原理，将钼焙砂置于氨水中，浸出其中的钼，使钼生成钼酸铵溶液与渣分离，达到提纯钼的目的［1］。提高钼焙砂氨浸出率是钼酸铵生产厂家普遍关注的问题，徐志昌等［2］研究了不同结构助浸剂对浸出率的影响，王美玲等［3］对钼酸铵生产氨浸工序进行了探索。根据前人已总结出影响浸出率的一些因素，如钼焙砂的粒度、液固比、浸出温度、搅拌速度、氨水用量、浸出时间等，生产中仔细调整以上影响因素，浸出率80%～98%，但总有一部分氧化钼难以浸出，浸出率很难再提高到98%以上。本文用XRD、扫描电镜、XPS等对钼焙砂和氨浸渣进行分析，从氧化钼与杂质颗粒相互关系，对钼焙砂难浸原因进行探索。

1 实验和分析方法

1.1 氨浸工艺

钼焙砂经过洗涤、过滤后，加入氨水中，搅拌反应。液固比3，温度60℃，时间1 h。

1.2 XRD及XPS分析

XRD实验分析用D－MAX/II－A型X粉晶衍射仪，条件为：Anode：Cu，Scan：4～70/0.02/1。XRD实验分析用样品粒度＜10 μm，用AK－225(氟利昂)研磨液在玛瑙研钵中研磨。无标样半定量分析，根据衍射强度和质量平衡估计物质含量。

在日本日立S－570型扫描电子显微镜上观察形貌，并对部分区域进行XPS分析。

2 结果与讨论

2.1 氧化钼与杂质颗粒关系对浸出反应的影响

对钼焙砂进行分析，氨浸前的氧化钼及氨浸后残渣XRD分析见图1。

图1 氨浸前的氧化钼及氨浸后残渣XRD分析

XRD分析中一些晶体衍射峰无法确认，MoO3物相主要是正交晶系氧化钼，也有一些单斜晶系氧化钼存在，有相当大一部分重叠，两种结构没有分开，检测数据为两者之和。氨浸渣与标准图谱难以对比，未知峰是其他脉石矿物。XRD表明，大部分钼焙砂已溶解于氨水中，少部分未溶解，未溶解部分经化学分析方法［4］检测，包括：钼酸铵、三氧化钼、钼酸盐、二氧化钼及硫化钼等物相。仅从XRD分析不能判断对浸出反应的影响，接下来对钼焙砂颗粒进行扫描电镜分析，见图2、图3。

图2 氨浸前杂质颗粒与氧化钼Ⅰ1500×

表1 氧化钼Ⅰ局部XPS分析 %(质量分数)

图2是一个钾长石杂质颗粒，局部XPS分析结果见表1，少量Al、Fe出现在外部氧化边缘，氧化钼颗粒(白色斑点)不含Al、Fe，斑点形貌明显由空隙形成，清晰可见。从杂质颗粒中心(a，黑色部分)至边缘，氧化钼逐渐过渡，二者反应形成致密层(b，灰色部分)，MoO3含量较高，在外表面吸附的氧化钼较疏松(c，白色部分)，氨浸后的残渣照片显示致密层依然存在，仍含有一定量的MoO3(见图4、图5，表3、表4)。

表2 氧化钼Ⅱ局部XPS分析 %(质量分数)

图3 氨浸前杂质颗粒与氧化钼Ⅱ1 000×

图4 氨浸后残渣表面吸附钼酸铵(白色部分)

表3 氨浸渣物相分析 %(质量分数)

图3是另外一个钾长石杂质颗粒，局部XPS分析结果见表2，与图3有同样规律，致密层更加清晰。

从以上检测可以推断，在钼焙砂形成过程中，氧化钼与杂质颗粒发生反应，一部分氧化钼被杂质颗粒吸附在表面，有的地方形成致密层。氨浸反应时，大部分氧化钼能够溶解于氨水中，而一部分被吸附在杂质颗粒上的氧化钼较难反应，致密层反应更为困难，保留在氨浸后的残渣中。这是影响浸出反应的因素之一。

2.2 杂质颗粒对钼酸铵的吸附对浸出率的影响

氨浸后，对氨浸渣取样，进行扫描电镜以及化学物相分析，见图4、表3，氨浸渣中的MoO3见图5，箭头所指区域成分见表4。

图5 氨浸后杂质颗粒中的MoO3，3000×白斑部分=10 μm

表4 氨浸后杂质颗粒中氧化钼局部(箭头所指)XPS分析 %(质量分数)

图4中，氨浸渣表面有大量白色钼酸铵，表3为物相分析，在未溶解钼中，钼酸铵占钼含量的大部分，达64%，未溶解的氧化钼占25%，其他占11%。图5显示氨浸后杂质颗粒钾长石与氧化钼分布状态，钾长石吸附大量钼(黑灰区域)，氨浸前杂质颗粒与氧化钼形成的致密层在氨浸后有所变化，但仍含有一定量氧化钼(白色部分)。

从以上检测可以推断，氨浸反应时，大部分氧化钼能够溶解于氨水中，而一部分被吸附在杂质颗粒上的氧化钼较难反应，致密层反应更困难，保留在氨浸后的残渣中。另一方面，钼酸铵被杂质颗粒吸附，结晶或沉淀于表面上，使得一部分钼没有进入溶液中，截留到残渣中，致使浸出率下降。这是影响浸出反应的另一个因素。

秦永刚等［5］认为，氨浸渣中对钼金属量影响较大的的因素主要是可溶钼的存在，回收可溶钼，才能降低氨浸渣中的钼，从而提高浸出率。解兴锋等［6］通过对钼酸铵生产过程分析，认为由于氨浸渣导致钼金属量流失，本文分析与他们有相似之处。要提高浸出率，需从破坏致密层以(MoO3层)及回收氨浸渣吸附的钼酸铵入手，可采取他们提及的方法。

3 结论

从氧化钼与杂质颗粒关系入手，对钼焙砂难浸原因进行分析，得到以下结论：

(1)氨浸前，一部分氧化钼被杂质颗粒吸附在表面，形成致密层，难以进行反应；

(2)氨浸后，杂质颗粒表面吸附大量钼酸铵，致使浸出率下降。

由于以上两个原因，使得钼焙砂的氨浸出率难以较大提高，要提高浸出率，需破坏致密层以及回收氨浸渣吸附的钼酸铵。

［1］向铁根.钼冶金(修订版)［M］.长沙：中南大学出版社，2009.

［2］徐志昌，张萍.助浸剂提高钼浸出率研究［J］.中国钼业，，2007，31(4)：22－25.

［3］王美玲，薛夏英.钼酸铵生产氨浸工序探索［J］.中国钼业，2002，26(1)：33－34.

［4］路庆祥.氨浸渣物相分析［J］.中国钼业，1993，47(4)：41－43.

［5］秦永刚.降低氨浸渣中可溶钼的试验研究［J］.中国钼业，2008，32(6)：32－33.

［6］谢兴锋，周军，赵新瑞.氨浸渣对钼酸铵回收率影响分析［J］.有色金属(冶炼部分)，2007，4.