CN101831542A

CN101831542A - 一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法

Info

Publication number: CN101831542A
Application number: CN201010159956A
Authority: CN
Inventors: 张海龙; 秦红彬; 徐利华
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2030-04-23
Also published as: CN101831542B

Abstract

一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，属于湿法冶金和尾矿综合利用技术领域。采用的方法为：钼选矿尾矿经盐酸溶液处理得到酸浸液，向酸浸液中加入双氧水实现Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，向溶液中滴加氨水并控制pH值制备粗Fe(OH)₃沉淀，将粗Fe(OH)₃酸溶解、过滤、再滴加氨水进行沉淀反应、过滤、750℃高温煅烧，获得纯度大于98wt.％的Fe₂O₃产品。向沉铁滤液中滴加NaOH并控制pH值去除杂质元素，继续滴加NaOH并控制pH值获得纯度大于83wt.％的Mg(OH)₂产品。向沉镁滤液中滴加Na₂CO₃获得纯度大于97wt.％的CaCO₃产品。本发明工艺为全液相操作，无废气污染，尾液主要为易于处理的NaCl与NaOH混合物溶液；铁、镁、钙回收率均达到80％以上，同时实现尾矿中钼、钨、铜等微量元素富集。

Description

一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法

技术领域

本发明属于湿法冶金和尾矿综合利用技术领域，尤其涉及一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法。

背景技术

钼选矿主要采用浮选技术提取钼元素，因而钼选矿尾矿中含有大量有毒有机浮选剂，尾矿简单堆积与回填造成严重的环境污染，同时钼选矿尾矿中其它有益金属元素不能回收利用，造成资源浪费。目前，钼选矿尾矿的回收利用主要采用湿化学方法回收尾矿中的钼、钨、铜、硫等微量元素，以及采用磁选方法回收尾矿中的铁。公开号为CN101514403A的发明专利提供了一种从钼选矿尾矿中挥发富集钼的方法，利用氢氟酸和盐酸处理钼尾矿，然后高温热处理促使钼挥发。公开号为CN101417267A的发明专利提供了一种从钼选矿尾矿中回收低品位白钨矿的方法，钼尾矿浮选脱硫后，通过选矿处理可获得1.2％左右的粗精矿。利用磁选技术回收钼选矿尾矿中的磁性铁也取得一定进展，如文献“从浮钼尾矿中回收铁试验研究”(徐引行，矿冶工程，27，2007：34-36)与“汝阳钼矿综合回收磁铁矿的试验研究”(李红卫，中国钼业，32，2008：33-36)均利用磁选技术回收钼尾矿中的铁。但是钼尾矿中的铁元素以多种形态存在，磁性铁含量不高，因此磁选方法的铁回收率较低，而且不能综合利用钼选矿尾矿中的其它共伴生金属元素。除了铁之外，镁、钙等金属元素也常伴生于钼选矿尾矿中，以铁、镁、钙等作为目标元素利用湿化学法进行回收利用的研究尚未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种从钼选矿尾矿提取金属元素铁、镁、钙的方法，对尾矿中有价金属元素进行综合回收利用。

本发明所述的一种从钼选矿尾矿提取金属元素铁、镁、钙的方法，是以钼选矿尾矿作为原料，利用湿化学法进行有价金属回收。在提取过程中通过控制酸浸时间、酸浸温度、酸溶液浓度、固液比等工艺参数，获得较高的酸浸提取率以及纯度较高的目标产品。其工艺流程如下：

(1)选取包含下列成分及质量百分比含量的钼选矿尾矿为原料：Si：18～28wt.％、Ca：10～20wt.％、Fe：5～15wt.％、Mg：4～12wt.％、S：1～3wt.％、Al：0.2～1.5wt.％；

(2)将钼选矿尾矿过40～120目筛，筛下料入球磨罐球磨10～20分钟，振动过筛机过180～240目筛，取筛下料；

(3)按盐酸溶液与尾矿料质量比4～8∶1的比例在反应容器中加入浓度为10～30wt.％盐酸溶液与钼选矿尾矿粉末，然后在80～100℃水浴温度下搅拌酸浸4～8小时，过滤并洗涤，得到酸浸液；

(4)向所得的酸浸液中滴加双氧水，至溶液由黄色转变为红色时结束，得到滤液a；

(5)将所得滤液a加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氨水，控制pH＝2.8～5进行沉淀反应，至用硫氰化钾指示剂测定时溶液不变色为止，过滤并洗涤，得到粗氢氧化铁滤渣和滤液b；将粗氢氧化铁经加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制pH值进行沉淀反应、过滤、750℃高温煅烧滤渣，获得纯度大于98wt.％的氧化铁产品；

(6)将步骤(5)中所得的滤液b加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝8～10，使滤液b中发生沉淀反应，过滤并洗涤，滤渣为锌、锰、铝的氢氧化物沉淀，得到滤液c；

(7)将制得的滤液c加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝10.5～13，使得滤液c中镁离子沉淀完全，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于80wt.％的氢氧化镁沉淀，其主要杂质为碳酸钙，得到滤液d；

(8)将所得滤液d加热至40～80℃，搅拌条件下滴加碳酸钠稀溶液至无沉淀产生为止，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于97wt.％的碳酸钙沉淀。

所述的钼选矿尾矿中主要物相为SiO₂、CaCO₃、Fe₃O₄、CaMg(SiO₃)₂和FeS₂。

所述步骤(5)中，进行沉淀反应时，控制pH＝3.5～4.5。

所述步骤(6)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH＝8.8～9.4。

所述步骤(7)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH＝11.5～12.5。

本发明的优点在于：

1、技术经济指标先进，资源回收率高。钼选矿尾矿中金属元素铁的酸浸提取效率可达85wt.％以上，镁、钙的酸浸提取率均可达80wt.％以上；获得产品氧化铁和碳酸钙纯度均可达97wt.％以上，氢氧化镁纯度可达83wt.％以上。

2、沉淀分离出铁、镁、钙后的尾液经处理后可回用，有效降低了氢氧化钠消耗量和废液量，从而简化操作，大幅降低成本。

3、在除杂步骤中分离出的锌、锰、铝氢氧化物沉淀，经处理后可作为副产品，从而提高经济效益和钼选矿尾矿的综合利用率。

4、整个工艺流程为全液相操作，无有毒废气污染；工艺产生的废水、废液全部回用，废液排放较少，污染轻，属环境友好型技术。

附图说明

图1为实施例2中分离提取出产物氧化铁的XRD图谱；

图2为实施例2中分离提取出产物氢氧化镁的XRD图谱；

图3为实施例2中分离提取出产物碳酸钙的XRD图谱；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

将主要组分为Si 22.79wt.％、Ca 16.21wt.％、Fe 9.117wt.％、Mg8.87wt.％、S 1.412wt.％、Al 1.289wt.％的钼选矿尾矿过40目筛，筛下料入球磨罐球磨10分钟，然后振动过筛机过180目筛，取筛下料。用浓度为10wt.％的盐酸与筛下料按液固比8∶1混合、搅拌，然后在100℃水浴条件下反应4小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴加双氧水，将溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，得滤液a；滤液a加热至60℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝4.0至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe(OH)₃滤渣及滤液b，粗Fe(OH)₃滤渣加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制pH值进行沉淀、750℃高温煅烧，获得纯度为97wt.％的氧化铁产品；滤液b加热至60℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝9至沉淀完全，过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至60℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝12至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为80wt.％的氢氧化镁滤渣及含钙母液(滤液d)；滤液d加热至60℃，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为95wt.％的碳酸钙滤渣。

酸浸结果为：铁浸出率73.75％，镁浸出率73.88％，钙浸出率72.99％，尾矿失重率36％。

实施例2：

将主要组分为Si 22.79wt.％、Ca 16.21wt.％、Fe 9.117wt.％、Mg8.87wt.％、S 1.412wt.％、Al 1.289wt.％的钼选矿尾矿过80目筛，筛下料入球磨罐球磨15分钟，然后振动过筛机过200目筛，取筛下料。用浓度为20wt.％的盐酸与筛下料按液固比6∶1混合、搅拌，然后在90℃水浴条件下反应8小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴加双氧水，将溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，得滤液a；滤液a加热至80℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝3.8至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe(OH)₃滤渣及滤液b，粗Fe(OH)₃滤渣加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制pH值进行沉淀、750℃高温煅烧，获得纯度为98wt.％的氧化铁产品；滤液b加热至80℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝8.8至沉淀完全，过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至80℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝11.5至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为83wt.％的氢氧化镁滤渣及含钙母液(滤液d)；滤液d加热至80℃，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为97wt.％的碳酸钙滤渣。

图1为实施例2中分离提取出产物氧化铁的XRD图谱；图2为实施例2中分离提取出产物氢氧化镁的XRD图谱；图3为实施例2中分离提取出产物碳酸钙的XRD图谱；如图所示：酸浸结果为：铁浸出率82.72％，镁浸出率77.92％，钙浸出率86.42％，尾矿失重率41％。

实施例3：

将主要组分为Si 22.79wt.％、Ca 16.21wt.％、Fe 9.117wt.％、Mg8.87wt.％、S 1.412wt.％、Al 1.289wt.％的钼选矿尾矿过120目筛，筛下料入球磨罐球磨20分钟，然后振动过筛机过240目筛，取筛下料。用浓度为30wt.％的盐酸与筛下料按液固比4∶1混合、搅拌，然后在80℃水浴条件下反应4小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴加双氧水，将溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，得滤液a；滤液a加热至40℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝4.5至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe(OH)₃滤渣及滤液b，粗Fe(OH)₃滤渣加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制pH值进行沉淀、750℃高温煅烧，获得纯度为95wt.％的氧化铁产品；滤液b加热至40℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝9.4至沉淀完全，过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至40℃，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH＝12.5至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为80wt.％的氢氧化镁滤渣及含钙母液(滤液d)；滤液d加热至40℃，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为95wt.％的碳酸钙滤渣。

酸浸结果为：铁浸出率64.8％，镁浸出率72.46％，钙浸出率85.19％，尾矿失重率41％。

Claims

1.一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：

(1)选取包含下列成分和质量百分比的钼选矿尾矿为原料：Si：18～28wt.％、Ca：10～20wt.％、Fe：5～15wt.％、Mg：4～12wt.％、S：1～3wt.％、Al：0.2～1.5wt.％；

(3)按盐酸溶液与尾矿料质量比4～8∶1的比例在反应容器中加入浓度为10～30wt.％盐酸溶液与钼选矿尾矿粉末，然后在80～100℃水浴温度下搅拌酸浸4～8小时，过滤并洗涤，得酸浸液；

(5)将所得的滤液a加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氨水，控制pH＝2.8～5进行沉淀反应，至用硫氰化钾指示剂测定时溶液不变色为止，过滤并洗涤，得到粗氢氧化铁滤渣和滤液b；粗氢氧化铁经加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水进行沉淀反应、过滤、750℃高温煅烧滤渣，获得纯度大于98wt.％的氧化铁产品；

(6)将所得的滤液b加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝8～10，使滤液b中发生沉淀反应，过滤并洗涤，滤渣为锌、锰、铝的氢氧化物沉淀，得到滤液c；

(7)将所得的滤液c加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝10.5～13，使得滤液c中镁离子沉淀完全，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于80wt.％的氢氧化镁沉淀，得到滤液d；

(8)将所得的滤液d加热至40～80℃，搅拌条件下滴加碳酸钠稀溶液，至无沉淀产生为止，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于97wt.％的碳酸钙产品。

2.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：所述钼选矿尾矿中主要物相为SiO₂、CaCO₃、Fe₃O₄、CaMg(SiO₃)₂和FeS₂。

3.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，进行沉淀反应时，控制pH＝3.5～4.5。

4.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：所述步骤(6)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH＝8.8～9.4。

5.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：所述步骤(7)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH＝11.5～12.5。

6.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于：所述原料钼选矿尾矿的成分及质量百分比为：Si：22.79wt.％、Ca：16.21wt.％、Fe：9.117wt.％、Mg：8.87wt.％、S 1.412wt.％、Al：1.289wt.％。