鎳鉬共生礦加壓酸浸動力學(xué)研究

1、鎳鉬共生礦加壓酸浸動力學(xué)研究鎳鉬共生礦加壓酸浸動力學(xué)研究劉俊場，楊大錦，付維琴，牟興兵，歐根能，陳華君，刁微之，鄒維（昆明冶金研究院，昆明650503）摘要：摘要：采用氧壓酸浸工藝處理鎳鉬共生礦。結(jié)果表明，鉬、鎳、鐵的浸出率均隨著溫度的升高、時間的延長基本呈線性上升的趨勢，鉬、鎳的浸出率最高分別達到67.50%、99.62%，而鐵的浸出率被抑制在50%以下。經(jīng)氧壓酸浸處理得到的鉬渣基本以H2MO4形態(tài)存在，常規(guī)堿浸工藝能將其高效浸出且堿

2、耗量大大降低。動力學(xué)研究表明，鎳鉬共生礦氧壓酸浸過程中鉬、鎳、鐵浸出反應(yīng)的表觀活化能分別為11.37、34.95、18.44kJmol，鉬、鎳、鐵的浸出反應(yīng)速率受內(nèi)擴散控制。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鎳鉬共生礦；氧壓酸浸；動力學(xué)；表觀活化能中圖分類號：中圖分類號：TF8815；TF841.2文獻標(biāo)志碼：文獻標(biāo)志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2017）01000000StudyonKiicsofOxygenPressureAcidLe

3、achingofNiMoeLIUJunchangYANGDajinFUWeiqinMOUXingbingOUGennengCHENHuajunDIAOWeizhiZOUWei(KunmingMetallurgyResearchInstituteKunming650503China)Abstract：NiMoewastreatedbyoxygenpressureacidleaching.Theresultsshowthatleaching

4、rateofMoNiFerisewithincreaseoftemperaturetime.ThemaximumleachingrateofMoNiis67.50%99.62%respectivelywhileleachingrateofFeis50%below.MostofmolybdenuminresidueexistsinfmofH2MoO4whichcanbeeffectivelyleachedbyconventionalalk

5、alileachingprocesswithloweralkaliconsumption.TheapparentactivationenergyofMoNiFeis11.3734.9518.44kJmolrespectively.LeachingreactionofMoNiFeiscontrolledbyinternaldiffusion.Keywds：NiMoeoxygenpressureacidleachingkiicsappare

6、ntactivationenergy鎳鉬礦作為一種以鉬、鎳為主的多金屬復(fù)雜伴生礦，其經(jīng)濟應(yīng)用價值很大，Mo、Ni含量大多在1%~6%，此外還含有Pb、Zn、Ag、Fe、Ge、In、Ga、S、V、Se、Ru、Pt、Rb、Cd、Ti、Rh和Cs等多種金屬元素，該礦物的主要組成有：硫化鉬礦、方硫鎳礦、黃鐵礦、黃銅礦、高嶺石、絹云母、閃鋅礦、方解石和重晶石等[14]。當(dāng)前，處理回收鎳鉬礦的技術(shù)主要分為冶金、選礦、選冶聯(lián)合三大類[511]，而冶金

7、工藝主要分為濕法和火法兩類，火法工藝主要是焙燒—浸出工藝，也是當(dāng)前鎳鉬礦處理的主流工藝；濕法工藝主要分為常壓浸出和加壓浸出等；選礦工藝主要是針對鎳、鉬主金屬的富集，并不能完全對主金屬進行資源化回收利用，而且選礦回收率不高，尾礦中還含有10%~30%左右的鎳鉬主金屬，這部分金屬回收難度較大，目前僅堆存在渣場，浪費資源的同時對環(huán)境也造成了一定污染。本文針對鎳鉬共生礦當(dāng)前焙燒—浸出主流工藝污染大、鎳鉬主金屬焙燒過程損失大等缺點[1217]，開

8、發(fā)出一種氧壓酸浸新工藝，并對其浸出過程進行動力學(xué)研究，以期獲得鎳鉬共生礦氧壓酸浸過程的鎳、鉬、鐵浸出速率等參數(shù)，為鎳鉬共生礦的氧壓酸浸工藝的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。1物料理化性質(zhì)及成分分析物料理化性質(zhì)及成分分析該鎳鉬礦原礦為黑色塊狀物料，易碎，鎳鉬礦經(jīng)過縮分制樣后送光譜及化學(xué)成分分析。結(jié)果表明，原礦中Ni和Mo含量分別為3.38%和4.48%，對于原生礦石而言，是Ni、Mo綜合回收的有價資源；次要元素Fe、SiO2、S、C含量分別達到10.5

9、4%、19.23%、14.30%和8.70%；該鎳鉬礦含SiO2比較高，CaO、MgO、Al2O3等含量不高（分別為10.08%、1.14、4.04%）；次要元素中Zn（0.41%）、Se（0.13%）含量相對高些，可考慮綜合回收。此外還含有一定量的Au（0.2gt）和Ag（15.5gt）。礦物X射線衍射分析結(jié)果表明，該礦中主要礦物為硫化亞鐵、二氧化鉬、氯化亞銅、二氧化硅、白云母、二氧化鎳、硫化鋅、硫化亞銅、硫化鎳、二硫化鉬、氧化鉛，鉬

10、、鎳既有氧化礦存在也有硫化礦存在。鐵以黃鐵礦，硅主要以石英形態(tài)存在，硫以黃鐵礦和硫鐵礦等形態(tài)存在。收稿日期收稿日期：20160918基金項目基金項目：云南省青年基金資助項目（2012FD078）doi：10.3969j.issn.10077545.2017.01.0047.58.08.59.09.510.02.01.51.00.50.0120℃Mo140℃Mo160℃Mo120℃Ni140℃Ni160℃Ni120℃Fe140℃Fe160

11、℃Feln(1(1R)12)lnt圖2鉬、鎳、鐵浸出擬合曲線鉬、鎳、鐵浸出擬合曲線Fig.2Curveof12ln(1(1))R??~lnt用Arrhenius方程對圖2數(shù)據(jù)進行擬合，以lnk對1T作圖，鉬、鎳、鐵浸出的Arrhenius擬合曲線如圖3所示，直線的斜率即為浸出反應(yīng)的表觀活化能。2.302.352.402.452.502.552.604.03.53.02.52.01.5Mo（R=0.95669)Ni（R=0.99736)F

12、e（R=0.93457)lnk1T103K1圖3Mo、Ni、Fe浸出速率的浸出速率的Arrhenius擬合曲線擬合曲線Fig.3ArrheniusfittingcurveofMoNiFe由圖3可知，鉬、鎳、鐵浸出的Arrhenius擬合曲線線性相關(guān)度R值均較高，說明線性擬合度較好。根據(jù)圖3和Arrhenius方程，可以計算出鉬、鎳、鐵浸出反應(yīng)的表觀活化能分別為11.37、34.95、18.44kJmol。從上述反應(yīng)的活化能可以看出，鉬、

13、鎳、鐵浸出反應(yīng)的活化能均介于8~40kJmol，說明鉬、鎳、鐵的浸出反應(yīng)速率受內(nèi)擴散控制，這可能是Mo在浸出過程中會生產(chǎn)H2MO4固態(tài)產(chǎn)物層，影響了生成物的擴散速率，從而限制了整個浸出反應(yīng)的速率。3結(jié)論結(jié)論1）鎳鉬礦氧壓酸浸工藝能高效浸出鎳，雖然鉬的浸出率不高，但因為鉬基本以H2MO4形態(tài)存在，產(chǎn)出的鉬渣采用常規(guī)堿浸工藝能高效浸出且大大降低了堿用量。2）鎳鉬共生礦氧壓酸浸反應(yīng)中，鉬、鎳、鐵浸出反應(yīng)的表觀活化能分別為11.37、34.95