鉬冶煉二次資源中鉬與錸提取研究.pdf

1、鉬和錸均具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，是21世紀(jì)重要的戰(zhàn)略物資。課題系統(tǒng)地開展了鉬冶煉二次資源鉬鐵收塵灰和鉬焙燒煙氣洗塵廢水鉬和錸提取冶金研究，在理論研究和工業(yè)生產(chǎn)上均具有重要意義。主要研究成果如下:
　　(1)建立了測定鉬的新硫氰酸鹽分光光度法。在現(xiàn)有硫氰酸鹽分光光度法的基礎(chǔ)上，建立了新硫氰酸鹽分光光度法鉬分析方法。結(jié)果表明，鉬含量在10～300μg/25 mL范圍內(nèi)服從比爾定律;測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于±4％;標(biāo)準(zhǔn)加入法測定回收率

2、在98.3％～103.0％。與同類分析方法相比，該法具有簡便、快速、靈敏、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且測定鉬線性范圍寬。
　　(2)確定了鉬鐵收塵灰硫酸浸出的最佳工藝條件。鉬鐵收塵灰經(jīng)硫酸浸出，少量鉬以鉬酸根的形式存在于浸出液中，大量鉬以鉬酸的形式存在于鉬酸餅中。鉬總回收率受浸出液中的鉬以及鉬酸餅中可以被氨液浸出的鉬共同影響。最佳浸出工藝條件:固液比(ms∶ VL)1∶3，硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.09％，反應(yīng)溫度80℃，浸出時(shí)間180 min

3、，鉬總回收率為99.1％。
　　在不同液固比、硫酸濃度和溫度下，1-(1-α)1/3與時(shí)間t均呈直線關(guān)系，表明浸出過程受化學(xué)反應(yīng)控制，由阿累尼烏斯方程得到該浸出過程的表觀活化能為Ea=29.01 kJ·mol-1，反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為1-（1-α）1/3=1.34×102·e-29010/RT·t。
　　(3)研究了鉬鐵收塵灰酸浸出液鉬萃取和反萃最佳工藝條件。萃取過程中，仲辛醇和溫度對(duì)鉬的萃取率影響不大;鉬的萃取率隨萃取相比和

4、酸度的增大而先升高后降低;隨著N235濃度、萃取時(shí)間和萃取級(jí)數(shù)的增加而增大。在萃取溫度30℃，相比(Vw/Vo)為3∶1，硫酸濃度0.13 mol·L-1，萃取平衡時(shí)間5 min，萃取級(jí)數(shù)為3級(jí)的條件下，Mo萃取率為99.35％。
　　反萃過程中，反萃率隨著相比和時(shí)間的增加而提高，隨著氨水濃度、溫度和反萃級(jí)數(shù)的增大而先增加后減少。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)15％的氨水為反萃劑、3級(jí)反萃取、相比(Vw/Vo)為1∶1、反萃溫度為30℃、反萃時(shí)間為5

5、 min的條件下，反萃取率為99.56％。萃取-反萃取工藝對(duì)鉬有著高的選擇性。
　　(4)研究了胺類萃取劑萃取鉬過程的反應(yīng)模式和動(dòng)力學(xué)機(jī)理。攪拌強(qiáng)度很低時(shí)，萃取過程是擴(kuò)散控制，逐漸增加攪拌強(qiáng)度，則萃取過程由擴(kuò)散控制轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)反應(yīng)控制。在攪拌速度250 r·min-1以上時(shí)，萃取過程由化學(xué)反應(yīng)控制，反應(yīng)發(fā)生在兩相界面處。萃取速率與反應(yīng)溫度、萃取劑濃度、攪拌速率成正比。在硫酸介質(zhì)中，采用層流恒界面池法，N235萃取鉬的萃取速率方程為:

6、rf=100.6932·CMo7O246-·CR4NHsO40.1275·CSO42--0.1315
　　(5)確定了鉬酸銨制備的工藝條件。鉬餅中的鉬在氨液中的浸出率隨液固比(ms∶VL)、氨的用量以及浸出溫度的增加而增加;合并反萃液和鉬餅的氨浸液，得到鉬酸銨溶液。該溶液用Mg(NO3)2和Ba(OH)2溶液去除溶液中的硅、砷、磷和硫酸根等雜質(zhì)后，通過硝酸中和反應(yīng)得到四鉬酸銨產(chǎn)品。
　　(6)建立了鉬鐵冶煉收塵灰鉬提取冶金產(chǎn)

7、業(yè)化生產(chǎn)線。在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上，建立了鉬鐵冶煉收塵灰鉬提取冶金工業(yè)生產(chǎn)新工藝，并建成了年處理1000 t鉬鐵收塵灰制備鉬酸銨的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。年可生產(chǎn)四鉬酸銨271.43 t，產(chǎn)品的質(zhì)量符合鉬酸銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(GB/T3460-2007)質(zhì)量要求，鉬收率比現(xiàn)行工藝提高10％以上。該工藝具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。該項(xiàng)目擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得了發(fā)明專利。
　　(7)建立了改進(jìn)的催化動(dòng)力學(xué)分光光度法錸分析方法。通過測定催化反應(yīng)及非催化反應(yīng)

8、的吸光度之差，實(shí)現(xiàn)定量分析樣品中痕量錸。結(jié)果表明，當(dāng)m(Mo)∶m(Re)=100∶1時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％二氯化錫用量為2.0 mL，可以在鉬存在下實(shí)現(xiàn)錸的測定。錸含量在1～10μg/10 mL范圍內(nèi)服從比爾定律，工作曲線的回歸方程為:y=0.0595 Cμg/1O mL+0.1466，相關(guān)系數(shù)r=0.9991，標(biāo)準(zhǔn)加入法測定錸的回收率在98.7％～102.5％之間。
　　(8)研發(fā)了鉬錸分離生產(chǎn)工藝新技術(shù)。采用氧化鈣為鉬焙燒煙氣洗塵

9、廢水中和沉淀劑，提高了離子交換錸的吸附率和分離系數(shù)，利用D314大孔樹脂的骨架與交換基的特殊性能，實(shí)現(xiàn)鉬錸分離。新技術(shù)使錸的吸附率大于99％，采用氨水作為洗脫劑，錸的洗脫率大于98％。錸的富集倍數(shù)為20倍，最大限度地回收錸。鉬、錸在D314樹脂上的吸附過程符合二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)過程，吸附速率常數(shù)分別為1.79 mL·mg-1·min-1、0.212 mL·mg-1·min-1，吸附過程液膜擴(kuò)散為控制步驟。采用本課題研發(fā)的鉬錸提取分離的新生產(chǎn)