辉钼矿改进的焙烧工艺
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- 分类:钼的知识
- 发布于 2013年9月02日
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火法冶炼工艺是将辉钼矿进行焙烧得到钼焙砂,然后通过升华法或湿法制得三氧化钼,再经氢还原生产金属钼粉。根据焙烧设备或添加组分的不同,可将辉钼矿的焙烧工艺分为回转窑焙烧工艺、反射炉焙烧工艺、多膛炉焙烧工艺、流化床焙烧工艺、闪速炉焙烧工艺。
(二)改进的焙烧工艺
为解决以上问题对焙烧工艺进行了改进,主要有以下几个方面:
1、添加碱性物质焙烧工艺。为解决辉钼精矿在焙烧过程中含SO2烟气环境污染和铼的回收问题,在焙烧时添加石灰,使钼和铼分别转化成为钼酸钙和高铼酸钙。精矿中的硫元素转化为硫酸钙,从烟气中排放出来的SO2大为减少,且得到的焙砂可以采用稀硫酸浸出,从而方便地实现钼(铼)与杂质(硫酸钙、不溶残渣)的分离。针对石灰焙烧工艺中生成不溶于水的钼酸盐CaMoO4,而采用苏打灰焙烧则一步生成可溶性的钼酸盐Na2MoO4。因此容易用酸或碱进一步处理,得到三氧化钼(MoO3)。添加Na2CO3焙烧辉钼矿,能选择性地将钼和铼转变成可溶的钠盐,焙砂经水浸出后可实现钼和铼与其他不溶性杂质的分离,浸出液净化后用活性炭吸附分离钼和铼,精矿中的硫转入硫酸钠中,可抑制部分SO2的生成。添加纯碱焙烧工艺适宜于处理低品位钼精矿,既可从钼焙砂碱浸渣中回收钼,也可从废催化剂中回收钼。 石灰强化还原工艺使用H2、CO和C作为还原剂,将辉钼矿还原成钼金属。MoS2的石灰强化碳热还原工艺具有一系列的优点,包括强化该反应在热力学上的可行性;改进动力学和硫的固定,以致于不会有SO2逸散到大气中。因此,它在从钼的硫化物或硫化矿石中提取钼和其他多种贱金属(例如铜、镍、锌)均具有吸引力。
2、部分还原焙烧工艺。利用软锰矿的氧化性和硫化矿的还原性, 20世纪70年代发展了硫化矿物(如黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿)与软锰矿的联合浸出工艺。软锰矿来源广,且价格低廉,曾用于含硫烟气的湿法脱硫工艺,它松散多孔且疏水,在辉钼矿中分散均匀,利于气体的传输,增大有效反应面积和反应活性中心;另外,MnO2氧化性极强,在较低温度下能直接或促进辉钼矿的氧化分解,产生的SO2气体能被MnO2氧化转化成为较稳定的硫酸锰。该工艺具有流程短、设备简单、环境污染小的特点,已成功地实现工业化生产,该工艺有望成为能综合回收钼、铼、锰的一种资源化、短流程的洁净冶金工艺。还可利用锰铁作为还原剂,加入到辉钼精矿中混匀制粒,在石墨坩埚中熔融搅拌,得到的焙烧产物为钼铁,铜、硫含量分别小于0.05%、0.1%。该工艺能使钼的总收率提高1%~2%。添加的氧化铁具有如下作用:①催化作用,传递氧源加速氧化脱硫反应;②分散焙烧物料,抑制MoO3熔化而产生的烧结现象;③生成部分钼盐,可防止MoO3在焙烧和冶炼过程中的高温升华。
3、氯化(氧化)分解法。氯气氧化可在固定床中进行,也可在流化床中进行。在火法冶金工艺中,氯化法采用的氯化剂是氯气或者氯与氧的混合物,它们分别将钼精矿中的钼转化成MoC15和MoO2C12。采用在流化床中氯化低品位辉钼矿精矿回收钼工艺存在环保问题,该工艺释放出的S2Cl2和SO2气体会污染空气,因此需要进行繁杂的废气处理,工业上更倾向于采用有氧存在下的混合氯化氧化法,其原因在于产物MoO2Cl2较MoCl5具有更低的沸点,可以更好地和氯化铁分离,另外MoO2Cl2很容易溶入水中。
4、直接热解工艺。该工艺利用含硫化钼纯度很高的细微颗粒钼精矿加填充剂造成小球,将小球放在高温真空条件下充分反应,分解硫化钼,并抽出硫等挥发性物质,在高温和真空条件下通入氢气流继续热处理,提纯多孔隙的金属钼并提取残留硫,此后得到的热处理过的小球含有不少于90%的金属钼。真空冶金对环境无污染或极少污染,流程短,金属回收率高,占地少,消耗少,效益好,能完成一些常压冶金解决不了的问题。
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