堿性加壓氧化分離硫化鉍精礦中鎢鉬與鉍的研究.pdf

1、硫化鉍精礦中常伴生有鎢、鉬、銀等有價(jià)金屬，目前工業(yè)上主要應(yīng)用的是沉淀熔煉方法，但在提取鉍的過(guò)程中鎢、鉬等金屬會(huì)發(fā)生分散損失，不利于這些金屬的綜合回收，并且該方法存在能耗高、污染大、后續(xù)回收繁瑣等問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，提出本課題的研究。
　　首先在堿性體系下加壓氧化浸出硫化鉍精礦中鎢、鉬、硫，得到含鎢鉬的加壓浸出液和鉍的加壓氧化渣，實(shí)現(xiàn)精礦中鎢、鉬與鉍的分離，同時(shí)使硫氧化為硫酸鈉，解決了硫的污染問(wèn)題，然后通過(guò)離子交換法從加壓浸出液

2、中回收鎢、鉬，并進(jìn)行了從加壓氧化渣中回收鉍、銀等有價(jià)金屬的研究，實(shí)現(xiàn)了硫化鉍精礦中有價(jià)金屬的高效分離和提取。在上述研究過(guò)程中，得到了以下成果和結(jié)論。
　　通過(guò)繪制溫度分別為25℃、100℃、150℃、200℃的S-H2O、Bi-S-H2O和Fe-S-H2O的電位-pH圖分析鉍、鐵、硫在加壓氧化過(guò)程中的行為。在pH值較大、電位較高時(shí)，溶液中的硫主要以SO42-存在;當(dāng)pH較低且在有氧化劑存在時(shí)，Bi2S3將主要氧化為Bi2(SO4)

3、3，而pH值較高時(shí)，Bi2S3將轉(zhuǎn)化為Bi2O3;溶液中的Fe3+在溫度為25℃時(shí)易水解為FeO·OH鐵，高溫下主要轉(zhuǎn)化為Fe2O3;溫度的增加，將促使氧化反應(yīng)所需的平衡電位降低，有助于Bi2S3和FeS2氧化反應(yīng)的發(fā)生，硫?qū)⒁許O42-離子進(jìn)入溶液中，鉍和鐵以金屬氧化物存在。
　　通過(guò)比較幾種堿性體系處理含鎢鉬硫化鉍精礦的方案，選擇氫氧化鈉體系加壓氧化浸出該精礦，確定其最佳條件為:液固比5∶1，溫度150℃，氫氧化鈉濃度130g

4、/L，填充比0.6，轉(zhuǎn)速1000rpm，時(shí)間180min和氧分壓0.7MPa。在此條件下，渣率基本穩(wěn)定在82％左右，硫的浸出率達(dá)到96％以上，鎢和鉬的浸出率分別為93％和95％以上，浸出液中鎢、鉬的濃度分別為1.31g/L和2.76g/L，浸出渣中鉍的含量達(dá)39.60％，銀的含量為265.3g/t，鉛和銅的含量分別為1.25％和2.48％，硫、鎢和鉬幾乎全部進(jìn)入浸出液中，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的初步分離，有利于后續(xù)分別回收加壓浸出液中的鎢、鉬和

5、加壓氧化渣中的鉍、銀等金屬。
　　選擇大孔陰離子樹(shù)脂D363進(jìn)行鎢、鉬的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，確定溶液pH在6.6至7.5范圍內(nèi)，樹(shù)脂對(duì)鎢的吸附較好，并且在溶液pH為6.66時(shí)，鎢的吸附量達(dá)到236.3mg/g干樹(shù)脂，鎢鉬分離因數(shù)較好;確定溶液pH在2.2至4.6范圍，樹(shù)脂吸附鉬吸附性能較好，并且在pH值為3時(shí)，樹(shù)脂對(duì)鉬的吸附容量為356.4mg/g干樹(shù)脂。進(jìn)行了鎢、鉬的等溫吸附實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明樹(shù)脂相中離子的平衡吸附量與溶液中的離子濃度

6、更符合Freundlich模型，通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算確定了樹(shù)脂對(duì)鎢、鉬的吸附可以自發(fā)進(jìn)行，該吸附過(guò)程是吸熱過(guò)程，也是熵值增加的過(guò)程，溫度升高有利于樹(shù)脂對(duì)鎢鉬的吸附。
　　進(jìn)行了鎢的動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn)，在溶液pH為6.79、溫度為25℃、樹(shù)脂柱高徑比為16∶1、吸附接觸時(shí)間為40min時(shí)，樹(shù)脂對(duì)鎢的穿透吸附容量為19.3mg/ml濕樹(shù)脂，并且在流出液體積為416ml（樹(shù)脂體積的26倍）時(shí)，鎢的吸附率為85％、鎢鉬分離因數(shù)為7.4，實(shí)現(xiàn)了鎢

7、的有效回收和鎢鉬的初步分離;濃度為10％的氨水對(duì)鎢的解吸率為94.6％;進(jìn)行了鉬的動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn)，在溶液pH為3.02、溫度為25℃、樹(shù)脂柱高徑比為16∶1、吸附接觸時(shí)間為40min時(shí)，D363樹(shù)脂對(duì)鉬的穿透吸附容量為55.2mg/ml濕樹(shù)脂，流出液體積為384ml（樹(shù)脂體積的24倍），樹(shù)脂對(duì)鉬的飽和吸附容量為124.6mg/ml濕樹(shù)脂，實(shí)現(xiàn)了鉬的有效回收;濃度為10％的氨水對(duì)鉬的解吸率為87.2％。
　　進(jìn)行了氟硅酸體系處理

8、加壓氧化渣的實(shí)驗(yàn)探索，選擇不同加壓條件下得到的加壓氧化渣進(jìn)行氟硅酸浸出和通過(guò)控制終點(diǎn)pH分步水解兩種方法不能有效地解決鉍與鐵在濕法過(guò)程中難以分離的問(wèn)題，最終確定選擇還原熔煉法從加壓氧化渣中回收鉍等有價(jià)金屬。進(jìn)行了CO還原氧化鉍的熱力學(xué)分析，并確定選擇以FeO-SiO2-CaO為主的三元系渣型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了熔煉的最佳條件為:還原煤加入量為加壓浸出渣重量的7％，渣型為CaO/SiO2=0.5、FeO/SiO2=1.5，熔煉溫度1300℃，