鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨的工藝流程優(yōu)化研究,冶金工程論文

鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨的工藝流程優(yōu)化研究,冶金工程論文某銅礦山鉬酸銨廠是一家采用鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨的企業(yè)，年設(shè)計(jì)鉬酸銨規(guī)模1200t,現(xiàn)已正常運(yùn)行近10年時(shí)間，但現(xiàn)行生產(chǎn)線工序多，經(jīng)過冗長冗雜，有價(jià)元素的分布及損失規(guī)律還不清楚明晰，鉬產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，回收率偏低。針對以上情況，我們對現(xiàn)行冶金流程進(jìn)行一次具體的鉬元素查定[1],弄清各工序的鉬收率及其影響因素，并根據(jù)查定結(jié)果對現(xiàn)有流程提出優(yōu)化改良的建議，到達(dá)進(jìn)一步穩(wěn)定和提高鉬收率及產(chǎn)品質(zhì)量的目的。1生產(chǎn)流程該廠鉬精礦生產(chǎn)鉬酸銨的流程[2]為：鉬精礦先進(jìn)行氧化焙燒[3]、焙砂經(jīng)硝酸預(yù)處理后得濾餅、濾餅經(jīng)3次氨浸后產(chǎn)生氨浸液和三次氨浸渣[4]、氨浸液經(jīng)酸沉后得四鉬酸銨產(chǎn)品[5-6];三次氨浸渣再經(jīng)預(yù)處理、3次氨浸、酸沉后得粗鉬酸銨〔含雜質(zhì)高需返回氨浸再處理〕及六次氨浸渣。每個(gè)主要工序又包括若干單元操作，總計(jì)約十多個(gè)單元，冗長冗雜。概括來看，從鉬精礦到鉬酸銨產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)過中，除產(chǎn)品鉬酸銨外，開路的物料有經(jīng)焙燒后排空的煙氣尾氣、煙氣淋洗液、焙砂預(yù)處理母液、三次氨浸渣預(yù)處理母液和六次氨浸渣，華而不實(shí)，煙氣淋洗液和焙砂預(yù)處理母液合并后進(jìn)入另一作業(yè)流程〔未回收鉬〕，三次氨浸渣預(yù)處理母液未進(jìn)行綜合回收，只經(jīng)環(huán)保處理后外排，因而，流程中會(huì)造成鉬損失的物料主要為焙砂預(yù)處理母液、三次氨浸渣預(yù)處理母液及六次氨浸渣。2流程查定根據(jù)工藝要求，主要對鉬精礦焙燒后鉬酸銨生產(chǎn)流程中鉬金屬的走向進(jìn)行查定。主要內(nèi)容和方案如下：1〕對當(dāng)下鉬精礦加工生產(chǎn)線各工序進(jìn)行現(xiàn)場流程查定；2〕制訂查定方案，對工序進(jìn)出物料取樣、計(jì)量、樣品分析與檢測，數(shù)據(jù)整理；3〕提出改良建議。技術(shù)目的：通過查清鉬在整個(gè)工藝流程中的走向及分布，為完善鉬冶金流程、改善生產(chǎn)環(huán)境、提高效益提出建議，并為進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)提供相關(guān)根據(jù)。3查定方案從鉬精礦開場連續(xù)跟蹤，按鉬精礦氧化焙燒、焙砂預(yù)處理、三次氨浸、三次氨浸渣預(yù)處理、預(yù)處理渣再經(jīng)三次氨浸、一次氨浸液酸沉產(chǎn)生鉬酸銨等工序所有進(jìn)出物料進(jìn)行取樣、計(jì)量、分析，然后進(jìn)行物料及金屬平衡計(jì)算，在這里基礎(chǔ)上計(jì)算出全流程的總收率。至于各主要工序內(nèi)的各單元操作，如不牽涉物料開路的情況，即不牽涉鉬損失的情況時(shí)，考慮到其必要性及可操作性，可選擇性地進(jìn)行取樣分析，僅用以了解鉬在各步驟中的走向分布。4流程查定的結(jié)果4.1鉬精礦的成分分析及物相組成。此次流程查定所投入的鉬精礦共63t,連續(xù)跟蹤5天。主要化學(xué)組成〔%〕：Mo47.74、Re0.04、Cu2.45、Fe4.14、Se0.0056、S34.42.與標(biāo)準(zhǔn)鉬精礦相比，該鉬精礦屬于低鉬、低鈣、低鉛、高銅、高鐵、高錸精礦，不含鎢、鉍、錫、砷。這些特點(diǎn)對采用氧化焙燒-氨浸工藝提取鉬的收率將帶來不利影響。由于銅的易熔性，鉬精礦在焙燒經(jīng)過中較易出現(xiàn)熔結(jié)包裹現(xiàn)象，使操作發(fā)生困難或焙砂質(zhì)量難以合格；由于含鐵較高[7],在焙砂預(yù)處理后氨浸時(shí)易出現(xiàn)氫氧化鐵膠體，影響過濾和鉬的溶出；鉬的檔次較低對鉬精礦加工指標(biāo)也會(huì)有一定影響。鉬精礦中伴生有較高的錸，由于回收錸的流程較為穩(wěn)定，本次未做查定。根據(jù)物象分析結(jié)果，投入的鉬精礦中鉬以硫化鉬形態(tài)存在的達(dá)99.7%,鉬酸鹽形態(tài)的鉬很少；銅和錸亦以硫化物為主，分別占97.36%和90%;硫主要以硫化物形態(tài)存在，占總硫的99.2%.生產(chǎn)中要將鉬精礦中鉬、銅轉(zhuǎn)化為可溶狀態(tài)就必須盡可能地脫除硫，以便將它們轉(zhuǎn)為氧化物形態(tài)，同時(shí)還要盡可能避免在高溫下發(fā)生熔結(jié)生成玻璃態(tài)難溶鉬鹽。4.2鉬酸銨生產(chǎn)流程中鉬及其他產(chǎn)物的走向圖1為鉬金屬分布的質(zhì)量圖。由圖1可知，焙燒工序鉬進(jìn)入焙砂的回收率為99.42%,煙塵中占總鉬的0.01%,一次淋洗液中占總鉬的0.11%,風(fēng)管液占總鉬的0.0085%,外排煙氣占總鉬的0.45%.一次焙砂預(yù)處理母液占總鉬的1.45%.六次渣占總鉬的0.27%;粗鉬預(yù)處理液占總鉬量的0.21%,這些開路損失累計(jì)為2.52%,據(jù)此可計(jì)算出鉬的理論回收率為97.48%,華而不實(shí)，四鉬酸銨產(chǎn)品直收率為91.22%,講明鉬的加工回收率尚可，但流程過于冗長復(fù)雜。表1為鉬的物相分析結(jié)果。從表1可見，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒后得到的焙砂中，鉬以氧化鉬形態(tài)存在的占98.2%,可溶鉬很高，講明鉬精礦焙燒脫硫效果不錯(cuò)。另外，焙砂中銅有96%以硫酸銅形態(tài)存在，有2.99%以氧化銅形態(tài)存在，而未氧化的硫化銅僅占0.65%,這能夠講明焙砂經(jīng)酸預(yù)處理后銅的浸出率較高；焙砂中硫含量很低，講明脫硫效果較好。三次氨浸渣中鉬以氧化鉬形態(tài)存在的鉬占66.7%,這部分屬可溶鉬[8],只是由于洗滌和液/固分離不好導(dǎo)致鉬殘留高；三次氨浸渣中以硫化鉬物相存在的鉬占33.32%,較焙砂含量大為提高，這是由于在氨浸時(shí)絕大部分可溶鉬的浸出導(dǎo)致不溶的硫化鉬得到了富集，因而，要進(jìn)一步提高鉬的回收率，應(yīng)從源頭著手，加強(qiáng)回轉(zhuǎn)窯焙燒中的脫硫。三次氨浸渣產(chǎn)率約為投入焙砂量的1/5,華而不實(shí)鐵因浸出少而得到富集〔渣中含鐵高達(dá)18.7%〕，這部分鐵以氧化物形態(tài)存在于渣中，對鉬、銅、錸具有吸附載帶作用，影響鉬的直收率。六次氨浸渣中含鉬1.69%,主要以硫化鉬形態(tài)存在，占61.54%,難以浸出，該部分鉬占鉬精礦總鉬量的0.27%.5分析與建議此次考察原料鉬精礦屬低鉬、低鈣、高錸、高銅、高鐵鉬精礦，應(yīng)持續(xù)進(jìn)行選礦攻關(guān)，提高鉬精礦品質(zhì)，降低銅、鐵雜質(zhì)含量，以改善焙砂產(chǎn)品質(zhì)量，并為下道工序創(chuàng)造好條件。三次氨浸渣的處理[9]建議可用蘇打壓煮法?，F(xiàn)有焙砂浸出工藝的改良使三次渣中含鉬只占精礦總鉬量的3.8%,但仍沿用酸浸煮，固然能從三次氨浸渣回收其中三分之二的鉬、六次渣中鉬降至約1.7%左右，但流程冗長、消耗大量試劑。我們曾經(jīng)對含鉬14.13%、銅2.72%、鐵19.51%的三次氨浸渣選用蘇打壓煮法進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，得出三次氨浸渣分解率為95%以上、壓煮殘?jiān)f0.3%~0.6%.用一步壓煮就可取代酸活化-三次氨浸工藝，而且沒有酸氣污染。比現(xiàn)工藝提高鉬回收率1.5~2個(gè)百分點(diǎn)。應(yīng)進(jìn)一步改善焙砂預(yù)處理和氨浸中的固液分離，建議采用先進(jìn)的高壓隔膜壓濾機(jī)，減少夾帶，提高鉬直收率，減少氨耗及其它消耗。6結(jié)論確定了鉬精礦加工生產(chǎn)鉬酸銨工藝流程中鉬元素的分布及走向，為定量分析生產(chǎn)經(jīng)過中存在的問題奠定了基礎(chǔ)。通過技術(shù)分析，提出了改善鉬加工回收率的建議。〔圖表略〕以下為參考文獻(xiàn)[1]丁喻，鐘祥，周新東，等。云南某鉬加工廠鉬酸銨生產(chǎn)流程查定及技術(shù)分析[J].中國鉬業(yè)，2018,34〔4〕：20-23.[2]李輝，唐麗霞。鉬