鎢粗精礦氯化冶金工藝研究

1、鎢粗精礦氯化冶金工藝研究摘 要 :研究了氣相氯化法從鎢粗精礦中揮發(fā)多金屬的影響因素。 研究結(jié)果表明 :稀鹽酸可以適當?shù)靥岣哝u品位， 并可以除去40% 的鈣;鎢粗精礦經(jīng)過鹽酸預(yù)處理后，主要元素的氯化揮發(fā)率高于未處理精礦。最佳氯化工藝條件為:溫度700 ，保溫時間 1 h ， 活性碳用量為原礦的 20% ， 在此條件下還原氯化， 鎢的氯化揮發(fā)率大于 99% ，鉬、錫的氯化揮發(fā)率大于 97%; 同時，鐵、鋁揮發(fā)率也較高，導(dǎo)致氯化物中的鐵、鋁含量較高;氯化殘留礦樣為熔融的鹽狀，結(jié)塊嚴重。關(guān)鍵詞 :鎢粗精礦;氯化;揮發(fā)有色金屬的氯化物沸點較低易揮發(fā)， 而且不同金屬氯化物的沸點不同并易溶于水， 利用這些性

2、質(zhì)可方便、 有效地將礦石中的有色金屬提取并分離。 氯化冶金具有以下優(yōu)點:對原料的適應(yīng)性強，可處理各種不同類型的原料， 甚至液態(tài)粗金屬;作業(yè)溫度比其他火法冶金過程低；分離效率高，綜合利用好 C。氯化冶金經(jīng)過多年的研究發(fā)展，已成為處理復(fù)雜礦以綜合回收有價元素的有效方法之一。在高品位礦石資源逐漸枯竭的情況下， 對儲量很大的低品位、 成分復(fù)雜難選的貧礦來說，氯化冶金的優(yōu)勢將日益凸顯。國內(nèi)在 20 世紀 80 年代曾開展過鎢氯化冶金方面的研究2-3 ，但由于多種原因， 后續(xù)有關(guān)研究較少。 湖南柿竹園復(fù)雜鎢多金屬礦中除鎢外含有大量的有色金屬資源， 且嵌布粒度極細， 難以采用物理選礦方法進行分選、 富集成相

3、應(yīng)的有色金屬精礦。 為了考查柿竹園復(fù)雜鎢多金屬礦中其它有色金屬的可開采利用價值，本文采用氣相氯化法探索鎢粗精礦中有色金屬的氯化揮發(fā)性。1 實驗原料及實驗方法1.1 實驗原料及試劑本試驗所用礦樣為柿竹園提供的鴇粗精礦，其化學(xué)成分如表1所示表1鴇粗精礦主要元素含量（質(zhì)量分數(shù)）/%FrFMiiO ShOjBiCli Si。工7.6U3.3123.73IO. X40. 130.607.32 0. 051U .0&4 21.4B實驗所用試劑有：鹽酸（化學(xué)純）;活性碳（化學(xué)純）;氯氣（工業(yè)級）。1.2 實驗流程及主要設(shè)備將鴇粗精礦采用1%鹽酸溶液進行預(yù)處理脫除部分碳酸鈣；將處理過的鴇粗 精礦及未處

4、理的鴇粗精礦分別與碳粉混合均勻 ；裝入石英培竭，放入SSX-12-16 高溫管式電阻爐中，試驗裝置如圖1所示。通入氯氣，進行氯化焙燒，氯化氣體 冷凝收集。將氯化后的礦樣殘渣和冷凝下來的氯化物分別稱重并分析含量， 計算 各金屬的氯化揮發(fā)率。圖1試驗裝置1 冷凝水出口 ；2 冷凝水進口；3 冷凝器；4溫度計；5 爐體;6石英管；7 加熱元件;8熱電偶1.3 分析方法所有元素分析委托廣州有色金屬研究院分析檢測中心測試，主要采用重量法、 容量法和ICP儀器分析2實驗結(jié)果與討論2.1 鴇粗精礦鹽酸預(yù)處理為了進一步提高鴇粗精礦的品位和除掉部分鈣，采用濃度為 1%的稀鹽酸對 鴇粗精礦進行浸出實驗。鴇粗精礦

5、100 g ,室溫下浸出2 h,在不同鹽酸添加量 的條件下的浸出渣質(zhì)量如圖2所示。從圖2可以看出，當鹽酸添加量大于1 500 mL后，浸出渣質(zhì)量變化不大。對鹽酸添加量為1 500 mL時的浸出渣進行成分 分析，結(jié)果如表2所示。對比表2與表1可以看出，稀鹽酸可以適當?shù)靥岣啉d 品位，但提高幅度不大；酸浸可以除去40%的鈣，但可將大部分的鈿、銅浸出。圖2稀鹽酸添加量與浸出渣質(zhì)量的關(guān)系表2浸出渣主要元素含量(質(zhì)量分數(shù))/%Kr F 5CMijOj Sirf), A12Oj Hi q SifhH.JG 4. 11 17.76 ILIH 0. 17 O. 79 務(wù) U7 0. (W4 0.026 27.

6、122.2 氯化時間對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響為考察氯化時間對各金屬氯化揮發(fā)率的影響， 將預(yù)處理過的鴇粗精礦樣品與碳粉按100 ：40混合均勻，取20 g混合礦樣裝入自行設(shè)計的氯化揮發(fā)爐中；在 1 073 K下，氯氣流量為0.6 L/min ,分別采用不同氯化時間進行氯化實驗；氯化 后，氯化殘留礦樣呈黑色，有未反應(yīng)完的碳粉，樣品酥松。試驗結(jié)果如圖34所示。從圖34可以看出:在1 073 K下鴇粗精礦中鴇、鋁、錫的氯化揮發(fā)率 大于96%;隨著時間延長鴇、鑰、錫等的氯化揮發(fā)率都提高，但其它金屬如鐵、 鋁的氯化揮發(fā)也加大。綜合考慮，保溫 1 h就可以保證主要有價元素有很高的 揮發(fā)率。40 m Hn

7、1<M1 tlo 時H/曲圖3氯化時間對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響圖4揮發(fā)物中主要金屬含量與氯化時間的關(guān)系2.3不同碳含量對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響為考察碳粉含量對各金屬氯化揮發(fā)率的影響，將預(yù)處理過的鴇粗精礦樣品與碳粉按不同比例混合均勻，取20 g混合礦樣裝入自行設(shè)計的氯化揮發(fā)爐中，在1 073 K下，氯氣流量為0.6 L/min ,氯化1 h。試驗結(jié)果如圖56所示。從 圖56可以看出：隨著碳含量增加，鴇、鋁氯化揮發(fā)率明顯提高，鴇粗精礦中鴇、鋁、錫的氯化揮發(fā)率大于96%;但碳含量增加，鐵鋁在氯化物中的比例增加?？梢钥闯?，當碳含量為原礦質(zhì)量的 20%30%時就可保證主要有價元素有很高的揮發(fā)率

8、。當含碳量低于 30%時，氯化殘留礦樣呈白色，為熔融的鹽狀，結(jié)塊嚴 重。211153。 3S 如畸含量圖5碳含量對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響10152025 M J5 物圖6揮發(fā)物中主要金屬含量與碳含量的關(guān)系2.4 不同氯化溫度對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響為考察氯化溫度對各金屬氯化揮發(fā)率的影響，將預(yù)處理過的鴇粗精礦樣品與 碳粉按100 ： 20混合均勻，取20 g混合礦樣裝入自行設(shè)計的氯化揮發(fā)爐中， 氯氣流量為0.6 L/min，分別采用不同氯化溫度進行氯化實驗，試驗結(jié)果如圖7 8所示。從圖78可以看出:溫度對鴇、鋁、錫的氯化揮發(fā)率影響不大；在650 700 c下，主要有價元素有很高的揮發(fā)率。 鐵

9、、鋁在氯化物中的含量很高；氯化殘 留礦樣呈白色，為熔融的鹽狀，結(jié)塊嚴重。6Ml EWP 72tl 74什 7Ml -WO MM I圖7氯化溫度對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響2.5 不同氯氣流量對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響將預(yù)處理過的鴇粗精礦樣品與碳粉按 100 ：20混合均勻，取20 g混合礦樣裝入自行設(shè)計的氯化揮發(fā)爐中；在973 K下，分別在不同氯氣流量下進行氯化 實驗。試驗結(jié)果如圖910所示。從圖910可以看出：氯氣流量對鴇粗精礦 中鴇、鋁、錫的氯化揮發(fā)率影響較大，當氯氣流量大于0.6 L/min時，可以保證 主要有價元素有很高的揮發(fā)率。鐵、鋁在氯化物中的含量很高；氯化殘留礦樣呈白 色，為熔融的

10、鹽狀，結(jié)塊嚴重。0.4116O.» l.f»mwMI70mw4u和2(|陽口圖9氯氣流量對主要金屬氯化揮發(fā)率的影響圖10揮發(fā)物中主要金屬含量與氯氣流量的關(guān)系根據(jù)前一階段試驗可知 溫度650700 C ,碳加入量為原礦的20%30% , 氯氣流量0.6 L/min ,氯化時間1 h為最佳氯化工藝條件。在該條件下鴇氯化率 大于99%、鋁錫氯化率大于97%。2.6 優(yōu)化預(yù)處理鴇粗精礦與未處理鴇粗精礦的氯化工藝試驗在前述最佳氯化工藝條件基礎(chǔ)上，對未處理鴇粗精礦按溫度700 C,礦/碳=100 ：20,氯氣流量0.6 L/min ,氯化時間1 h條件進行氯化試驗，比較預(yù)處 理工藝的必要性。對比結(jié)果如表 3所示。表3預(yù)處理前后礦樣中主要元素的氯化揮發(fā)率實驗視化揮發(fā)率曾霄仇Mi。SnOj隊CinP未處理姚LU29LM 93.3597.8049. 12酸浸預(yù)處理99.2797.()l97.5679.96100從表3可知:鴇粗精礦經(jīng)過鹽酸處理后進行氯化焙燒，主要元素的氯化揮發(fā) 率高于未處理精礦。未處理精礦鴇氯化率為98%左右、錫氯化率為93%左右。3結(jié)論1）稀鹽酸可以適當?shù)靥岣哕?#167;品位，并可以除去40%的鈣，但酸浸出能將大部分的鈿、銅浸出。2）鴇粗精礦經(jīng)過鹽酸預(yù)處理后，最佳氯化工藝條件為：溫度650700