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钼molybdenum
元素符号Mo,银灰难熔金属,在元素周期表中属ⅥB族,原子序数42,原子量95.94,面心立方晶体,常见化合价为+6、+5、+4。
在中世纪就使用辉钼矿(MoS2),因其外观很像石墨,被误认为是变态的石墨而用来制作铅笔芯。1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素,以希腊文molybdos(似铅)命名。1782年瑞典化学家耶尔姆(P.J.Hjelm)首次制得金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)。
资源
钼矿分布虽广,但只有少数矿床有开采价值。美国是钼矿的国家,产量占世界总产量的60%以上,其次是智利和加拿大。中国的钼矿产于东北、西北和中南等地区。具有工业价值的钼矿物为辉钼矿,其开采量占钼矿总开采量的90%。辉钼矿容易浮选,可由含钼0.06~0.3%的原矿选得含钼47~50%的精矿。钼的次生矿钼钨钙矿[Ca(Mo,W)O4]、铁钼华(Fe2O3·MoO3·H2O)、钼铅矿 (PbMoO4)和钼铜矿[2CuMoO4·Cu(OH)2]等也有一定开采价值。主要钼矿生产国(中国除外)的钼矿储量和产量(1979年,以钼计)如下:
性质和用途
常温下钼在空气中很稳定,高于600℃时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3)。钼与氢不发生化学反应,但钼粉能吸收氢。在温度高于700℃时,水蒸气能将钼氧化成二氧化钼(MoO2)。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于800℃下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸等酸腐蚀,但不耐硝酸、王水和氧化性熔盐的腐蚀。钼在常温下能耐碱,但在加热时则被碱腐蚀。
钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右。不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门。钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥。
冶炼
钼生产的主要原料为辉钼精矿。提取过程包括氧化焙烧,三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤,工艺流程见图。
辉钼精矿的氧化焙烧
一般在600℃下进行,主要化学反应为:2MoS2+7O2─→2MoO3+4SO2↑。焙烧温度不能超过650℃,否则造成MoO3的大量挥发和炉料的粘结。焙烧设备多采用连续操作的多膛炉或间歇操作的反射炉,也可以用流态化炉焙烧。
三氧化钼的制取
将焙砂用氢氧化铵溶液浸出(见浸取),生成钼酸铵溶液:
MoO3+2NH4OH─→(NH4)2MoO4+H2O
液中的铜、铁等杂质用硫化铵或硫化钠使它生成硫化物沉淀除去,然后加入硝酸铅除去过剩的硫离子。将溶液加热到55~65℃,用盐酸调节pH为2~2.5,在激烈的搅拌下析出多钼酸铵[(NH4)2O·mMoO3·nH2O]。为了进一步去除钙、镁、钠等杂质,可将多钼酸铵重新溶于氢氧化铵溶液中形成钼酸铵,过滤后将溶液蒸发,使氨挥发,而钼生成仲钼酸铵结晶[(NH4)2O·7MoO3·4H2O],经脱水和煅烧后得到纯度99.95%的三氧化钼。氧化钼的制取还可采用升华法,将焙砂在900~1000℃下加热,三氧化钼因蒸气压较高不断挥发,经布袋收尘器收集后,得到纯度大于99%的三氧化钼细粉。利用此法也可处理金属钼废料以回收钼。
金属钼粉的生产
在管状电炉中用氢还原三氧化钼。工业生产还原过程分两步:先在450~650℃下将MoO3还原成MoO2,再在900~950℃下将MoO2还原成钼粉。MoO3还可用碳还原成钼粉,但纯度较差。
致密钼的制取
①粉末冶金法,是将钼粉用酒精甘油溶液润湿混合,在压力约3吨力/厘米2下压制成坯条或坯块。将坯条在氢气氛中于1100~1200℃下预烧结,随后把电流直接通入坯条,使之加热到2200~2400℃进行高温垂熔(即高温烧结,见钨),得致密金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)坯条。②熔铸法,一般是将已烧结的钼条进行真空自耗电弧重熔,可以得到重达数吨的钼锭。为了制取高纯钼锭,可采用真空电子束熔炼法和区域熔炼法。
钼是发现得比较晚的一种金属元素,1792年才由瑞典化学家从辉钼矿中提炼出来。由于金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,因此在工业上得到了广泛的利用。
一、11大钼矿企业,5家来自中国
综合国内外市场,钼精矿行业是一个集中度较高的行业,范围内前11大企业控制着市场72%的供应量,其中有5家企业来自中国:
分别为陕西金堆城钼业、洛阳钼业、中铁伊春鸣矿业、中国黄金满洲里乌山矿业、华夏建龙集团河北丰宁鑫源矿业。这就意味着我国控制了钼的命脉。
二、十大钼矿,两个在中国
根据美国地质调查数据,钼资源储量约为1100万吨,中国是世界上钼资源为的国家,钼资源储量为430万吨;中国钼矿资源量占40%,与稀土等矿产被称为中国六大优势矿种。
1、亚洲大——金寨县沙坪沟钼矿
2011年7月,安徽省地质勘探宣布,在金寨县沙坪沟发现巨大钼矿,预计331 332 333类钼矿石量16.3亿吨,钼金属量233.8万吨,平均品位0.143%,伴生矿产硫矿矿石量4.86亿吨、元素量1054万吨,平均品位2.16%;为安徽省50年来发现的唯一特大型金属矿床,国家特大型矿山,目前是亚洲大、世界第二大储量的钼矿床,并且钼品位在也处于领先位置。潜在经济价值达6000亿元。
2、巨型矿床——黑龙江大兴安岭岔路口钼矿
黑龙江大兴安岭岔路口钼矿是中国近年来发现巨型钼矿床,由云南驰宏锌锗和北京隆东投资两家民营企业持股,目前已经开展矿山建设,总建设投资预计超过100亿元。
岔路口矿的资源量与沙坪沟相当,但其缺点是品位过低,其中具备工业开发价值的资源量约为176万吨左右。
三、钼资源分布
1、分布
钼矿资源大多集中在南北美洲、亚洲的中国和独联体国家,其次是东欧,而非洲、大洋洲和大多数亚洲国家钼资源很少,钼消耗量较大的日本和西欧基本无分布。
据美国地质调查统计,2016年钼矿储量1500万吨(金属量,下同),其中中国840万吨,占56%;美国270万吨,占18%;智利180万吨,占12%;三国合计占总储量的86%。此外秘鲁、加拿大、俄罗斯钼矿储量均大于20万吨,上述六国共占92%。
2、中国钼分布
我国是世界上钼矿资源为的国家之一,根据国土发布的数据,截止2014年,我国钼矿查明资源储量达到2726.8万吨(金属含量)。此外,自2011年至今,我国新发现安徽沙坪沟等三个200万吨级的钼矿,我国作为世界钼矿资源大国的资源基础更加稳固。
我国钼矿分布就大区来看,中南占全国钼总储量的35.7%,居首位;随后是东北19.5%、西北13.9%、华北12%,西南仅占4%。就各省(区)来看,河南多,占全国钼矿总储量30.1%,其次陕西占13.6%、吉林占13%;另外储量较多的省(区)还有:山东占6.7%、河北占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总储量的81.1%,其中前三位共占56.5%。
四、我国钼业之都
1、陕西渭南华县
该地区钼资源,已探明钼资源矿石储量为14亿吨,钼金属储量为128万吨,居世界前列,是世界六大钼矿床之一。中国矿业联合会于2006年授予了华县“中国钼业之都”的称号
2、金寨钼矿
沙坪沟巨型“斑岩型”钼矿位于金寨县关庙乡,距离金寨县城(梅山)50千米,是我省建国以来发现的大金属矿床。全矿床共估算矿石量12.75亿吨,钼矿探明钼金属量220万吨以上,储量居亚洲,世界第二
3、温泉钼矿
武山温泉钼矿位于温泉乡及小南岔。专家分析认为,温泉钼矿床的资源潜力很大,前景很好。钼矿2009年已施工的20个钻孔都见到了高品位的厚大矿体,地质勘查完成设计工作量后可获得20万吨钼矿资源量。2004年底获333级钼资源量1017万吨,具备大型-超大型钼矿的勘查潜力。
钼是一种银白金属,熔点2617℃,沸点4612℃,物理化学性质与钨相似,性能是导电性和导热性强,膨胀系数小,加工性能稳定。钼主要应用于冶金工业,用作生产各种合金钢添加剂,并能与钨、镍、钴、锆、钛、钒、铼等组成高级合金,可提高其耐高温强度、耐磨性和抗腐性。钼和镍铬的合金用于制造飞机的金属构件,机车汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金钢适用于制造高速切削的刃具、军舰的甲板,坦克、枪炮、火箭、卫星等的合金构件和零部件。
钼是一种金属元素,通常用作合金及不锈钢的添加剂。它可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温强度及耐腐蚀性能。
尽管钼主要应用于钢铁领域,但由于钼本身具有多种特性,它在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大。
实验明,钼化合物具有低的毒性,这是钼区别于其它重金属的显著特征之一。
钼资源:
1、储 量
钼从来不以天然元素状态出现,而总是和其它元素结合在一起。虽然发现的钼矿物许许多多,但唯一有工业开采价值的只有辉钼矿(MoS2)-一种钼的天然硫化物。矿床中,辉钼矿的一般品位为0.01%~0.50%,并常常与其它金属(是铜)的硫化物结合在一起。
世界钼资源主要分布在北美及南美的西部山区,美国是世界上大产钼国,也是世界上钼储量较大的国家,为5 .4百万吨,几乎占钼总储量的一半。
2、矿 床
钼矿床可分为下面三种类型:
原生钼矿,主要提取辉钼矿精矿;
次生钼矿,从主产品铜中分离钼;
共生钼矿,这类钼矿床中钼和铜的工业开采价值均等。
不锈钢的钝化作用是在氧化性介质中形成的,通常所说的耐腐蚀,多指氧化介质而言。在非氧化性酸中,如稀硫酸和强有机酸中,一般铬不锈钢、铬镍不锈钢均不耐蚀。是在含有氯离子(Cl)的介质中,由于氯离子能破坏不锈钢表面的钝化膜,造成不锈钢部地区的腐蚀,即点腐蚀。在不锈钢中加入钼和铜是提高不锈钢在非氧化性介质中抗蚀性能的有效途径。
钼能促使不锈钢表面钝化,具有增强不锈钢抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力,铁素体不锈钢中如果不含钼,铬含量再高也很难获得满意的抗点蚀性能,但只有在含铬钢中钼才能发挥作用。一般来说,铬含量越高,钼提高钢耐点蚀性能效果越明显。研究表明,钼提高耐点蚀性能的能力相当于铬的3倍。1Cr17钢中加入1%的钼(1Cr17Mo)可使其在有机酸和盐酸中的耐腐蚀性能明显提高。18-8铬镍钢中加入1.5~4.0%的钼,可以提高其在稀硫酸、有机酸(醋酸、蚁酸、草酸)、硫化氢、海水中的耐蚀性能。
钼是形成铁素体的元素,因此,18-8铬镍钢加钼后,为保持纯奥氏体组织,镍含量也要相应提高。加钼后,18-8钢的镍含量一般提高至12%以上,如0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。
钼能改善奥氏体不锈钢的高温力学性能,如表1-4。在马氏体不锈钢中加入0.5%~4.0%的钼可以增加钢的回火稳定性。钼在不锈钢中还能形成沉淀析出相,提高钢的强度,如沉淀硬化型不锈钢0Cr17Ni5Mo3。
1900年初,一个名叫Greenleaf whittier pickard的人制作了世界上台矿石收音机,随后RAC(美国无线电公司)进行工业化生产,至今已超过100年。(以上文字摘自网络)时至今日虽然无线电技术已飞速发展,却仍有许多人对矿石机“情有独钟”。现介绍几种可以检波的矿石,同一名称的矿石由于产地不同,形成的条件不同,所含其它物质种类和比例不同,也就造成了形状、颜及电性能等大差异。本帖仅供参考。
一、中自然铜:虽然在中医里称做自然铜,也叫方块铜或石髓铅,实际上是天然硫化铁矿石。外观多为规则的方块形,大小不一表面平坦,亮黄具金属光泽;有时表面呈棕褐,质坚硬但易砸碎。使用效果:检波点较少,灵敏度一般,稳定性一般。
二、方铅矿石:方铅矿是一种灰的硫化铅,晶体呈立方体,有时为八面体和立方体的聚形。强金属光泽,具弱导电性和良检波性。五、六十年代销售的活动矿石和固定矿石多为方铅矿石。使用效果:检波点较多,灵敏度较高,稳定性较好。
三、黄铁矿石:因其浅黄铜和明亮的金属光泽常被人误为黄金,故又称为“愚人金”。黄铁矿分布广泛,一般呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。硬度较高小刀刻不动。使用效果:检波点一般,灵敏度一般,稳定性一般。
四、黄铜矿石:是一种铜铁硫化物矿物,常含微量金、银等。正方晶系,晶体相对少见,多呈不规则粒状及致密块状结合体,也有肾状、葡萄状集合体。黄铜黄,硬度低于黄铁矿,是一种较常见的矿石。使用效果:检波点少,灵敏度一般,稳定性一般。
五、辉钼矿石:是钼的硫化矿物。分别属于三方和六方晶系,呈铅灰、强金属光泽,通常多以片状、鳞片状或细小颗粒状产出。辉钼矿比指甲还软,摩氏硬度为1-1.5。使用效果:检波点较多,灵敏度高,稳定性较好。
六、红锌矿石:橙黄,带暗红光,六方晶系,成致密块状体。相应有锰-红锌矿、铅-红锌矿和铁-红锌矿。自然界不常见。使用效果:检波点多,灵敏度很高,稳定性较高。
七、钛铁矿石:是铁和钛的氧化矿物,是提炼钛的主要矿石。三方晶系,晶体一般为板状,晶体集合到一起为块状或粒状。灰到黑,有一点金属光泽。使用效果:检波点很少,灵敏度很低。稳定性一般。
八、镜铁矿石:赤铁矿变种,与石英伴生。复三方偏三角面体晶类,块状、鳞片状。红棕、钢灰、铁黑。使用效果:检波点少,灵敏度一般,稳定性一般。
九、软锰矿石:主要成份为二氧化锰,颜由浅灰到黑,具有金属光泽。软锰矿软,用手摸会像煤一样弄黑你的手。一般为块状、肾状或土状,有时具有放射纤维状形态。使用效果:检波点少,灵敏度低,稳定性差。
十、锡石矿石:是常见的锡矿物,硬度高,比重大。复四方双锥晶系,常呈双锥状、双锥柱状。颜由无至黑,透明至不透明。富铁锡石可具电磁性。使用效果:检波点不多,灵敏度高,稳定性好。
十一、斑铜矿石:是一种铜铁的硫化物矿物。多呈致密块状集合体。新鲜断面呈古铜,表面易氧化呈蓝紫斑状的锖。在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。使用效果:检波点少,灵敏度低,稳定性差。
十二、磁铁矿石:氧化物类铁矿石,属等轴晶系。晶体呈八面体和菱形十二面体,集合体呈粒状或块状。半金属光泽,颜铁黑。使用效果:检波点少,灵敏度很低,稳定性一般。
十三、金属硅:旧称“矽”,又称结晶硅或工业硅,其主要用途是做为非铁基合金的添加剂。使用效果:检波点多,灵敏度高,稳定性好。
几种在资料中介绍有检波功能的矿石,而本人在测试中无法检波。也许您手中有同样名称的矿石却可以使用,这并不奇怪。
一、金红石:金红石就是较纯的二氧化钛,在地壳中储量较少。四方晶系,常具完好的四方柱状或针状晶形。颜暗红、褐红,黄或桔黄,富铁者呈黑。透明至不透明。性脆。使用效果:缘体,不能检波。
二、褐铁矿:褐铁矿呈多种调的褐,一般为钟乳壮、葡萄状,致密的或梳松的块状甚至土状。也有像黄铁矿那样的晶体形状(称为假像)。使用效果:缘体,不能检波。
三、闪锌矿:锌的硫化物矿物。纯闪锌矿近似于无、通常因含其它物质而呈浅黄、红褐、棕甚至黑。透明至不透明,晶体形态呈四面体或菱形十二面体,通常成粒状集合体产出。使用效果:缘体,不能检波。
四、菱铁矿:菱铁矿一般为晶体颗粒状或致密块状、球状或凝胶状。颜一般为黄白或灰白,风化后变成褐或褐黑。使用效果:正反向电阻很小,不能检波。
五、辉锑矿:辉锑矿是锑的硫化物,属正交斜方晶系,晶体常见呈尖顶的长柱型。铅灰、金属光泽不透明。使用效果:缘体,不能检波。
六、钼铅矿:钼铅矿是一种铅钼酸盐矿物,具有松脂光泽或金刚光泽,颜为黄到橙红或褐。四方晶系四方双锥晶类,板状、薄板状晶体,少数锥状、柱状,单形常见,集合体粒状。使用效果:缘体,不能检波。
七、铬铁矿:铬铁矿是铬和铁的氧化物矿物,相当坚硬,黑半金属光泽。使用效果:缘体,不能检波。
八、白铅矿:白铅矿是方铅矿遇到含碳酸盐的水后发生化学反应而形成的。像这样一种矿经化学作用成为另一种矿,称为次生矿物。晶体为透明至半透明。以白、无为主,亦有灰、黄、红棕或蓝绿。使用效果:缘体,不能检波。
九、毒砂:铁、砷的硫化物,又称砷黄铁矿。中国从毒砂(旧称白砒石)中制取砒霜,历史悠久。单斜或三斜晶系,晶体呈柱状,集合体成粒状或致密块状。锡白至钢灰,金属光译。敲击时发出蒜臭味。使用效果:良导体,不能检波。
十、锑:银白有光泽硬而脆的金属。有磷片状晶体结构。使用效果:良导体,不能检波。
十一、铋:铋在自然界以游离金属和矿物的形式存在。矿物有硫化物辉铋矿、氧化物铋华等。铋为银白至粉红金属,质脆易粉碎。在2003年,发现了铋有其微量放射性。使用效果:良导体,不能检波。
十一、自然铜:铜红,表面常出现棕黑氧化被膜。密度大延伸性强,常与赤铁轨、孔雀石、蓝铜矿伴生。使用效果:良导体,不能检波。
摘要:从铜含量为0.77%~1.32%之间的铜渣中回收金属,回收金属主要为铜;然而一些渣也含有0.4%左右的钼,有可能将熔融的铜渣变为一种新原料来开发新工艺,得到新产品。从这点来讲,使用焙烧-浸出工艺处理铜渣是为了回收渣中的钼,用氧化焙烧法将氧化铁转化为不溶性赤铁矿,而铜和钼转化为可溶态溶于酸溶液。因为钼与氧化铁类晶石相结合,在浸出过程中它的还原会受四氧化三铁成分影响,使用硫酸进行渣浸出,钼的回收率超过80%。因此,使用两段工艺,即氧化焙烧后酸浸对钼进行回收,得到的结果表明这种方法的可行性。
0前 言
当前,受经济、环境及金属高消费问题的影响,迫使人们开发更经济有效、从二次资源中回收有价金属的方法得到了推广。智利每年要产出含铜量为0.77%~1.32%、含钼0.4%及大量的铁和二氧化硅的铜渣超过350万t,因而,在循环利用金属萃取工艺上,铜渣就显示出了它的经济潜力[1]。
从铜渣中萃取金属有许多湿法冶金方面的建议,这包括直接从硫酸或氯化铁中浸出,也有将渣与硫酸、硫酸铵、硫酸铁焙烧或在还原的条件下酸浸这方面的报道。然而,的报道都是涉及铜和钴或镍还原方面,关于通过湿法冶金工艺从铜渣中回收钼的数据少有报道[4-8]。
因此,有人提议焙烧低品位的钼精矿与石灰或碳酸钠,将钼转化为钼酸盐,也有人研究将废催化剂与碳酸钠焙烧,还原可溶性钼酸盐[9-12]。因此,生产钼有效的方法是将钼精矿焙烧得到三氧化钼,随后对三氧化钼进行还原得到金属钼[12]。所以,本工作的重点是研究氧化物经过焙烧后酸浸,从铜渣中回收钼的可行性。
1从理论上讲
铜渣中的矿物学成分及所呈现的相取决于加
工矿物的类型、炉子的类型及冷却方法等几方面的因素。缓冷导致渣的组分有相当数量的结晶,形成大量的不同矿物相,冷却的速度越慢,矿物相增长越大;缓冷速度快,有可能产生非晶体渣,因而金属在渣中分布越均匀[14]。当铜渣是晶体时,主相通常是伴有硅酸盐的硅酸铁盐及金属氧化物,铜以氧化物或硫化物或两者的混合体存在。
在铜的回收过程中,比较典型的铜渣分析显示,钼分散在整个氧化铁相中,钼高度氧化,并与四氧化三铁的化学结构相结合,如图1所示。
在冶炼前,由于钼从硫化铜矿中浮选的效率低,所以钼出现在渣中。同时,也有报道说钼与属于2FeO·MoO2-Fe3O4系列的尖晶石结合,浸出率低[15]。
在熔融状态下,除了带入液体的一些铜及硫化铜以外,从化学性质上讲,渣是均质的,在急速冷却条件下,它仍保持均质状态。当渣缓慢冷却时,它不会过氧化,且至少可能形成两种固体相:硅酸亚铁和部分被氧化成的四氧化三铁,铜仍为硫化物;这种条件下通常通过浮选回收铜。然而,根据以下反应,铜、硫化铜及氧化铜在高度氧化焙烧条件下,温度在600~800 ℃时,能被转化。
Cu+1/2O2=CuO (1)
Cu2S+2O2=2CuO+SO2 (2)
Cu2O+2/3O2=2CuO (3)
在这些条件下,当温度达到800~1 100 ℃之间时,硅酸铁在有氧条件下分解,具体如下:
2FeO·SiO2+1/2O2=Fe2O3+SiO2 (4)
2FeO·SiO2+1/3O2=2/3Fe2O3+SiO2 (5)
根据以下反应,钼从它与氧化铁的尖晶石的组合物中分离出
2FeO·MoO2·Fe2O3+O2= 2Fe2O3+MoO3 (6)
图2实验室实验的结构图
因而,氧化焙烧会使铁硅酸盐分解,形成不溶于酸溶液的四氧化三铁和二氧化硅,这样在室温条件下,经过焙烧工序处理的产品就很容易通过酸浸进行处理,钼的还原效果就好,铜仍留在渣里面。
2实 验
缓冷和速冷却的系列冶炼铜渣的化学特性,如表1所示。
表1系列冶炼铜渣的化学性质* %
在一个典型的试验中,渣在实验室的管式Lindberg-Blue 炉0.5 cm厚的固定床上进行焙烧,条件如下:温度700 ℃,所用气体中混有90%的空气及10%的二氧化硫,物料粒度400目为100%,所得到的煅烧砂使用标准浸出测试法用如下条件在实验室中浸出:温度为18~20 ℃,硫酸为50 g/L,液固比为10∶1,物料粒度200目为100%,如图2所示浸出2 h。进行浸出测试以确定不经过煅烧步骤渣的溶解性,条件如下:温度为20 ℃,硫酸150 g/L,液固比为10∶1。
空气与二氧化硫混合是为了评估使用冶炼烟气促成四氧化三铁反应的可行性,正如以前报告中提到的计划那样,增加铜渣的商用价值[17]。
3结果与讨论
图3显示的是使用扫描电镜技术扫描到的缓冷渣的特性,微探针分析显示的是沉积的氧化物及硅酸盐的络合物,钼在这里形成了一个Fe-Mo-O的分离相,如1#、2#和4#相所示,络合物中铁的含量在52.03%~63.57%之间,钼含量在1.25%~6.35%之间。同时,这些相中二氧化硅的含量低,表明铁能在磁铁矿中呈现如FeO·MoO2-Fe3O4样的尖晶石结构,3#相显示的是玻璃状的铁硅酸盐型含钼量低的二氧化硅富集溶液。
图4是渣的扫描电镜分析,如图4a所示,可观察到铁分布在整个玻璃状的铁硅酸盐相中;图4b显示的是钼散布在渣中并与铁的分布路径紧邻的硅酸盐相。
铁的高萃取率表明铁硅酸盐的主要部分分解,这导致酸的消耗及溶液中胶态氧化硅增加,也增加了后期钼分离的难度。每吨渣所消耗的硫酸量在800~1 000 kg,溶液中的二氧化硅的富集量在10~15 g/L。
如图5所示,含不同成份磁铁矿的渣使用焙烧-浸出工艺,可观察到渣随着钼还原量的增加,四氧化三铁含量减少。
由于钼与氧化铁尖晶石结合在一起,酸浸不易分解,需要氧化成为钼的易溶态或氧化钼,这样才能在浸出过程中溶解,铁被氧化成为氧化铁,以便对钼进行选择性浸出。
在氧化过程中,氧化铁尖晶石转化为氧化铁,钼从铁尖晶石相中分离出,同时也被氧化成为它的高氧化态并反应生成热稳定的合成物,该合成物可以从氧化铁及硅酸盐合成物中不受限进行选择性浸出。
这里应当注意渣的熔点,这些合成物可以互溶,且由于氧化亚铁和四氧化三铁决定了铜渣的氧化态,可以得出钼的还原态为Mo4+。
因为渣中钼的浓度比较低,与以高的浓度并以Fe2+及Fe3+氧化物形态存在的氧化铁相比,很难经过分析实二氧化钼的存在。然而,有一点清楚,渣与四氧化三铁尖晶石晶化,形成二氧化钼固溶体,钼的浸出率低。
4结 论
铁和钼分布在整个玻璃状硅酸盐相,且在渣中钼的分布与铁的分布路径紧紧相邻,因此,钼主要与氧化铁尖晶石相结合。
由于氧化反应破坏了渣的结构,产生赤铁矿及方晶石,氧化铁及二氧化硅成为渣的主要成份,二氧化硅相中也应当有次要的氧化物成份出现,因而,在被氧化的渣中,硅酸盐及氧化铁就成为预期的两个主要的基本相。
人们普遍认为,渣氧化的结果是钼和铁被氧化成高氧化态,因而使用酸浸工艺就可以将钼从渣的氧化微粒中选择性浸出。
渣中的四氧化三铁显示,钼是嵌入在尖晶石固体相中,说明它在酸溶液中的溶解度低。然而,渣的溶解度测试结果显示,当渣中的四氧化三铁含量减少时,钼的萃取率提高,这对渣的焙烧转化同样有效。
废钼回收的质量标准与检测技术
回收钼的品质直接影响其应用价值。国际通用标准(如ASTM B387)规定钼粉纯度需达99.95%以上,关键杂质(如碳、氧)含量需低于0.01%。检测手段包括X射线荧光光谱(XRF)分析成分、激光粒度仪测定粉末细度。对于合金废料,还需通过金相显微镜观察组织结构。严格的质检是保障下游客户(如半导体厂商)信任的关键,部分高端应用甚至要求提供从废料到成品的全程溯源报告。