1、辽工大矿业学院矿加系 08 级专题演讲中国钼镍矿开发利用的技术现状及前景分析（吴振华 08-1 班 0801100120）摘要：开发利用含有有价金属镍、钼和丰富的铂族金属及稀土金属的钼镍矿，对我国的国防和国民经济建设都积极意义。并且符合世界矿物资源的发展趋势(即优质矿产资源日益匮乏)，既实现矿业可持续发展，同时对其他低品位矿的综合回收利用也具有一定的参考价值。关键词：选矿,新工艺，现状1 钼镍矿应用及资源简介11钼镍应用及其应用要求钼、镍、钒、钨是重要的战略金属,由于其独特的物理和化学性能,成为先进结构材料和能材料的基体、主要成分或添加物,被广泛应用于国民经济和国防军工等领域。随着近几十年来对
2、矿产资源的大量需求和大规模开采,全球范围内出现了资源保有储量短缺的局面。特别近年来我国经济的起飞,供需矛盾加大,钼、钨、钒镍等有色金属价格飙升。更为严峻的是,我国正处于工业化中期,随着经济的快速发展,未来1O15年对矿产资源的消费需求还会成倍增长。而我国镍资源的储量只占世界储量的3-7,探明储量的静态保障年限远不及世界平均水平,长期以来依靠进口才能满足国民经济建设的重大需求,镍资源短缺状况十分严峻;钼、钨优质资源不断地被大量开采和消耗,其保障程度的下降速度也在加快。因此,开发利用含有有价金属镍、钼和丰富的铂族金属及稀土金属的钼镍矿,对我国的国防和国民经济建设都具有积极意义。并且符合世界矿物资源
3、的发展趋势即优质矿产资源日益匮乏),既实现矿业可持续发展,同时对其他低品位矿的综合回收利用也具有一定的参考价值。 12我国钼镍矿资源现状我国钼镍矿资源分布钼镍矿为我国特有的一种多金属复杂矿物资源,主要分布在贵州遵义、湘西北、湖北的都昌、云南和浙江富阳等我国华南地区沉积型镍钼钒多金属矿床及贵金属矿化的主要成矿地带。例如,湖南湘西的慈利、大庸、张家界,以及贵州遵义地区的黄家湾、天鹅山、松林等地,由于矿床储量大,已成为“多金属富集层”重点研究的区域。湖南湘西张家界地区矿带长约80km,宽20km,它是我国沉积型多金属黑色页岩床的吴振华 0801100120潜在成矿区,同时也是我国沉积型铂族元素矿床的
4、主要产区,区内已发现的矿床主要有慈利县大浒多金属黑色页岩、南岳钼矿,张家界市永定区天门山地段多金属黑色页岩及永顺县青天坪地段多金属黑色页岩石,有关文献对贵州遵义地区的黄家湾多金属黑色页岩资源的远景评价预测表明,仅该一个地区矿区面积就达20km 2,钼、镍均可达大型矿床,而全区潜在的镍、钼资源量,均可达到特大型矿床的标准。2我国铝镍矿资源特性2.1赋存的元素形态(1)钼镍矿中钼、镍赋存状态复杂,矿种多样。钼镍矿中的钼矿物是以有机碳、泥土质以及胶态硫化钼组成的一种胶状混合体,平均品位可达5。在矿石中形态各种各样，有的呈粒状分布,有的呈网状分布,有的呈结核状分布,有的呈脉状分布,有的沿着黄铁矿结核的
5、周围分布,有的呈条带状分布,分布状态多样。镍矿物主要为二硫化镍、辉镍矿、辉砷镍矿等含镍矿物(2)各种矿物硬度差别大,一部分矿容易产生过磨而另一部分矿又难粉碎。(3)含有较多的有机炭质及沥青质。(4)矿物成分复杂,影响净化作业的杂质有铝、硅、钨、钒、磷、砷等。其中钨与钼的分离一直是困扰钨领域的技术难题。由于钼镍矿中镍与钼的赋存状态复杂,而且矿种多样等特性,使得其选矿工艺难度加大。矿物成分复杂,使其矿物的分解,杂质的分离难度加大。我国钼镍矿开发利用技术现状1.钼镍矿选矿工艺钼镍矿一般开采品位分别为24左右,通常是传统钼、镍矿物资源金属元素品位的数倍,甚至上百倍。但对于传统的钼冶炼工艺来言,该矿物则
6、属于低品位钼矿,因此目前大多数的钼镍矿选矿研究以富集钼为主要研究方向,许多科研工作者试图通过选矿的方法对钼进一步富集,来降低冶炼工艺中生产压力。针对钼镍矿有机炭质含量较高的特点,陈代雄等人采用先进行脱碳,得到一部分含钼较高的精矿,然后进行钼镍矿混合浮选,获得钼镍混合精矿。该方法使得钼镍原从含钼3.47富集到含钼6.39,回收率73-75;含镍3.14富集到镍6.1,回收率77.62。采用机械选矿和低温选择性还原相结合的方法用以分离钼镍矿中的镍钼。钼镍矿中含镍2左右,含钼2左右。通过重选、粗分、抑镍浮钼。然后在400700 。 C焙烧脱硫,再在80011OO还原后选镍。可获得两种炉料,即一种为含
7、钼11,含镍为2左右,另一种为含钼3左右,含镍8的炉料。该技术实际是提供了一条初步的富集分离工艺。孙伟等人通过浮选试验,确定了最佳药剂制度和开路浮选流程,并在最佳条件下做了闭路试验,获得了钼品位9.58,钼回收率达82.63的浮选指标。辽工大矿业学院矿加系 08 级专题演讲22工艺来处理钼镍矿钼镍矿火法一湿法结合冶炼工艺由于钼镍矿中的钼主要以硫化物形式存在,因此国内一些学者通过借鉴辉钼矿火法处理工艺来处理钼镍矿。主要的思路包括直接脱硫焙烧,加入添加剂的钙化氧化焙烧,浓硫酸熟化焙烧,硫酸化焙烧等。2.2.1生产Ni-M0合金工艺目前,国内一些私人厂家采用“镍钼原矿一氧化焙烧一矿热炉熔炼一NiMo
8、合金”工艺来处理该矿物,得到含镍5左右、含钼814的Ni-MO合金,作为初级产品进人市场。 2.2.2脱碳一焙烧一碱浸一净化一铵盐酸沉一煅烧一氧化钼工艺为了获得较高附加值的产品,湖南、四川、贵州等地有些厂家采用“脱碳一焙烧(烧结)一碱浸一净化一铵盐酸沉一煅烧一氧化钼”工艺生产工业等级的氧化钼。不过脱碳过程在露天进行,给当地环保带来了一定压力。2.2.3碳酸钠转化处理钼镍矿分离钼镍工艺秦纯公开了一种用碳酸钠转化处理黑色页岩分离钼镍的工艺，它是经脱硫焙烧、调浆、转化、溶浸、净化处理而得，先将黑色页岩脱硫焙烧并粉碎，加入5O的碳酸钠及3O的水进行调浆，然后经高温转化，再加水1OO溶浸,用清水洗涤得浸
9、液，浸液尾渣得镍精矿，再将浸出液除磷净化、过滤，得净液，经沉钼处理即得钼酸钙盐产品 1。2.2.4焙烧-(Na 2CO3+NaOH)浸出一离子交换一酸沉结晶工艺该工艺将磨好的钼镍矿(850.O74mm)在650焙烧4h,经2.5mol/L Na2CO3+1.3mol/L NaOH混合浸出剂在1OO下浸出2h.得到的钼酸钠溶液经大孔弱碱性阴离子交换树脂D314吸附后,钼得到富集和转型。解吸下的钼酸铵高峰液达到了1O0120g/L。由于该钼酸铵溶液中含有大量的磷、砷、硅、钒杂质,通过加入MgCl 2溶液将磷、砷、硅杂质有效的除去。钒的除去效果不佳,还需要专门的除钒工序,因此王学文等通过选用强碱性阴
10、离子交换树脂D296进行除钒处理。在除钒之前,钼酸铵溶液需经酸沉结晶,氨溶来脱除溶液中所引入的Cl-对树脂D296吸附过程中造成的影响。净化后的溶液经酸沉结晶后得到合格的钼酸铵产品。整个工艺流程钼的总回收率达到了89.06 2。2.2.5焙烧一活氧碱浸出为了减少焙烧工艺所产生的SO 2和As 2O3。烟气带来的环境污染,皮华等人提出了用饱和碳酸钠来吸收SO 2,制取焦亚硫酸钠。为了提高碱浸时浸出率不高的难题,他们在碱浸时吴振华 0801100120通过通人活性氧来提高钼的浸出率。其具体工艺是钼镍矿粉(一120目)在600时焙烧,焙烧时间为2h。在此条件下脱硫率达到了9O.1,钼损仅为1.86左
11、右。反应产生的SO 2用饱和碳酸钠来吸收制取焦亚硫酸钠。浸出时用NaOH作为浸出剂,过程中通入活性氧。其浸出条件为:NaOH为理论量的1.2倍,液固比3：1,浸出温度90,通活性氧2h。在此条件下,钼的浸出率达到99.5左右。2.2.6钼镍矿的浓酸熟化浸出解聚溶剂萃取工艺伍宏培等提出先将钼镍矿在30570焙烧,再用浓硫酸在加热条件下熟化23h,然后在85浸出1.5h,并加人氨水分离钼。母液经进一步萃取以回收剩余的钼后,萃取除铁、结晶得硫酸镍铵。2.2.7 硫酸化焙烧处理钼镍矿工艺王志坚采用硫酸化焙烧法对钼镍矿进行了焙烧浸出研究,重点研究了焙烧条件对镍钼钒浸出率的影响,在优化条件下镍钼钒的浸出率
12、分别为65.7O,86.02,45.30。3 .工艺难题解决钼镍矿全湿法冶炼工艺为了解决钼镍矿焙烧工序中产生的SO 2和As 2O3烟气治理的难题，研究人员提出了一些钼镍矿全湿法冶炼的技术路线。主要思路就是寻求一种或几种混合的高效、廉价氧化剂来使得钼被氧化成可溶性钼酸盐进入溶液中 3。3.1稀酸氧化浸出钼镍矿提取钼和镍。邹贵田提出了一种用稀酸和氧化剂共同浸出钼镍矿来提取钼和镍的工艺。钼镍矿原矿经过破碎球磨后，用稀酸和氧化剂共同作用浸出。其浸出条件为:固液比1:35,反应时间1.54h，反应温度7O一9O,H 2SO4浓度45一65,NH 4NO3。浓度18一29。浸出液用萃取剂N235或P35
13、0来萃取钼制备钼酸氨产品,其萃余液用TBP+辛醇来萃取镍制备硫酸镍 4。3.2弱碱氧化浸出钼镍矿提取钼和镍专利CN1267740A提出了一种用弱碱加氧化剂共同浸出钼镍矿提取钼和镍的方法。钼镍矿原矿经破碎球磨后,加入氨水和氧化剂共同浸出。浸出条件： 固液比1：35,反应时间1.54h,反应温度7O一9O,氨水浓度15一65,NH 4NO3浓度18一29。浸出液蒸氨后用N235或P350萃取其中的钼,反萃制备钼酸铵。萃余液经硫酸酸化,浓缩后制备硫酸镍。其钼回收率8O,镍的回收率88。(3)氯碱法浸出工艺。李青剐等人提出了“钼镍辽工大矿业学院矿加系 08 级专题演讲矿一破碎球磨一NaCIO浸出一离子
14、交换一净化除杂一结晶一烘干”的钼镍矿全湿法工艺。该工艺环境友好，钼的浸出率高，渣中含钼可控制在0.4以下。过程中要消耗大量的NaClO,在NaClO价格低于300元/吨条件下,每吨钼酸铵生产加工成本低于5万元 5。3.3生物浸出工艺陈家武等采用金属球菌(Metall0sphaera sedula)嗜热茵作为浸矿菌种,对镍钼矿的浸出进行了系统研究探讨,并与常温菌的浸矿能力做了比较。结果表明：古生嗜热茵的金属球菌对镍钼矿的浸出可以克服常温菌浸出周期长、浸出率低的缺陷,尤其在耐钼稳定性上有重大改善,可望为生物法提取镍钼等贵重金属工艺的设计和应用提供重要依据,对于有色金属生物浸出的菌种选育和拓展具有重要意义。吴振华 0801100120【参考文献】【l】黄强，邸索梅长石与市场【J】 中国非金属矿工业导刊。2000，(2)：4244【2】姚卫堂，胡波，韩效钊论钾长石的研究现状和开发前景【J1化工矿产地质，2002，24(3)：1 5l 一 1 56【3】金属矿工业手册编辑委员会非金属矿工业手册【M】 北京：冶金工业出版社，1 992：70【4】李小静，张福存，方大文长石精加工现状及发展趋势 金属矿山，2003，(2)：464757【5】郭保万，张艳娇，赵平，等某高铁钾长石除铁工艺流程研究【J】 矿产保护与利用，2000，(2)：2226
