專利名稱：一種從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法冶金和尾礦綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從鉬選礦尾礦中提 取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法。
背景技術(shù)：
鉬選礦主要采用浮選技術(shù)提取鉬元素，因而鉬選礦尾礦中含有大量有毒有機(jī)浮選 齊U，尾礦簡(jiǎn)單堆積與回填造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)鉬選礦尾礦中其它有益金屬元素不能 回收利用，造成資源浪費(fèi)。目前，鉬選礦尾礦的回收利用主要采用濕化學(xué)方法回收尾礦中的 鉬、鎢、銅、硫等微量元素，以及采用磁選方法回收尾礦中的鐵。公開(kāi)號(hào)為CN101514403A的 發(fā)明專利提供了一種從鉬選礦尾礦中揮發(fā)富集鉬的方法，利用氫氟酸和鹽酸處理鉬尾礦， 然后高溫?zé)崽幚泶偈广f揮發(fā)。公開(kāi)號(hào)為CN101417267A的發(fā)明專利提供了一種從鉬選礦尾 礦中回收低品位白鎢礦的方法，鉬尾礦浮選脫硫后，通過(guò)選礦處理可獲得1. 2%左右的粗精 礦。利用磁選技術(shù)回收鉬選礦尾礦中的磁性鐵也取得一定進(jìn)展，如文獻(xiàn)“從浮鉬尾礦中回收 鐵試驗(yàn)研究”(徐引行，礦冶工程，27，2007 34-36)與“汝陽(yáng)鉬礦綜合回收磁鐵礦的試驗(yàn)研 究”(李紅衛(wèi)，中國(guó)鉬業(yè)，32，2008:33-36)均利用磁選技術(shù)回收鉬尾礦中的鐵。但是鉬尾礦 中的鐵元素以多種形態(tài)存在，磁性鐵含量不高，因此磁選方法的鐵回收率較低，而且不能綜 合利用鉬選礦尾礦中的其它共伴生金屬元素。除了鐵之外，鎂、鈣等金屬元素也常伴生于鉬 選礦尾礦中，以鐵、鎂、鈣等作為目標(biāo)元素利用濕化學(xué)法進(jìn)行回收利用的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種從鉬選礦尾礦提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，對(duì)尾礦中 有價(jià)金屬元素進(jìn)行綜合回收利用。本發(fā)明所述的一種從鉬選礦尾礦提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，是以鉬選礦尾礦 作為原料，利用濕化學(xué)法進(jìn)行有價(jià)金屬回收。在提取過(guò)程中通過(guò)控制酸浸時(shí)間、酸浸溫度、 酸溶液濃度、固液比等工藝參數(shù)，獲得較高的酸浸提取率以及純度較高的目標(biāo)產(chǎn)品。其工藝 流程如下(1)選取包含下列成分及質(zhì)量百分比含量的鉬選礦尾礦為原料Si 18 28wt. %,Ca 10 20wt. %,Fe 5 15wt. %,Mg 4 12wt. %、S :1 3wt. %,A1 0. 2 1. 5wt. % ；(2)將鉬選礦尾礦過(guò)40 120目篩，篩下料入球磨罐球磨10 20分鐘，振動(dòng)過(guò)篩機(jī)過(guò)180 240目篩，取篩下料；(3)按鹽酸溶液與尾礦料質(zhì)量比4 8 1的比例在反應(yīng)容器中加入濃度為10 30wt. %鹽酸溶液與鉬選礦尾礦粉末，然后在80 100°C水浴溫度下攪拌酸浸4 8小時(shí)， 過(guò)濾并洗滌，得到酸浸液；(4)向所得的酸浸液中滴加雙氧水，至溶液由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色時(shí)結(jié)束，得到濾液 a ；
(5)將所得濾液a加熱至40 80°C，攪拌條件下滴加氨水，控制pH = 2. 8 5進(jìn) 行沉淀反應(yīng)，至用硫氰化鉀指示劑測(cè)定時(shí)溶液不變色為止，過(guò)濾并洗滌，得到粗氫氧化鐵濾 渣和濾液b ；將粗氫氧化鐵經(jīng)加稀鹽酸熱溶解、過(guò)濾去除雜質(zhì)，再滴加氨水并控制pH值進(jìn)行 沉淀反應(yīng)、過(guò)濾、750°C高溫煅燒濾渣，獲得純度大于98wt. %的氧化鐵產(chǎn)品；(6)將步驟(5)中所得的濾液b加熱至40 80°C，攪拌條件下滴加氫氧化鈉稀溶 液，控制pH = 8 10，使濾液b中發(fā)生沉淀反應(yīng)，過(guò)濾并洗滌，濾渣為鋅、錳、鋁的氫氧化物 沉淀，得到濾液C;(7)將制得的濾液c加熱至40 80°C，攪拌條件下滴加氫氧化鈉稀溶液，控制PH =10. 5 13，使得濾液C中鎂離子沉淀完全，過(guò)濾并洗滌，濾渣為純度大于80wt. %的氫氧 化鎂沉淀，其主要雜質(zhì)為碳酸鈣，得到濾液d ；(8)將所得濾液d加熱至40 80°C，攪拌條件下滴加碳酸鈉稀溶液至無(wú)沉淀產(chǎn)生 為止，過(guò)濾并洗滌，濾渣為純度大于97wt. %的碳酸鈣沉淀。所述的鉬選礦尾礦中主要物相為Si02、CaC03、Fe304、CaMg(Si03)2*FeS2。所述步驟(5)中，進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，控制pH = 3. 5 4. 5。所述步驟(6)中，滴加氫氧化鈉稀溶液時(shí)，控制pH = 8. 8 9. 4。所述步驟(7)中，滴加氫氧化鈉稀溶液時(shí)，控制pH = 11. 5 12. 5。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，資源回收率高。鉬選礦尾礦中金屬元素鐵的酸浸提取效率 可達(dá)85wt. %以上，鎂、鈣的酸浸提取率均可達(dá)80wt. %以上；獲得產(chǎn)品氧化鐵和碳酸鈣純 度均可達(dá)97wt. %以上，氫氧化鎂純度可達(dá)83wt. %以上。2、沉淀分離出鐵、鎂、鈣后的尾液經(jīng)處理后可回用，有效降低了氫氧化鈉消耗量和 廢液量，從而簡(jiǎn)化操作，大幅降低成本。3、在除雜步驟中分離出的鋅、錳、鋁氫氧化物沉淀，經(jīng)處理后可作為副產(chǎn)品，從而 提高經(jīng)濟(jì)效益和鉬選礦尾礦的綜合利用率。4、整個(gè)工藝流程為全液相操作，無(wú)有毒廢氣污染；工藝產(chǎn)生的廢水、廢液全部回 用，廢液排放較少，污染輕，屬環(huán)境友好型技術(shù)。


圖1為實(shí)施例2中分離提取出產(chǎn)物氧化鐵的XRD圖譜；圖2為實(shí)施例2中分離提取出產(chǎn)物氫氧化鎂的XRD圖譜；圖3為實(shí)施例2中分離提取出產(chǎn)物碳酸鈣的XRD圖譜；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例1 將主要組分為Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. %,A1 1. 289wt. %的鉬選礦尾礦過(guò)40目篩，篩下料入球磨罐球磨10分鐘，然后振 動(dòng)過(guò)篩機(jī)過(guò)180目篩，取篩下料。用濃度為IOwt. %的鹽酸與篩下料按液固比8 1混合、 攪拌，然后在100°C水浴條件下反應(yīng)4小時(shí)，過(guò)濾、洗滌，得酸浸液及濾渣。向酸浸液中滴加雙氧水，將溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+，得濾液a;濾液a加熱至60°C，滴加沉淀劑并攪拌，控制pH = 4. O至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得粗Fe (OH) 3濾渣及濾液b，粗Fe (OH) 3濾渣加稀鹽 酸熱溶解、過(guò)濾去除雜質(zhì)，再滴加氨水并控制PH值進(jìn)行沉淀、750°C高溫煅燒，獲得純度為 97wt. %的氧化鐵產(chǎn)品；濾液b加熱至60°C，滴加沉淀劑并攪拌，控制pH = 9至沉淀完全， 過(guò)濾、洗滌，得鋅、錳、鋁氫氧化物沉淀濾渣及含鎂母液(濾液c)；濾液c加熱至60°C，滴加 沉淀劑并攪拌，控制PH = 12至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得純度為80wt. %的氫氧化鎂濾渣及 含鈣母液(濾液d)；濾液d加熱至60°C，滴加沉淀劑并攪拌，至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得純 度為95wt. %的碳酸鈣濾渣。酸浸結(jié)果為鐵浸出率73. 75%，鎂浸出率73. 88%，鈣浸出率72. 99%，尾礦失重 率 36%。實(shí)施例2 將主要組分為Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. %,A1 1. 289wt. %的鉬選礦尾礦過(guò)80目篩，篩下料入球磨罐球磨15分鐘，然后振 動(dòng)過(guò)篩機(jī)過(guò)200目篩，取篩下料。用濃度為20wt. %的鹽酸與篩下料按液固比6 1混合、 攪拌，然后在90°C水浴條件下反應(yīng)8小時(shí)，過(guò)濾、洗滌，得酸浸液及濾渣。向酸浸液中滴加雙 氧水，將溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+，得濾液a ；濾液a加熱至80°C，滴加沉淀劑并攪拌， 控制pH = 3. 8至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得粗Fe (OH) 3濾渣及濾液b，粗Fe (OH) 3濾渣加稀鹽 酸熱溶解、過(guò)濾去除雜質(zhì)，再滴加氨水并控制PH值進(jìn)行沉淀、750°C高溫煅燒，獲得純度為 98wt. %的氧化鐵產(chǎn)品；濾液b加熱至80°C，滴加沉淀劑并攪拌，控制pH = 8.8至沉淀完全， 過(guò)濾、洗滌，得鋅、錳、鋁氫氧化物沉淀濾渣及含鎂母液(濾液c)；濾液c加熱至80°C，滴加 沉淀劑并攪拌，控制PH = 11. 5至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得純度為83wt. %的氫氧化鎂濾渣 及含鈣母液(濾液d)；濾液d加熱至80°C，滴加沉淀劑并攪拌，至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得 純度為97wt. %的碳酸鈣濾渣。圖1為實(shí)施例2中分離提取出產(chǎn)物氧化鐵的XRD圖譜；圖2為實(shí)施例2中分離提 取出產(chǎn)物氫氧化鎂的XRD圖譜；圖3為實(shí)施例2中分離提取出產(chǎn)物碳酸鈣的XRD圖譜；如 圖所示酸浸結(jié)果為鐵浸出率82. 72 %，鎂浸出率77. 92 %，鈣浸出率86. 42 %，尾礦失重率 41%。實(shí)施例3 將主要組分為Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. Al 1. 289wt. %的鉬選礦尾礦過(guò)120目篩，篩下料入球磨罐球磨20分鐘，然后 振動(dòng)過(guò)篩機(jī)過(guò)240目篩，取篩下料。用濃度為30wt. %的鹽酸與篩下料按液固比4 1混 合、攪拌，然后在80°C水浴條件下反應(yīng)4小時(shí)，過(guò)濾、洗滌，得酸浸液及濾渣。向酸浸液中滴 加雙氧水，將溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+，得濾液a ；濾液a加熱至40°C，滴加沉淀劑并攪 拌，控制pH = 4. 5至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得粗Fe (OH) 3濾渣及濾液b，粗Fe (OH) 3濾渣加稀 鹽酸熱溶解、過(guò)濾去除雜質(zhì)，再滴加氨水并控制PH值進(jìn)行沉淀、750°C高溫煅燒，獲得純度 為95wt. %的氧化鐵產(chǎn)品；濾液b加熱至40°C，滴加沉淀劑并攪拌，控制pH = 9. 4至沉淀完 全，過(guò)濾、洗滌，得鋅、錳、鋁氫氧化物沉淀濾渣及含鎂母液(濾液c)；濾液c加熱至40°C，滴 加沉淀劑并攪拌，控制PH = 12. 5至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得純度為80wt. %的氫氧化鎂濾 渣及含鈣母液(濾液d)；濾液d加熱至40°C，滴加沉淀劑并攪拌，至沉淀完全，過(guò)濾、洗滌，得純度為95wt. %的碳酸鈣濾渣。 酸浸結(jié)果為鐵浸出率64.8%，鎂浸出率72. 46%，鈣浸出率85. 19%，尾礦失重率 41%。
權(quán)利要求
一種從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在于包括如下工藝步驟(1)選取包含下列成分和質(zhì)量百分比的鉬選礦尾礦為原料Si18～28wt.％、Ca10～20wt.％、Fe5～15wt.％、Mg4～12wt.％、S1～3wt.％、Al0.2～1.5wt.％；(2)將鉬選礦尾礦過(guò)40～120目篩，篩下料入球磨罐球磨10～20分鐘，振動(dòng)過(guò)篩機(jī)過(guò)180～240目篩，取篩下料；(3)按鹽酸溶液與尾礦料質(zhì)量比4～8∶1的比例在反應(yīng)容器中加入濃度為10～30wt.％鹽酸溶液與鉬選礦尾礦粉末，然后在80～100℃水浴溫度下攪拌酸浸4～8小時(shí)，過(guò)濾并洗滌，得酸浸液；(4)向所得的酸浸液中滴加雙氧水，至溶液由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色時(shí)結(jié)束，得到濾液a；(5)將所得的濾液a加熱至40～80℃，攪拌條件下滴加氨水，控制pH＝2.8～5進(jìn)行沉淀反應(yīng)，至用硫氰化鉀指示劑測(cè)定時(shí)溶液不變色為止，過(guò)濾并洗滌，得到粗氫氧化鐵濾渣和濾液b；粗氫氧化鐵經(jīng)加稀鹽酸熱溶解、過(guò)濾去除雜質(zhì)，再滴加氨水進(jìn)行沉淀反應(yīng)、過(guò)濾、750℃高溫煅燒濾渣，獲得純度大于98wt.％的氧化鐵產(chǎn)品；(6)將所得的濾液b加熱至40～80℃，攪拌條件下滴加氫氧化鈉稀溶液，控制pH＝8～10，使濾液b中發(fā)生沉淀反應(yīng)，過(guò)濾并洗滌，濾渣為鋅、錳、鋁的氫氧化物沉淀，得到濾液c；(7)將所得的濾液c加熱至40～80℃，攪拌條件下滴加氫氧化鈉稀溶液，控制pH＝10.5～13，使得濾液c中鎂離子沉淀完全，過(guò)濾并洗滌，濾渣為純度大于80wt.％的氫氧化鎂沉淀，得到濾液d；(8)將所得的濾液d加熱至40～80℃，攪拌條件下滴加碳酸鈉稀溶液，至無(wú)沉淀產(chǎn)生為止，過(guò)濾并洗滌，濾渣為純度大于97wt.％的碳酸鈣產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在于 所述鉬選礦尾礦中主要物相為Si02、CaC03、Fe304、CaMg (Si03) 2和FeS2。
3.如權(quán)利要求1所述的從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在于 所述步驟(5)中，進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，控制pH = 3. 5 4. 5。
4.如權(quán)利要求1所述的從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在于 所述步驟(6)中，滴加氫氧化鈉稀溶液時(shí)，控制pH = 8. 8 9. 4。
5.如權(quán)利要求1所述的從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在于 所述步驟(7)中，滴加氫氧化鈉稀溶液時(shí)，控制pH= 11. 5 12. 5。
6.如權(quán)利要求1所述的從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，其特征在 于所述原料鉬選礦尾礦的成分及質(zhì)量百分比為:Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. %、Mg :8. 87wt. 1. 412wt. %,A1 :1. 289wt. %。
全文摘要
一種從鉬選礦尾礦中提取金屬元素鐵、鎂、鈣的方法，屬于濕法冶金和尾礦綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。采用的方法為鉬選礦尾礦經(jīng)鹽酸溶液處理得到酸浸液，向酸浸液中加入雙氧水實(shí)現(xiàn)Fe2+全部氧化為Fe3+，向溶液中滴加氨水并控制pH值制備粗Fe(OH)3沉淀，將粗Fe(OH)3酸溶解、過(guò)濾、再滴加氨水進(jìn)行沉淀反應(yīng)、過(guò)濾、750℃高溫煅燒，獲得純度大于98wt.％的Fe2O3產(chǎn)品。向沉鐵濾液中滴加NaOH并控制pH值去除雜質(zhì)元素，繼續(xù)滴加NaOH并控制pH值獲得純度大于83wt.％的Mg(OH)2產(chǎn)品。向沉鎂濾液中滴加Na2CO3獲得純度大于97wt.％的CaCO3產(chǎn)品。本發(fā)明工藝為全液相操作，無(wú)廢氣污染，尾液主要為易于處理的NaCl與NaOH混合物溶液；鐵、鎂、鈣回收率均達(dá)到80％以上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)尾礦中鉬、鎢、銅等微量元素富集。
文檔編號(hào)C22B26/20GK101831542SQ20101015995
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者張海龍, 徐利華, 秦紅彬 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)