专利名称：一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法
技术领域：
本发明属于湿法冶金和尾矿综合利用技术领域，尤其涉及一种从钼选矿尾矿中提 取金属元素铁、镁、钙的方法。
背景技术：
钼选矿主要采用浮选技术提取钼元素，因而钼选矿尾矿中含有大量有毒有机浮选 齐U，尾矿简单堆积与回填造成严重的环境污染，同时钼选矿尾矿中其它有益金属元素不能 回收利用，造成资源浪费。目前，钼选矿尾矿的回收利用主要采用湿化学方法回收尾矿中的 钼、钨、铜、硫等微量元素，以及采用磁选方法回收尾矿中的铁。公开号为CN101514403A的 发明专利提供了一种从钼选矿尾矿中挥发富集钼的方法，利用氢氟酸和盐酸处理钼尾矿， 然后高温热处理促使钼挥发。公开号为CN101417267A的发明专利提供了一种从钼选矿尾 矿中回收低品位白钨矿的方法，钼尾矿浮选脱硫后，通过选矿处理可获得1. 2%左右的粗精 矿。利用磁选技术回收钼选矿尾矿中的磁性铁也取得一定进展，如文献“从浮钼尾矿中回收 铁试验研究”(徐引行，矿冶工程，27，2007 34-36)与“汝阳钼矿综合回收磁铁矿的试验研 究”(李红卫，中国钼业，32，2008:33-36)均利用磁选技术回收钼尾矿中的铁。但是钼尾矿 中的铁元素以多种形态存在，磁性铁含量不高，因此磁选方法的铁回收率较低，而且不能综 合利用钼选矿尾矿中的其它共伴生金属元素。除了铁之外，镁、钙等金属元素也常伴生于钼 选矿尾矿中，以铁、镁、钙等作为目标元素利用湿化学法进行回收利用的研究尚未见报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种从钼选矿尾矿提取金属元素铁、镁、钙的方法，对尾矿中 有价金属元素进行综合回收利用。本发明所述的一种从钼选矿尾矿提取金属元素铁、镁、钙的方法，是以钼选矿尾矿 作为原料，利用湿化学法进行有价金属回收。在提取过程中通过控制酸浸时间、酸浸温度、 酸溶液浓度、固液比等工艺参数，获得较高的酸浸提取率以及纯度较高的目标产品。其工艺 流程如下(1)选取包含下列成分及质量百分比含量的钼选矿尾矿为原料Si 18 28wt. %,Ca 10 20wt. %,Fe 5 15wt. %,Mg 4 12wt. %、S :1 3wt. %,A1 0. 2 1. 5wt. % ；(2)将钼选矿尾矿过40 120目筛，筛下料入球磨罐球磨10 20分钟，振动过筛机过180 240目筛，取筛下料；(3)按盐酸溶液与尾矿料质量比4 8 1的比例在反应容器中加入浓度为10 30wt. %盐酸溶液与钼选矿尾矿粉末，然后在80 100°C水浴温度下搅拌酸浸4 8小时， 过滤并洗涤，得到酸浸液；(4)向所得的酸浸液中滴加双氧水，至溶液由黄色转变为红色时结束，得到滤液 a ；
(5)将所得滤液a加热至40 80°C，搅拌条件下滴加氨水，控制pH = 2. 8 5进 行沉淀反应，至用硫氰化钾指示剂测定时溶液不变色为止，过滤并洗涤，得到粗氢氧化铁滤 渣和滤液b ；将粗氢氧化铁经加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制pH值进行 沉淀反应、过滤、750°C高温煅烧滤渣，获得纯度大于98wt. %的氧化铁产品；(6)将步骤(5)中所得的滤液b加热至40 80°C，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶 液，控制pH = 8 10，使滤液b中发生沉淀反应，过滤并洗涤，滤渣为锌、锰、铝的氢氧化物 沉淀，得到滤液C;(7)将制得的滤液c加热至40 80°C，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制PH =10. 5 13，使得滤液C中镁离子沉淀完全，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于80wt. %的氢氧 化镁沉淀，其主要杂质为碳酸钙，得到滤液d ；(8)将所得滤液d加热至40 80°C，搅拌条件下滴加碳酸钠稀溶液至无沉淀产生 为止，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于97wt. %的碳酸钙沉淀。所述的钼选矿尾矿中主要物相为Si02、CaC03、Fe304、CaMg(Si03)2*FeS2。所述步骤(5)中，进行沉淀反应时，控制pH = 3. 5 4. 5。所述步骤(6)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH = 8. 8 9. 4。所述步骤(7)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH = 11. 5 12. 5。本发明的优点在于1、技术经济指标先进，资源回收率高。钼选矿尾矿中金属元素铁的酸浸提取效率 可达85wt. %以上，镁、钙的酸浸提取率均可达80wt. %以上；获得产品氧化铁和碳酸钙纯 度均可达97wt. %以上，氢氧化镁纯度可达83wt. %以上。2、沉淀分离出铁、镁、钙后的尾液经处理后可回用，有效降低了氢氧化钠消耗量和 废液量，从而简化操作，大幅降低成本。3、在除杂步骤中分离出的锌、锰、铝氢氧化物沉淀，经处理后可作为副产品，从而 提高经济效益和钼选矿尾矿的综合利用率。4、整个工艺流程为全液相操作，无有毒废气污染；工艺产生的废水、废液全部回 用，废液排放较少，污染轻，属环境友好型技术。
图1为实施例2中分离提取出产物氧化铁的XRD图谱；图2为实施例2中分离提取出产物氢氧化镁的XRD图谱；图3为实施例2中分离提取出产物碳酸钙的XRD图谱；
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例1 将主要组分为Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. %,A1 1. 289wt. %的钼选矿尾矿过40目筛，筛下料入球磨罐球磨10分钟，然后振 动过筛机过180目筛，取筛下料。用浓度为IOwt. %的盐酸与筛下料按液固比8 1混合、 搅拌，然后在100°C水浴条件下反应4小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴加双氧水，将溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，得滤液a;滤液a加热至60°C，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH = 4. O至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe (OH) 3滤渣及滤液b，粗Fe (OH) 3滤渣加稀盐 酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制PH值进行沉淀、750°C高温煅烧，获得纯度为 97wt. %的氧化铁产品；滤液b加热至60°C，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH = 9至沉淀完全， 过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至60°C，滴加 沉淀剂并搅拌，控制PH = 12至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为80wt. %的氢氧化镁滤渣及 含钙母液(滤液d)；滤液d加热至60°C，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯 度为95wt. %的碳酸钙滤渣。酸浸结果为铁浸出率73. 75%，镁浸出率73. 88%，钙浸出率72. 99%，尾矿失重 率 36%。实施例2 将主要组分为Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. %,A1 1. 289wt. %的钼选矿尾矿过80目筛，筛下料入球磨罐球磨15分钟，然后振 动过筛机过200目筛，取筛下料。用浓度为20wt. %的盐酸与筛下料按液固比6 1混合、 搅拌，然后在90°C水浴条件下反应8小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴加双 氧水，将溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，得滤液a ；滤液a加热至80°C，滴加沉淀剂并搅拌， 控制pH = 3. 8至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe (OH) 3滤渣及滤液b，粗Fe (OH) 3滤渣加稀盐 酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制PH值进行沉淀、750°C高温煅烧，获得纯度为 98wt. %的氧化铁产品；滤液b加热至80°C，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH = 8.8至沉淀完全， 过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至80°C，滴加 沉淀剂并搅拌，控制PH = 11. 5至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为83wt. %的氢氧化镁滤渣 及含钙母液(滤液d)；滤液d加热至80°C，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得 纯度为97wt. %的碳酸钙滤渣。图1为实施例2中分离提取出产物氧化铁的XRD图谱；图2为实施例2中分离提 取出产物氢氧化镁的XRD图谱；图3为实施例2中分离提取出产物碳酸钙的XRD图谱；如 图所示酸浸结果为铁浸出率82. 72 %，镁浸出率77. 92 %，钙浸出率86. 42 %，尾矿失重率 41%。实施例3 将主要组分为Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. Mg8. 87wt. S 1. 412wt. Al 1. 289wt. %的钼选矿尾矿过120目筛，筛下料入球磨罐球磨20分钟，然后 振动过筛机过240目筛，取筛下料。用浓度为30wt. %的盐酸与筛下料按液固比4 1混 合、搅拌，然后在80°C水浴条件下反应4小时，过滤、洗涤，得酸浸液及滤渣。向酸浸液中滴 加双氧水，将溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，得滤液a ；滤液a加热至40°C，滴加沉淀剂并搅 拌，控制pH = 4. 5至沉淀完全，过滤、洗涤，得粗Fe (OH) 3滤渣及滤液b，粗Fe (OH) 3滤渣加稀 盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水并控制PH值进行沉淀、750°C高温煅烧，获得纯度 为95wt. %的氧化铁产品；滤液b加热至40°C，滴加沉淀剂并搅拌，控制pH = 9. 4至沉淀完 全，过滤、洗涤，得锌、锰、铝氢氧化物沉淀滤渣及含镁母液(滤液c)；滤液c加热至40°C，滴 加沉淀剂并搅拌，控制PH = 12. 5至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为80wt. %的氢氧化镁滤 渣及含钙母液(滤液d)；滤液d加热至40°C，滴加沉淀剂并搅拌，至沉淀完全，过滤、洗涤，得纯度为95wt. %的碳酸钙滤渣。 酸浸结果为铁浸出率64.8%，镁浸出率72. 46%，钙浸出率85. 19%，尾矿失重率 41%。
权利要求
一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于包括如下工艺步骤(1)选取包含下列成分和质量百分比的钼选矿尾矿为原料Si18～28wt.％、Ca10～20wt.％、Fe5～15wt.％、Mg4～12wt.％、S1～3wt.％、Al0.2～1.5wt.％；(2)将钼选矿尾矿过40～120目筛，筛下料入球磨罐球磨10～20分钟，振动过筛机过180～240目筛，取筛下料；(3)按盐酸溶液与尾矿料质量比4～8∶1的比例在反应容器中加入浓度为10～30wt.％盐酸溶液与钼选矿尾矿粉末，然后在80～100℃水浴温度下搅拌酸浸4～8小时，过滤并洗涤，得酸浸液；(4)向所得的酸浸液中滴加双氧水，至溶液由黄色转变为红色时结束，得到滤液a；(5)将所得的滤液a加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氨水，控制pH＝2.8～5进行沉淀反应，至用硫氰化钾指示剂测定时溶液不变色为止，过滤并洗涤，得到粗氢氧化铁滤渣和滤液b；粗氢氧化铁经加稀盐酸热溶解、过滤去除杂质，再滴加氨水进行沉淀反应、过滤、750℃高温煅烧滤渣，获得纯度大于98wt.％的氧化铁产品；(6)将所得的滤液b加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝8～10，使滤液b中发生沉淀反应，过滤并洗涤，滤渣为锌、锰、铝的氢氧化物沉淀，得到滤液c；(7)将所得的滤液c加热至40～80℃，搅拌条件下滴加氢氧化钠稀溶液，控制pH＝10.5～13，使得滤液c中镁离子沉淀完全，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于80wt.％的氢氧化镁沉淀，得到滤液d；(8)将所得的滤液d加热至40～80℃，搅拌条件下滴加碳酸钠稀溶液，至无沉淀产生为止，过滤并洗涤，滤渣为纯度大于97wt.％的碳酸钙产品。
2.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于 所述钼选矿尾矿中主要物相为Si02、CaC03、Fe304、CaMg (Si03) 2和FeS2。
3.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于 所述步骤(5)中，进行沉淀反应时，控制pH = 3. 5 4. 5。
4.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于 所述步骤(6)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH = 8. 8 9. 4。
5.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在于 所述步骤(7)中，滴加氢氧化钠稀溶液时，控制pH= 11. 5 12. 5。
6.如权利要求1所述的从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，其特征在 于所述原料钼选矿尾矿的成分及质量百分比为:Si 22. 79wt. Ca 16. 21wt. Fe 9. 117wt. %、Mg :8. 87wt. 1. 412wt. %,A1 :1. 289wt. %。
全文摘要
一种从钼选矿尾矿中提取金属元素铁、镁、钙的方法，属于湿法冶金和尾矿综合利用技术领域。采用的方法为钼选矿尾矿经盐酸溶液处理得到酸浸液，向酸浸液中加入双氧水实现Fe2+全部氧化为Fe3+，向溶液中滴加氨水并控制pH值制备粗Fe(OH)3沉淀，将粗Fe(OH)3酸溶解、过滤、再滴加氨水进行沉淀反应、过滤、750℃高温煅烧，获得纯度大于98wt.％的Fe2O3产品。向沉铁滤液中滴加NaOH并控制pH值去除杂质元素，继续滴加NaOH并控制pH值获得纯度大于83wt.％的Mg(OH)2产品。向沉镁滤液中滴加Na2CO3获得纯度大于97wt.％的CaCO3产品。本发明工艺为全液相操作，无废气污染，尾液主要为易于处理的NaCl与NaOH混合物溶液；铁、镁、钙回收率均达到80％以上，同时实现尾矿中钼、钨、铜等微量元素富集。
文档编号C22B26/20GK101831542SQ20101015995
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者张海龙, 徐利华, 秦红彬 申请人:北京科技大学