一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法与流程

本发明属于矿产资源开发、金属冶炼、提取和水泥制备的，具体涉及一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法。

背景技术：

1、钼是自然界分布很少的一种元素，它在地壳中的含量平均为0.001％左右，作为一种非常重要的稀有金属元素，广泛应用于冶金、化工、机械、航空航天和生物等领域。辉钼矿是一种典型的硫化矿，作为较适合工业化生产的钼资源，多以mos2的形式存在，通常与其他金属伴生如铜、铁、铼、钨、铷、钾等多种有价金属存在。我国辉钼矿资源虽然丰富、分布相对集中，但品味不高，达到坑采品味的资源储量不足总量的50％，同时辉钼矿中石英、云母、长石等非金属矿物占比高达95％以上，造成目前辉钼矿生产辉钼精矿多采用磨矿-浮选的生产工艺，以含钼0.1％的辉钼矿，浮选工艺收率90％为例，每产生1吨含量45％的辉钼精矿将排放约500吨以上的钼尾矿，以及需要消耗大量的水资源。尽管该浮选工艺存在诸多问题，但以其工艺简单、固定投资较少等优点，在70余年的钼矿开发中依然是主流工艺技术。随着国家生态环境保护政策的发展，对钼矿企业开发中提出钼尾矿的综合利用、钼尾矿库的安全处置、以及水资源保护等技术要求，使各辉钼矿生产企业面临升级浮选工艺、寻求更加高效、环保的钼矿开发技术。

2、目前，水泥行业作为产能过剩的产业，不仅存在着生产过剩、生产成本增高等问题，将水泥厂的生产成本、企业生存难度大大推高，故如何开拓水泥厂新产品、增加新效益、及降低生产成本成为了水泥厂生存下去的重中之重。

3、本发明以辉钼矿中含有的氧化铝、氧化硅等物质替代水泥原料的粘土、砂石等，利用水泥熟料烧制的高温环境，将辉钼矿中的钼、铼、钨、铷、铯、钾、锂等有价金属提取出来，实现水泥烧制过程的一能多效，开发出水泥厂有价金属新产品，增加效益、降低生产成本，实现水泥厂的转型升级。本发明可适用水泥烧制联产有价金属开发的矿产资源不只限于辉钼矿，还可涵盖钨钼矿、长石矿、锂矿、金矿等多种矿产资源，通过水泥熟料配比计算和烧制过程合理的提取技术，即可实现水泥熟料烧制联产有价金属开发的双重目的。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，以辉钼矿中含有的石英、云母、长石等矿物替代水泥原料中粘土、砂石的氧化铝、氧化硅等物质用于烧制水泥熟料，通过水泥熟料烧制的高温环境，将钼矿中钼、铼、钨、铷、钾等有价金属元素提取出来，经水浸、化学沉淀、盐析、萃取、纯化等等工艺，得到钼盐、铼盐、钨盐、铷盐、钾肥等具有高经济价值的产品，实现水泥厂提能增效、钼矿多金属元素开发、无固废排放的多重目的。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，包括以下步骤：

4、步骤1：准备原料，按质量百分比，氧化钙(石灰石制得)：辉钼矿：铁矿石＝(47.5～62.5％)：(30～45％)：(0～7.5％)，将原料混合，均化，磨细，配成生料；

5、步骤2：将所述生料进行焙烧，生成高温烟气和固体产物，固体产物经冷却、磨细，获得水泥熟料，水泥熟料矿物成分主要为c3s、c2s、c4a3＄、c4af；

6、步骤3：在步骤2中所述的焙烧高温环境下，辉钼矿中的k2o、rb2o、moo3、re2o7、wo3等有价金属元素挥发出来，与高温烟气中的h2o水蒸气、so2、co2等相互反应，生成koh、k2so4、k2co3、k2moo4、k2wo4、kreo4、rboh、rb2so4、rb2co3、rb2moo4、rb2wo4、rbreo4等盐类，随烟气一起集中于窑灰中，处理加工成钾肥、铷盐、钼盐、钨盐、铼盐等高经济价值的产品。

7、进一步地，步骤1中所述的辉钼矿组分以质量百分比计分别为：sio2 65～75％、al2o310～20％、cao 0～5％、fe2o3 0～5％、k2o 0～8％、na2o 0～8％、余量为其他微量成分；石灰石中氧化钙含量不少于48％；铁矿石中全铁含量不少于66％。

8、进一步地，步骤1中所述的生料粒度为0.08～0.1mm。

9、进一步地，步骤2中所述生料送入回转窑焙烧，温度为1250～1450℃，保温时间为15～60min。

10、进一步地，步骤3所述的处理加工方法为：通过窑尾旁路放风收尘装置收集含铷盐、钾盐、钨盐、铼盐等的窑灰，通过水浸得到的不溶性沉淀物返回水泥原料仓，得到可溶性盐溶液ⅰ经化学沉淀后得到钼酸盐沉淀和可溶性盐溶液ⅱ，所述钼酸盐沉淀再经酸碱处理得到钼酸铵产品；所述可溶性盐溶液ⅱ经浓缩结晶得到硫酸钾粗钾肥和可溶性盐溶液ⅲ，所述硫酸钾粗钾肥纯化后得到硫酸钾产品，所述可溶性盐溶液ⅲ经深度分离工艺得到副产铷盐产品、副产铼盐产品和副产钨盐产品。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

12、本发明公开了一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，以钼矿中含有的石英、云母、长石等矿物替代水泥原料中粘土、砂石的氧化铝、氧化硅等物质用于烧制水泥熟料，通过水泥熟料烧制的高温环境，将钼矿中钼、铼、钨、铷、钾等金属元素提取出来，经深加工分离、萃取、纯化等工艺，得到钼盐、铼盐、钨盐、铷盐、钾肥等具有高经济价值产品的目的；该生产工艺不仅解决了传统工艺中钼矿开发多金属元素产生大量钼尾矿、浪费水资源的环境问题，而且可盘活水泥厂产品单一、竞争力差等问题，使水泥厂转型为多金属元素开发、水泥熟料烧制、节能环保型的综合性企业。

13、利用含石英、长石、云母等矿物资源的钼矿替代水泥原料中粘土、砂石的氧化铝、氧化硅等物质用于烧制水泥熟料，通过水泥熟料烧制的高温环境，将钼矿中钼、铼、钨、铷、钾等金属元素提取出来，收集窑灰中得到了更具经济价值的钾肥、铷盐、钼盐、钨盐、铼盐等产品，不仅实现了钼矿中多金属元素的开发、补贴水泥厂生产成本、丰富水泥厂产品、增强抗风险能力等，还减少了水泥厂粘土、砂石等原料的使用、无固废排放、保护了水资源，进而实现矿山资源的综合利用。本发明方法开发的多金属元素、制备的水泥熟料可应用于金属冶炼、金属材料、建筑、农业等领域。

技术特征：

1.一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，其特征在于，步骤1中所述的辉钼矿组分以质量百分比计分别为：sio2 65～75％、al2o3 10～20％、cao0～5％、fe2o3 0～5％、k2o 0～8％、na2o 0～8％、余量为其他微量成分；石灰石中氧化钙含量不少于48％；铁矿石中全铁含量不少于66％。

3.根据权利要求1所述的辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，其特征在于，步骤1中所述的生料粒度为0.08～0.1mm。

4.根据权利要求1所述的辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，其特征在于，步骤2中所述生料送入回转窑焙烧，温度为1250～1450℃，保温时间为15～60min。

5.根据权利要求1所述的辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，其特征在于，步骤3所述的处理加工方法为：通过窑尾旁路放风收尘装置收集含铷盐、钾盐、钨盐、铼盐等的窑灰，通过水浸得到的不溶性沉淀物返回水泥原料仓，得到可溶性盐溶液ⅰ经化学沉淀后得到钼酸盐沉淀和可溶性盐溶液ⅱ，所述钼酸盐沉淀再经酸碱处理得到钼酸铵产品；所述可溶性盐溶液ⅱ经浓缩结晶得到硫酸钾粗钾肥和可溶性盐溶液ⅲ，所述硫酸钾粗钾肥纯化后得到硫酸钾产品，所述可溶性盐溶液ⅲ经深度分离工艺得到副产铷盐产品、副产铼盐产品和副产钨盐产品。

技术总结
本发明提供一种辉钼矿替代水泥原料联产多种金属元素开发的方法，属于产资源开发、金属冶炼、提取和水泥制备的技术领域。本发明以钼矿中含有的石英、云母、长石等矿物替代水泥原料中粘土、砂石的氧化铝、氧化硅等物质，将氧化钙(石灰石制得)、辉钼矿和铁矿石混合后进行焙烧，生成高温烟气和固体产物，固体产物经冷却、磨细，获得水泥熟料；通过水泥熟料烧制的高温环境，将钼矿中钼、铼、钨、铷、钾等有价金属元素提取出来，经水浸、化学沉淀、盐析、萃取、纯化等等工艺，得到钼盐、铼盐、钨盐、铷盐、钾肥等具有高经济价值的产品，还减少了水泥厂粘土、砂石等原料的使用、无固废排放、保护了水资源，进而实现矿山资源的综合利用。

技术研发人员：朱天明,张瑞杰,张卓峰,李帅
受保护的技术使用者：吉林中泽新型建材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23