一种同时处理辉钼矿及白合金的方法与流程

本发明属于有色金属冶金技术领域，尤其是难处理的白合金及辉钼矿的冶金技术，具体涉及一种同时处理辉钼矿及白合金的方法。

背景技术：

白合金是氧化铜钴精矿等经还原熔炼得到的一种中间产品，其主要成分为钴、铜、铁，还含有相当量的硅，由于结构致密稳定、极难破碎、抗酸蚀性强，是一种典型的难处理物料。

辉钼矿是一种层状化合物，层内以牢固的S-Mo-S离子键结合，而层与层之间靠微弱的范德华力维系，极易解理。非极性的解理面疏水性强、不易氧化，使得辉钼矿成为一种极难处理的硫化矿。

两种难处理物料都需要极端的浸出条件。如白合金需要在强酸性条件下使用氯气或高氯酸等强氧化剂浸出；而辉钼矿甚至用氧化还原电位达0.77V/SHE的Fe³⁺/Fe²⁺电对都不能将其氧化。也需要在高压釜中进行氧压浸出，或者也需要采用氯气、硝酸、次氯酸钠等强氧化剂。此外，湿法浸出辉钼矿硫几乎全部转变为硫酸盐或低浓度硫酸，硫不能利用还形成有害排放。

钼可以形成一系列被称为Chevrel phases的三元硫化物，可用作超导材料。这种三元硫化物是一种固溶体，其成分可写为Me_xMo₆S₈。Chevrel phases的化学活性较高，很容易发生酸溶或氧化反应。

我们设想，使辉钼矿和白合金两个不同的难处理物料在高温下反应，从而通过矿相重构使两个难处理物料转变成一种较高化学活性的易浸出原料，进而提取其中的各种有价元素。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种同时处理辉钼矿和白合金的方法。通过矿相重构使白合金和辉钼矿转化生成含钼多元硫化物，辉钼矿中的脉石反应生成渣与多元硫化物相分离。而所生成的多元硫化物进行湿法浸出，钼经氧化转变成六价的含氧化合物进入溶液或留于固相，进一步回收。铁、钴、铜等金属以阳离子形式进入溶液进一步回收，硫氧化转变成元素硫回收。

本发明是通过如下步骤实现的：

一种同时处理辉钼矿及白合金的方法：将辉钼矿与白合金混合后加热，使混合体系在高温下反应，转 变成含钼多元硫化物相，辉钼矿中的脉石生成渣与多元硫化物相分离，将所生成的多元硫化物进行湿法浸出。

上述方法中所处理的辉钼矿的钼品位为15～58％；白合金中元素质量分数：Fe 10.5～34.5％，Cu 13.5～42.5％，Co 17.3～37.1％，Si 7.7～14.1％。

上述方法中所处理的白合金的粒径小于40mm。

上述方法中白合金与辉钼矿质量比为(0.5～2)：1。

上述方法中辉钼矿和白合金混合后在900～1500℃的温度下处理20～200分钟。

上述方法中将所生成的多元硫化物破碎后进行湿法浸出，钼经氧化转变成六价的含氧化合物进入溶液或留于固相，进一步回收，铁、钴、铜以阳离子形式进入溶液进一步回收，硫氧化转变成元素硫。

上述方法中处理得到的多元硫化物破碎至粒度小于300μm。

上述方法中得到的多元硫化物经破碎后加入矿物酸，然后加入氧化剂进行常压酸浸，或者通入臭氧或氧气进行氧压酸浸。矿物酸包括硫酸、盐酸的一种或混合。氧化剂包括硝酸、硝酸钠、硫酸高铁、氯化高铁、过氧化氢、过硫酸或其盐。

发明优势

1、采用本发明的方法在高温下使白合金和辉钼矿两种难处理物料发生反应转变成一种容易浸出的多元含钼硫化物，实现矿相重构，变难处理为易处理；

2、对辉钼矿中的伴生金属硫化矿含量没有要求，对铜钼共生矿分选的要求大幅度降低；

3、原辉钼矿中的硫在浸出过程中以单质硫的形态产出，便于回收和储运，有利于解决传统辉钼矿火法和湿法工艺中的硫排放问题。

4、本发明方法操作简便，成本节约，易于工业应用。

附图说明

图1为实施例1中高温反应矿相重构得到的产物的XRD图；

图2为实施例2中高温反应矿相重构得到的产物的XRD图；

图3为实施例3中高温反应矿相重构得到的产物的XRD图。

具体实例方式

为了更详细地解释本发明，列举以下实施例进行说明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

将白合金粉(粒度为≤150μm占99.6％，Fe 15％，Cu 14.5％，Co 37.1％，Si 11.1％)与辉钼矿(含Mo 57.92％， S 38.12％)按质量比2:1机械混合，加热至1500℃，保温反应20min后冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤150μm占95％，其XRD图谱见图1。配置1.0mol·L^-1硫酸溶液，将高温反应产物进行氧压浸出，氧分压0.8MPa，浸出温度120℃，浸出时间1.0h。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率98.67％(其中60.2％的Mo进入溶液，39.8％进入固相)，铜浸出率96.25％、钴浸出率95.46％、铁浸出率96.65％、化学分析表明元素硫转化率92.6％。

实施例2

将白合金粒(200μm≤粒径≤1000μm占98％，Fe 10.5％，Cu 24.6％，Co 23.7％，Si 8.4％)与辉钼矿(含Mo 48.23％，S 32.40％)按质量比1.5:1机械混合，加热至1000℃，保温反应120min后冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤300μm占95％，其XRD图谱见图2。配置1.0mol·L^-1硫酸、1.0mol·L^-1硝酸溶液，将高温反应产物进行常压浸出。浸出温度80℃，浸出时间1.5h。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率98.86％(其中44.6％的Mo进入溶液，55.4％的Mo进入固相)，铜浸出率95.50％、钴浸出率95.64％、铁浸出率95.65％、化学分析表明元素硫转化率93.2％。

实施例3

将白合金粒(200μm≤粒径≤1000μm占98％，Fe 14.5％，Cu 22.5％，Co 34.7％，Si 14.1％)与辉钼矿(含Mo 15.86％，S 20.56％)按质量比0.5:1机械混合，加热至900℃，保温反应200min后冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤300μm占95％，其XRD图谱见图3。配置1.0mol·L^-1硫酸、1.2mol·L^-1过硫酸铵溶液将高温反应产物进行浸出。浸出温度80℃，浸出时间2.0h。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率98.36％(其中34.5％的Mo进入溶液，65.5％的Mo进入固相)，铜浸出率96.50％、钴浸出率95.64％、铁浸出率95.65％、化学分析表明元素硫转化率88.2％。

实施例4

将白合金粉(粒度为≤300μm占99.5％，Fe 15.4％，Cu 42.5％，Co 33.1％，Si 9.9％和辉钼矿(含Mo 32.25％，S 28.21％)按质量比1:1机械混合均匀，加热至1200℃，保温反应100min，冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤300μm占95％。配置1.0mol·L^-1硫酸、2.0mol·L^-1双氧水溶液，将反应产物进行浸出，浸出温度50℃，浸出时间2.0h。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率98.57％(99.5％的钼全部进入溶液)，铜浸出率95.60％、钴浸出率95.54％、铁浸出率95.86％、化学分析表明元素硫转化率84.1％。

实施例5

将白合金粒(200μm≤粒径≤1000μm占98％，Fe 10.5％，Cu 24.6％，Co 23.7％，Si 8.4％)与辉钼矿(含Mo 48.00％，S 32.00％)按质量比1.5:1机械混合，加热至1000℃，保温反应120min后冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤300μm占95％，通过XRD分析，可以得到与实施例2相似的结果。配置1.0mol·L^-1硫酸、1.2mol·L^-1硝酸钠溶液，将反应产物进行常压浸出。浸出温度80℃，浸出时间1.5h。矿相重构后的含钼硫 化物总氧化率98.67％(其中22.7％的Mo进入溶液，77.3％的Mo进入固相)，铜浸出率99.20％、钴浸出率99.12％、铁浸出率99.34％、化学分析表明元素硫转化率93.6％。

实施例6

将白合金块(30mm≤块度≤40mm，Fe 15.4％，Cu 42.5％，Co 33.1％，Si 9.9％和辉钼矿(含Mo 32.00％，S 28.00％)按质量比1:1机械混合均匀，加热至1200℃，保温反应100min，冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤150μm占95％。配置1.0mol·L^-1硫酸、2.0mol·L^-1硫酸高铁溶液，将反应产物进行浸出，浸出温度50℃，浸出时间2.0h。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率95.66％(其中23.6％的Mo进入溶液，76.4％的Mo进入固相)，铜浸出率97.65％、钴浸出率98.64％、铁浸出率99.65％、化学分析表明元素硫转化率94.6％。

实施例7

将白合金块(30mm≤块度≤40mm，Fe 14.5％，Cu 22.5％，Co 34.7％，Si 14.1％)与辉钼矿(含Mo 15.00％，S 20.00％)按质量比0.5:1机械混合，加热至900℃，保温反应200min后冷却。上层渣分离后，下层物料磨细至粒径≤150μm占95％，，通过XRD分析，可以得到与实施例3相似的结果。配置1.0mol·L^-1硫酸，进行臭氧浸出。臭氧流速1.1L·min^-1，浸出温度80℃，浸出时间2.5h。浸出温度80℃。矿相重构后的含钼硫化物总氧化率99.16％(其中99.5％的Mo进入溶液)，铜浸出率97.67％、钴浸出率97.68％、铁浸出率99.56％、化学分析表明元素硫转化率73.9％。

对比例1

白合金(粒度为≤150μm占99.6％，Fe 15％，Cu 14.5％，Co 37.1％，Si 14.1％)。配置1.0mol·L^-1硫酸溶液，将白合金进行氧压浸出，氧分压0.8MPa，浸出温度120℃，浸出时间1.0h，铜浸出率61.25％、钴浸出率56.46％、铁浸出率71.65％。

对比例2

辉钼矿(Mo 46.5％)。配置1.0mol·L^-1硫酸溶液氧压浸出，氧分压1.96MPa，浸出温度120℃，浸出时间2.5h，辉钼矿氧化率6.52％。