[科普中国]-树脂矿浆法-

简介

用离子交换树脂吸附矿浆中铀的成功促使前苏联在20 世纪60 年代初着手研究提金工艺中的离子交换技术，并于1978 年建成了世界上最大的穆龙陶树脂矿浆法( resin - in - pulp , RIP) 提金工厂。

1987 年南非Golden Jubilee 金矿采用RIP 替代炭浆法生产至今,金回收率从65 %提高到85 % ,生产能力增加200 %且成本下降许多。我国树脂矿浆法提金工艺的研究和应用也取得了长足的进展,20世纪80 年代末,我国自行研究设计投产的树脂矿浆法生产厂家有安徽霍山县东溪金矿(50 t/ d) 、河北省涞源县银坊金矿(50 t/ d) ;20 世纪90 年代中期建成投产的新疆阿希金矿(750 t/ d) ,成功地将独联体树脂提金技术和炭浆法提金设备融为一体,使我国的树脂矿浆提金技术达到了国际先进水平。树脂矿浆法的良好研究与工业应用基础,为其在Mo 及其他稀贵金属冶炼方面的应用提供了强有力的技术支持1。

树脂矿浆法的特点采用树脂矿浆法从矿浆中提取金、银,将浸出过程和有价元素的分离过程结合起来,避免倾析工序和过滤工序,尾渣表面所吸附的贵金属大为减少,能提高有价元素的综合回收率。通常,强碱性树脂吸附Cu、Zn 等贱金属氰络合物优于金氰络合物,能够非常有效地用于从提金厂尾矿中综合回收多种金属,尾液只需作一些简单处理就可往外排放,氰化物可以循环使用。

除了吸附速率较快、饱和载金量较高、解吸方便、不易被矿浆中的有机物污损等特点外,树脂矿浆法还具有吸附剂消耗量少,适合处理性质较复杂的矿石,能有效提高生产能力等优点。因具有明显的经济优势,近年来树脂矿浆法引起了世界各黄金生产国的广泛关注。

树脂矿浆法的常用树脂树脂矿浆法的研究主要集中在树脂的筛选、工艺条件的选择及工程设备的改进等方面。20 世纪70 年代以来,前苏联由于椰壳活性炭的短缺,开始研制并大量采用强、弱- 强混合碱性树脂用于吸附金氰化物的树脂矿浆法,其中应用最为成功的是AM—2B 树脂,迄今为止在俄罗斯、乌兹别克等独联体国家的树脂矿浆提金厂已有近30 年的应用历史。

我国对树脂矿浆法的专用树脂开展了大量的研究工作,较为成功的有上海树脂厂的凝胶704 型树脂和WR —16 型树脂、核工业部五所的353E 型树脂、南开大学的NK884 型树脂等。树脂对目标金属的选择性和吸附性能是树脂矿浆法的关键,其设计或制备一般要求具有如下特点:

(a) 来源广且价廉,故常选用不同交联度的凝胶型或粗绸状聚苯乙烯-二乙烯苯基型骨架;

(b) 高吸附容量(可降低树脂用量,且尾渣中贵金属离子含量少) ;

(d) 易解吸且再生循环性能好;

(e) 吸附动力学速率快;

(f) 良好的机械与化学性能,耐磨、不易被有机物污染2。

辉钼矿冶金工艺现状辉钼矿是工业上生产钼及其化合物的最主要的矿石来源。目前,国内外钼冶炼大都采用辉钼矿氧化焙烧- 氨浸工艺生产钼酸盐化合物,该工艺要求高温条件、能耗大,产生大量低浓度SO2 气体严重污染环境,同时还不适合于处理低品位钼精矿。20 世纪70 年代以来,国内外相继开发了许多辉钼矿的全湿法分解工艺,如硝酸分解工艺、氧压煮工艺、电氧化工艺及NaClO 分解工艺等,对于解决SO2 污染以及强化辉钼矿中伴生元素如Re 等的回收具有良好效果。

随着环保要求的日趋严格及含钼矿石贫、杂、细化的趋势,传统焙烧工艺的弊端日渐突出。而Na2ClO 分解工艺、电氧化工艺等的反应条件温和,设备投资较少,具有金属浸出率高、原料消耗少、无污染等优点,适合处理各种低品位复杂矿石。有关发展趋势主要体现在如下两个方面:一是采用全湿法工艺处理低品位复杂含钼矿物,研究或开发廉价的氧化剂或简便可行的氧化工艺过程;二是针对成分较复杂的钼焙砂,改进原有的氨浸工艺,探索新型提钼技术,降低生产成本,发展能综合回收多种金属的分离富集技术。

树脂矿浆法提钼的应用前景（1）我国含钼矿石的特点

我国钼矿探明储量多,从矿石类型来看,以辉钼矿石为主,其储量约占钼矿总保有储量的99 % ,混合钼矿石及类型不明的钼矿石只占全国总保有储量的1 %;矿石品位与世界主要钼资源国美国和智利相比,显著偏低,多属低品位矿床。

我国钼矿虽然品位低,但伴生有益元素多、经济价值高。单一钼矿的矿床储量只占全国总储量的14 % ,伴生有其他有用组分的矿床储量占全国总储量的64 %以上,与Cu、W、Sn 等金属共生和伴生的钼储量占全国钼储量的22 %。

由于矿石性质的复杂性,如含碳量高时钼难以选别与富集、钼精矿品位上不去,伴生钼矿石的浮选中矿、尾矿等属于低品位复杂矿石等,故针对这类矿石的特点,研究开发辉钼矿的新型冶金工艺及综合回收多种有价金属,已提到重要日程。

（2）树脂矿浆法提钼的主要优势

国内对钼的需求量长期稳定于4 000～5 000 t(金属量,合标准钼精矿1 万t 左右) ,而我国钼(包括钼精矿、工业MoO3 以及钼深加工产品) 的出口所占份额越来越大,近年来钼价格持续走强,这也为辉钼矿冶金工艺的基础研究提供了十分有利的契机。

对于低品位钼中矿、钼尾矿不能采用焙烧- 氨浸工艺,而应以全湿法浸出作为提钼的首选工艺,浸出过程的成本问题则是唯一的制约因素。可以借鉴提金过程中的树脂矿浆法,直接从辉钼矿石氧化浸出的悬浮液中直接吸附分离Mo 及伴生的Re 等有价元素,从而克服因固液分离造成的投资大、操作费用高等缺点,大幅度降低生产成本。对于难选的低品位复杂钼矿物及杂质含量高的焙砂的浸出,结合树脂矿浆法不仅可以免除过滤等工序,而且可以大幅度减轻除杂的任务,有利于降低钼酸铵的生产成本。

另外,利用树脂矿浆法可以实现浸出反应- 分离的过程耦合,强化辉钼矿或焙砂的浸出。目前,工业上Mo 、Re 的离子交换技术十分成熟,如采用D290、D380、D703、D701 等树脂,实现将矿浆中目标产物(Mo 、Re) 与悬浮固体分离,无论从理论上还是在生产实践中,其作用均不容置疑。

（3）树脂矿浆法提钼的发展趋势

树脂矿浆法能把辉钼矿的浸出反应过程与钼产物的吸附分离过程结合起来,在低品位钼矿物和杂质含量高的钼焙砂处理方面极具吸引力,而这方面的发展有赖于高效提钼树脂的开发及其吸附与解吸工艺的优化。

提钼专用树脂的研究开发有两种思路:一是针对矿浆浸出液的性质进行分子设计,制备具有多种官能团(强- 弱碱性基团结合) 与耐蚀性骨架、便于解吸及再生的离子交换树脂;二是将树脂通过成型化来改进其机械化学性能,即以惰性基底膜(如纤维、无纺布、耐蚀性滤布、合成高分子膜等) 为基础,以树脂(或其粉末) 为活性组分,采用机械压制或化学方法研制具有高吸附活性和容量的固化交换膜,或者直接将活性基团通过化学反应嫁接到成型膜上,从而使其方便置于悬浮液中或于悬浮液中取出,简化操作及工艺,减轻除杂的难度,降低原料消耗及生产成本。

树脂矿浆法处理高碳钼矿物应用的实例本应用实例中的辉钼矿取自湖南湘西某小矿山,因含煤故碳量较高,辉钼矿与煤很难选别,浮选得到的粗精矿含Mo 只有25 %左右,含C 约20 %～35 %。试验采用焙烧工艺结合树脂矿浆法生产钼酸铵产品。

将粗钼精矿于620 ℃下焙烧180 min ,得到的焙砂加入氨水、D308 大孔树脂,并在50 ℃下浸出吸附150 min ,然后对负载树脂进行筛分,尾渣弃去,用6～8 倍湿树脂体积的氨水( wNH3为6 %～8 %) 对载Mo 树脂洗脱,树脂经再生后循环利用;得到的洗脱液加入少量(NH4) 2S 除杂,再经酸沉、氨溶、蒸发结晶等工序得到钼酸铵产品。树脂对浸出液中Mo 的吸附率及解吸率均在99 %以上,Mo 的最终回收率可达到92 %～95 %。

总结树脂矿浆法具有高吸附容量、无需过滤、能综合回收金银多种有价金属等优点。发挥树脂矿浆法的相应优势,可有效解决现有焙烧- 氨浸工艺在处理难选低品位复杂辉钼矿中所存在的弊端,故其在提钼工艺中的研究和应用将日渐受到重视3。