苯二胺还原酸浸大洋多金属结核研究-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
苯二胺还原酸浸大洋多金属结核研究
2011-08-05
研究了间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺对大洋多金属结核酸浸的还原作用, 结果表 明, 上述试剂均可作为多金属结核酸浸的有效还原剂。在室温、苯二胺用量0. 2~ 0. 4gg 结核矿、硫 酸用量0. 925g g、液固比4m lg 条件下, 仅浸出10~ 20m in, 多金属结核中锰、钴、镍浸出率即可大 于95%。苯二胺作还原剂用量较大时, 出现铜浸出率反而降低的现象。间苯二胺、邻苯二胺的还原 浸出效果稍优于对苯二胺。
反 6反 苯 二 胺 还 原 酸 浸 大 洋 多 金 属 结 核 研 究 3 张 亚 辉 孙 传 尧王 淀 佐 ( 北 京 矿 冶 研 究 总 院100044) 摘要研 究 了 间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 、对 苯 二 胺 对 大 洋 多 金 属 结 核 酸 浸 的 还 原 作 用 , 结 果 表 明 , 上 述 试 剂 均 可 作 为 多 金 属 结 核 酸 浸 的 有 效 还 原 剂 。 在 室 温 、苯 二 胺 用 量 0. 2~ 0. 4gög 结 核 矿 、硫 酸 用 量 0. 925gög、液 固 比 4m lög 条 件 下 , 仅 浸 出 10~ 20m in, 多 金 属 结 核 中 锰 、钴 、镍 浸 出 率 即 可 大 于 95%。 苯 二 胺 作 还 原 剂 用 量 较 大 时 , 出 现 铜 浸 出 率 反 而 降 低 的 现 象 。 间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 的 还 原 浸 出 效 果 稍 优 于 对 苯 二 胺 。 关 键 词多 金 属 结 核 (锰 结 核 ) 浸 出苯 二 胺还 原   大 洋 多 金 属 结 核 (通 常 也 称 锰 结 核 ) 作 为 硫 酸 溶 液 洗 涤 , 再 经 烘 干 、 处 理 送 化 学 分 析 , 一 项 巨 大 的 海 底 潜 在 资 源 , 日 益 受 到 许 多 国 家 的 重 视 , 对 它 的 开 发 利 用 研 究 已 成 为 当 今 矿 冶 研 究 的 一 大 热 点 。 对 于 大 洋 多 金 属 结 核 的 常 温 浸 出 处 理 , 还 原 剂 的 选 择 是 取 得 成 功 计 算 金 属 浸 出 率 。 2 浸 出 试 验 2. 1多 金 属 结 核 间 苯 二 胺 还 原 酸 浸 试 验 2. 1. 1间 苯 二 胺 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 [ 1, 2 ] 的 关 键 要 素 , 作 者 曾 就 最 简 单 芳 胺 类 化 合 物 - 苯 胺 对 多 金 属 结 核 酸 浸 的 还 原 作 用 进   由 试 验 结 果 (图 1) 可 见 , 常 温 (室 温 ) 常 压 下 [ 3 ] 行 了 报 道 , 本 文 以 稀 硫 酸 溶 液 为 浸 出 介 质 , 考 察 二 元 芳 胺 类 化 合 物 间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 、 对 苯 二 胺 对 大 洋 多 金 属 结 核 浸 出 的 还 原 作 用 。 加 入 少 量 间 苯 二 胺 即 可 提 高 多 金 属 结 核 中 的 金 属 浸 出 率 。 未 加 间 苯 二 胺 酸 浸 时 , 多 金 属 结 核 中 钴 、 锰 、 镍 的 浸 出 率 均 低 于 20%。间 苯 二 胺 用 量 为 0. 2gög矿 时 , 钴 、 锰 浸 1 试 验 原 料 及 方 法 试 验 用 多 金 属 结 核 矿 样 取 自 中 太 平 洋 海 盆 , 主 要 化 学 成 分 为 (% ): M n21. 09、 Fe13. 3 1 2 0 7、N i0. 65、Cu0. 43、Co0. 33、 Pb0. 096、 Zn0. 5、M o0. 038、 T iO 4、M gO 1. 97、 SiO 2 1. 54、 A l O 2 3 3. 3、 CaO 2. 2 11. 59。 矿 样 粒 度 - 0. 74mm 占 77%。 所 用 试 剂 硫 酸 、 间 苯 二 胺 、 邻 苯 二 胺 、对 苯 二 胺 均 为 分 析 纯 。 浸 出 试 验 用 250m l 烧 杯 , 称 取 20g 多 金 属 结 核 矿 样 在 恒 温 磁 力 搅 拌 器 上 进 行 , 浸 出 结 束 后 固 液 分 离 , 浸 渣 用 100m lpH 2苯 稀 图 1  间 苯 二 胺 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 液 固 比 4m lög, 浸 出 时 间 20m in, 温 度 20℃   3 北 京 矿 冶 研 究 总 院 电 控 研 究 室 博 士 。 反 7反 出 率 大 于 98% , 镍 浸 出 率 大 于 97% , 铜 浸 出 率 大 于 85%。 随 着 间 苯 二 胺 用 量 不 断 增 大 , 铜 浸 出 率 反 而 迅 速 下 降 , 其 它 金 属 的 浸 出 率 也 稍 有 降 低 。 这 可 能 由 于 已 浸 出 的 金 属 离 子 与 反 应 剩 余 的 间 苯 二 胺 作 用 , 生 成 难 溶 于 水 的 络 合 物 或 沉 淀 混 入 浸 渣 所 致 。 属 结 核 , 各 有 价 金 属 即 可 达 到 理 想 的 浸 出 率 。 2. 1. 2硫 酸 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 由 试 验 结 果 (图 2) 可 知 , 各 金 属 浸 出 率 随 着 硫 酸 用 量 增 加 而 提 高 。 硫 酸 用 量 较 低 时 , 各 金 属 浸 出 率 增 长 梯 度 较 大 , 硫 酸 用 量 达 0. 9 25gög 矿 时 , 各 金 属 浸 出 率 趋 于 稳 定 。 铜 、铁 浸 出 率 随 硫 酸 用 量 变 化 趋 势 相 似 , 且 较 钴 、 锰 、镍 更 为 敏 感 。 铜 、铁 浸 出 率 低 于 钴 、锰 、镍 浸 出 率 。 图 3  浸 前 矿 浆 温 度 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 间 苯 二 胺 用 量 0. 2gög 结 核 矿 , 液 固 比 4m lög, 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 浸 出 时 间 20m in 2. 1. 4液 固 比 对 金 属 浸 出 率 的 影 响由 试 验 结 果 (图 4) 可 知 , 除 铜 外 其 它 金 属 的 浸 出 率 随 着 液 固 比 增 大 而 下 降 , 这 主 要 由 于 稀 释 了 硫 酸 浓 度 , 降 低 了 反 应 动 力 学 条 件 所 致 。铜 的 浸 出 率 在 液 固 比 为 5m lög 时 达 到 极 大 值 , 继 续 增 大 液 固 比 浸 出 率 下 降 。 图 2  硫 酸 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 间 苯 二 胺 用 量 0. 2gög 结 核 矿 , 液 固 比 4m lög, 浸 出 时 间 20m in, 温 度 22℃ 2. 1. 3温 度 对 金 属 浸 出 率 的 影 响间 苯 二 胺 还 原 酸 浸 多 金 属 结 核 是 瞬 间 放 出 大 量 热 能 的 致 热 反 应 , 室 温 下 浸 出 放 出 的 热 量 足 以 把 矿 浆 升 温 至 50℃ 以 上 。 我 们 考 察 了 浸 出 反 应 前 矿 浆 温 度 对 有 价 金 属 浸 出 的 影 响 。 图 4  液 固 比 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 间 苯 二 胺 用 量 0. 2gög 结 核 矿 , 温 度 20℃ , 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 浸 出 时 间 20m in 试 验 结 果 (图 3) 表 明 , 浸 前 矿 浆 温 度 由 2 0 ℃ 升 至 3 0 ℃ 时 , 各 金 属 浸 出 率 略 有 上 升 , 钴 、 锰 浸 出 率 大 于 99% , 镍 浸 出 率 大 于 8% , 铜 浸 出 率 大 于 87%。 浸 前 矿 浆 温 度 高 2 . 1. 5浸 出 时 间 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 浸 出 时 间 试 验 (图 5) 表 明 , 常 温 (20℃ ) 常 压 下 浸 出 10m in 各 有 价 金 属 即 可 达 到 很 高 的 浸 出 率 , 钴 、 锰 、 镍 、 铜 的 浸 出 率 分 别 大 于 9 于 30℃ , 金 属 浸 出 率 随 温 度 波 动 不 大 。 温 度 试 验 说 明 , 应 用 间 苯 二 胺 作 还 原 剂 不 需 要 加 热 矿 浆 预 先 活 化 , 在 室 温 条 件 下 浸 出 多 金 9 8%、97%、95%、85% , 说 明 应 用 间 苯 二 胺 还 反 8反 2 + 已 浸 出 的 Cu 与 反 应 剩 余 的 邻 苯 二 胺 作 用 , 生 成 产 物 返 渣 所 致 。为 了 证 实 这 一 推 测 , 用 邻 苯 二 胺 与 pH 2苯 的 CuSO 4 溶 液 作 用 , 结 果 生 成 了 既 不 溶 于 水 又 难 溶 于 磺 化 煤 油 的 沉 淀 , 2 + 可 见 Cu 与 邻 苯 二 胺 的 沉 淀 反 应 是 导 致 铜 浸 出 率 降 低 的 原 因 。 2. 3多 金 属 结 核 对 苯 二 胺 还 原 酸 浸 试 验 对 苯 二 胺 还 原 酸 浸 试 验 (图 7) 表 明 , 应 用 对 苯 二 胺 作 还 原 剂 可 以 较 大 改 善 多 金 属 结 核 的 酸 浸 效 果 。 锰 、钴 、镍 浸 出 率 随 对 苯 二 胺 用 量 增 加 上 升 很 快 , 对 苯 二 胺 用 量 为 0. 4gög 矿 时 , 锰 、 镍 、 钴 的 浸 出 率 分 别 大 于 或 接 近 图 5  浸 出 时 间 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 间 苯 二 胺 用 量 0. 2gög 结 核 矿 , 温 度 20℃ , 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 液 固 比 4m lög 9 6%。 铜 、 铁 的 浸 出 率 当 对 苯 二 胺 用 量 大 于 原 酸 浸 多 金 属 结 核 反 应 速 度 很 快 , 仅 仅 0. 3gög 矿 时 , 开 始 迅 速 下 降 。 1 0m in 反 应 就 可 基 本 完 成 。 铜 、铁 浸 出 率 始 终 低 于 钴 、锰 、镍 浸 出 率 。 以 上 试 验 表 明 , 间 苯 二 胺 是 大 洋 多 金 属 结 核 常 温 (室 温 ) 酸 浸 的 有 效 还 原 剂 。 2. 2多 金 属 结 核 邻 苯 二 胺 还 原 酸 浸 试 验 邻 苯 二 胺 还 原 酸 浸 试 验 (图 6) 表 明 , 使 用 邻 苯 二 胺 作 还 原 剂 可 较 大 提 高 多 金 属 结 核 酸 浸 的 金 属 浸 出 率 。 邻 苯 二 胺 用 量 为 0. 2gög 矿 时 , 锰 、 钴 浸 出 率 大 于 98% , 镍 浸 出 率 接 近 9 8%。邻 苯 二 胺 用 量 较 大 时 , 锰 、钴 、镍 浸 出 率 略 有 下 降 。 值 得 注 意 的 是 铜 的 浸 出 率 随 邻 苯 二 胺 用 量 增 加 反 而 迅 速 下 降 , 推 测 是 由 于 图 7  对 苯 二 胺 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 温 度 21℃ 液 固 比 4m lög, 浸 出 时 间 20m in 3 试 验 结 果 讨 论 从 以 上 试 验 可 以 看 出 , 使 用 间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 、对 苯 二 胺 作 还 原 剂 , 均 可 有 效 提 高 多 金 属 结 核 酸 浸 的 金 属 浸 出 率 。 上 述 试 验 浸 出 矿 浆 均 具 有 易 于 固 液 分 离 的 特 点 , 过 滤 速 度 很 快 。 从 锰 、钴 、镍 浸 出 率 看 , 间 苯 二 胺 、邻 苯 [ 3 ] 二 胺 的 还 原 浸 出 效 果 与 苯 胺 相 近 , 对 苯 二 图 6  邻 苯 二 胺 用 量 对 金 属 浸 出 率 的 影 响 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 , 温 度 21℃ , 液 固 比 4m lög, 浸 出 时 间 20m in 胺 的 还 原 浸 出 效 果 稍 差 。 [ 苯 二 胺 还 原 酸 浸 法 与 美 国 专 利 报 道 4 ] ( 下 转 至 第 26 页 ) 反 26反 M oS M oS 2 2 发 生 次 级 反 应 , 生 成 M oO 2 , 大 部 分 。 但 量 的 二 氧 化 钼 焙 砂 , 用 于 钼 铁 生 产 , 提 高 钼 的 总 收 率 1%~ 2%。 我 国 每 年 钼 铁 产 量 已 突 破 万 t, 广 泛 采 用 炉 外 法 生 产 。 众 厂 家 对 于 含 低 2 参 加 反 应 后 ,M oO 就 氧 化 成 M oO 3 易 产 生 高 温 烧 结 现 象 。 为 防 止 焙 砂 熔 融 粘 结 , 添 加 一 定 量 氧 化 铁 (根 据 钼 铁 生 产 配 料 比 ) , 其 作 用 : ① 氧 化 铁 起 触 媒 催 化 作 用 , 传 递 氧 源 , 加 速 氧 化 脱 硫 反 应 ; ② 分 散 焙 烧 物 料 , 阻 碍 氧 化 钼 熔 化 烧 结 ; ③ 生 成 部 分 钼 盐 , 相 对 防 止 了 2 价 态 M oO 过 高 ( 超 出 总 钼 量 7% 以 上 ) 焙 砂 , 皆 谨 慎 选 用 , 以 防 止 出 现 热 量 不 足 的“ 冷 过 程 ”现 象 。 对 此 , 只 要 采 用 本 研 究 所 研 制 的 〔 3〕 钼 铁 冶 炼 “ 分 层 配 料 ”工 艺 , 即 能 有 效 防 止 M oO 3 在 焙 烧 和 冶 炼 过 程 中 的 高 温 升 华 。 “ 冷 过 程 ”现 象 。 参 考 文 献 5 结 语 1 2 3 铁 合 金 冶 金 法 1 上 海 : 科 学 技 术 出 版 社 , 1978 杜 艳 珍 等 1 铁 合 金 , 1982, (3) 根 据 生 产 试 验 结 果 , 钼 精 矿 的 氧 化 焙 烧 , 在 650~ 700℃ 时 , 采 用 添 加 铁 鳞 和 堆 (上 接 第 8 页 ) 积 物 料 二 次 反 应 的 方 法 , 可 获 得 一 定 中 国 钼 业 协 会 1 中 国 钼 业 论 文 集 , 1989 ( 上 接 第 8 页 ) 浸 出 10~ 20m in 多 金 属 结 核 中 锰 、 钴 、 镍 浸 出 率 即 可 达 到 95% 以 上 。 应 用 苯 二 胺 作 还 原 剂 , 均 发 生 苯 二 胺 用 量 较 大 时 铜 浸 出 率 反 而 降 低 的 现 象 。间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 的 还 原 浸 出 效 果 稍 优 于 对 苯 二 胺 。 的 草 酸 还 原 酸 浸 法 相 比 具 有 酸 耗 、 药 耗 及 液 固 比 小 的 优 点 ; 与 常 规 亚 硫 酸 盐 还 原 酸 浸 法 [ 5 ] 法 的 金 属 浸 出 率 相 近 , 但 浸 出 矿 浆 具 有 更 [ 6 ] 。 好 的 过 滤 性 应 用 苯 二 胺 还 原 酸 浸 多 金 属 结 核 均 发 生 铜 浸 出 率 随 苯 二 胺 用 量 增 大 而 降 低 的 现 象 , 实 际 应 用 时 可 采 用 二 段 浸 出 工 艺 , 第 一 段 先 采 用 直 接 常 温 酸 浸 (不 加 苯 二 胺 ) 浸 出 易 浸 铜 , 第 二 段 采 用 苯 二 胺 还 原 酸 浸 浸 出 剩 余 难 溶 有 价 金 属 , 这 样 既 可 提 高 铜 浸 出 率 , 又 可 降 低 苯 二 胺 用 量 , 并 且 给 后 续 金 属 分 离 创 造 有 利 条 件 。 参 考 文 献 1 2 3 4 5 Fuerstenau D W and Han K N. M ineral Process2 ing and Techno logy Review , 1983(1): 1 王 淀 佐 , 张 亚 辉 , 孙 传 尧 1 国 外 金 属 矿 选 矿 , 1996 ( 9): 3 张 亚 辉 , 孙 传 尧 , 王 淀 佐 1 有 色 金 属 (季 刊 ) , 1996 3): 48 Zeitlin H and Fernando Q. U S Patent, 1981, 259295 ( 4 4 结 论 Kanungo S B and Jena P K. Hydrom etallurgy, 间 苯 二 胺 、邻 苯 二 胺 、对 苯 二 胺 均 可 作 为 1988, 21: 41 多 金 属 结 核 常 温 酸 浸 的 有 效 还 原 剂 。在 室 温 、 6一 条 美 智 夫 1 日 本 公 开 特 许 公 报 , 1981, 昭 56- 119743 苯 二 胺 用 量 0. 2~ 0. 4gög 结 核 矿 、 硫 酸 用 量 0. 925gög 结 核 矿 、液 固 比 4m lög 条 件 下 只 需
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号