專利名稱：從輝鉬礦中除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含有揮發(fā)性金屬硫化物如硫化鉛(PbS)的低品位的輝鉬礦中除去 并回收該揮發(fā)性金屬硫化物如硫化鉛(PbS)的方法，更具體地，本發(fā)明涉及在無(wú)氧氣氛和 高溫條件下處理低品位的輝鉬礦精礦，得到精制輝鉬礦，而使具有揮發(fā)性的鉛、銦、鋅、鉍等 的硫化物揮發(fā)而除去所述硫化物的方法。
背景技術(shù)：
鉬(Mo)是在眾多領(lǐng)域中均發(fā)揮非常重要作用的金屬元素之一，它可以提高鋼鐵 合金化時(shí)的強(qiáng)度；在化學(xué)領(lǐng)域中，它可以作為氫化反應(yīng)的催化劑；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，它可以作 為植物需要的微量元素等。鉬是在自然界中不以游離狀態(tài)產(chǎn)出的較稀有的元素。具有經(jīng)濟(jì) 價(jià)值的鉬的初始原料主要是輝鉬礦(molybdenite，MoS2)，礦石中輝鉬礦的含量比較低，通 常僅有約0. 05重量％至0. 1重量％，可利用的輝鉬礦蘊(yùn)藏資源大部分局限在中國(guó)、美國(guó)、智 利等幾個(gè)國(guó)家，且地殼中的蘊(yùn)藏量也較少，優(yōu)質(zhì)的輝鉬礦正在逐漸枯竭，基于這種現(xiàn)實(shí)，迫 切需要將鉬廢料進(jìn)行再利用或者對(duì)低品位礦進(jìn)行利用。
一方面，低品位輝鉬礦中含有鉛、鉍、銦等金屬，而鉛在鋼鐵的合金化工藝中可能 導(dǎo)致耐火材料的腐蝕、鋼鐵品質(zhì)的下降以及因其揮發(fā)飛散而引起的環(huán)境污染等問(wèn)題。鋼鐵 工業(yè)中使用的工業(yè)用三氧化鉬(MoO3)的鉛含量限定在一定水平(0. 05-0. 5重量％ )，因此， 在從含鉛的低品位輝鉬礦中制造工業(yè)用三氧化鉬時(shí)，開(kāi)發(fā)能從低品位輝鉬礦中有效除去鉛 的方法非常重要。
現(xiàn)有的從礦石精礦中除去硫化鉛的方法大致可以分為物理方法和化學(xué)方法，在物 理方法中的最具代表性的浮選工藝中，用分離篩選的方法使硫化鉛以方鉛礦的形態(tài)順利進(jìn) 行單體分離(liberation)是可能的。Ali-Naghi Beyzavi等在美國(guó)專利第5，439，115號(hào) (Process for Selective Flotation of Copper LeadZinc Sulfide)中公開(kāi)了浮選時(shí)調(diào)節(jié) 空氣和使用S02、Ca (OH) 2來(lái)調(diào)節(jié)pH和氧化還原電位，從而將金屬硫化物選擇性地進(jìn)行浮選 的方法。樸哲賢( ]" )等(赴虧沖智糾4。1晉旬岢到2009香沖哥舍蟄5^ (韓 國(guó)資源回收利用學(xué)會(huì)2009春季學(xué)術(shù)發(fā)表集))發(fā)表了在浮選含有I^bS的鉬礦時(shí)，將重鉻酸 鈉(Na2Cr2O7)作為抑制劑來(lái)使用，可以減少相當(dāng)一部分的I^bS，但是在通過(guò)浮選除去I^bS的 方法中，作為抑制劑使用的選礦試劑(Na2Cr2O7等)不僅會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且還會(huì) 抑制輝鉬礦的浮選而造成鉬的損失。
在化學(xué)方法中，除去I^bS的方法包括采用濕法冶金的方法，William Johnffark通 過(guò)美國(guó)專利第 3，969，106 號(hào)(Selective Hydrometallugical Separation ofLead from Complex Lead-Zinc-Copper Sulfide Ores or Derived Concentrates)發(fā)表了用亞氣酸 鹽在硫酸溶液中選擇性地氧化含有硫化鉛的復(fù)雜礦中的I^bs，使PbS轉(zhuǎn)換成硫酸鉛后，用鹽 水浸出并除去硫酸鉛的工藝。并且，使用三氯化鐵(FeCl3)從含有I^bS的硫化礦中選擇性 地僅將1 以PbCl2的形式浸出后，通過(guò)熔融電解回收金屬鉛的工藝已由Edward F. G.等在 美國(guó)專利第 4，082，629 號(hào)(Hydrometallurgical Process for Treating Metal Sulfides3ContainingLead Sulfide)和 Ronald Kammel 等在美國(guó)專利第 4，312，724 號(hào)(Method for theRecovery of Lead from Materials Containing Lead Sulfide)中公開(kāi)，{ ，由于 用濕法冶金除去硫化鉛(PbS)的方法是將大部分1 溶于水中而除去，因此，會(huì)產(chǎn)生含鉛的 廢水，在環(huán)境保護(hù)上存在很多問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而做出的，目的是提供選擇性地除去低品位的輝鉬礦 中含有的包括硫化鉛0 在內(nèi)的揮發(fā)性金屬硫化物的方法。
本發(fā)明提供了一種從含有揮發(fā)性金屬硫化物的輝鉬礦中除去揮發(fā)性金屬硫化物 的方法，該方法包括在高溫蒸發(fā)爐中，將所述輝鉬礦與惰性氣體接觸使輝鉬礦中的揮發(fā)性 金屬硫化物揮發(fā)；冷卻含有蒸氣的氣體，除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物。
按照本發(fā)明提供的除去揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其中，所述揮發(fā)性金屬硫化物 選自鉛、銦和鋅的硫化物中的一種。
按照本發(fā)明提供的除去揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其中，所述惰性氣體可以選自 氮?dú)?N2)、氬氣(Ar)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的一種或者它們的混合氣體。
按照本發(fā)明提供的除去揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其中，所述高溫蒸發(fā)爐的溫度 為 850-1IOO0C O
最后，按照本發(fā)明提供的除去揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其中，所述高溫蒸發(fā)爐的 溫度為 1000-1100°C。
本發(fā)明只通過(guò)冷凝來(lái)除去和回收揮發(fā)性金屬硫化物，與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明不 但能解決環(huán)境污染的問(wèn)題，而且還具有易于將硫化鉛(PbS)、硫化銦(InS)、硫化鋅(SiS)等 貴重資源回收利用的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的工藝圖2為在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的蒸發(fā)冷凝裝置的示意圖。
符號(hào)說(shuō)明
A為取樣舟；B為熱電偶；C為管式爐；D為氣瓶；E為流量調(diào)節(jié)器；F為溫度調(diào)節(jié)器； G為燒瓶；H為洗滌液。
具體實(shí)施方式
鉬的初始原料大部分從輝鉬礦(Molybdenite，MoS2)中獲得。將輝鉬礦暴露于空氣 中，在300°C以上時(shí)，輝鉬礦會(huì)被氧化成三氧化鉬(MoO3),氧化反應(yīng)的反應(yīng)式如下式(1)所 示
MoS2+7/202 — Mo03+2802 (1)。
三氧化鉬(MoO3)以粉末或者球團(tuán)礦的形式用作鋼鐵的合金化原料，或者經(jīng)過(guò)干式 或者濕式精制達(dá)到高純度后用作化學(xué)催化劑、顏料或者金屬制造用原料等。若輝鉬礦中存 在雜質(zhì)硫化鉛(PbS)，則它們也會(huì)被氧化成氧化鉛(PbO)，堿性氧化物氧化鉛與酸性氧化物 三氧化鉬會(huì)結(jié)合生成如下述反應(yīng)式(2)所示的二價(jià)鹽鉬酸鉛。
Mo03+Pb0 — PbMoO4 (2)
在進(jìn)行干式或者濕式精制時(shí)，鉬酸鉛會(huì)殘留在殘?jiān)卸广f的回收變得困難。
如上述反應(yīng)式(1)和反應(yīng)式( 所示，在氧存在的條件下，在300°C以上，輝鉬礦會(huì) 轉(zhuǎn)化為三氧化鉬(MoO3)或者鉬酸鹽。在600°C以上，三氧化鉬會(huì)升華而具有蒸汽壓，相反， MoS2則不升華而不具有蒸汽壓。
在金屬硫化物中，如表1所示的硫化鉛0 ，在800°C以上具有相當(dāng)?shù)恼羝麎海?此將含有硫化鉛的輝鉬礦在800°C以上的高溫下，暴露于無(wú)氧氣體中時(shí)，硫化鉛會(huì)揮發(fā)相當(dāng) 于蒸汽壓的量，而沒(méi)有蒸汽壓的二硫化鉬(MoS2)就會(huì)保留在礦石中。
表1不同溫度下硫化鉛(PbS)的蒸汽壓
權(quán)利要求
1.一種從輝鉬礦中除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，所述輝鉬礦含有揮發(fā)性金屬 硫化物，其特征在于，該方法包括在高溫蒸發(fā)爐中，將所述輝鉬礦與惰性氣體接觸，使輝鉬 礦中的揮發(fā)性金屬硫化物揮發(fā)；冷卻含有蒸氣的氣體，除去并回收所述揮發(fā)性金屬硫化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述揮 發(fā)性金屬硫化物選自鉛、銦和鋅的硫化物中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述惰 性氣體為選自氮?dú)?、氬氣、二氧化碳和甲烷中的一種或者它們的混合氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為850-1100°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為850-1100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為850-1100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為1000-1100°c。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為1000-1100°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的除去并回收揮發(fā)性金屬硫化物的方法，其特征在于，所述高 溫蒸發(fā)爐的溫度為1000-1100°c。
全文摘要
本發(fā)明涉及除去輝鉬礦(主要成分為MoS2)精礦中含有的硫化鉛(PbS)的方法，更具體地，本發(fā)明為了克服在現(xiàn)有的濕法冶金方法中使用的浸出劑而導(dǎo)致的缺陷，提供一種在干式處理爐中循環(huán)無(wú)氧惰性氣體，在高溫條件下使硫化鉛蒸發(fā)，并在低溫下冷凝回收該硫化鉛的方法，其特征是可以減少環(huán)境污染，使鉛、銦、鋅等有價(jià)金屬的硫化物更容易回收。
文檔編號(hào)C01G9/08GK102030363SQ20091026121
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月5日
發(fā)明者崔榮允, 李厚仁, 金炳洙, 金相培 申請(qǐng)人:韓國(guó)地質(zhì)資源研究院