第４２卷　第３期
２０２３年８月铀　矿　冶
ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．４２　Ｎｏ．３
Ａｕｇ
．２０２３收稿日期：２０２２ １２ ０２
基金项目：中核集团青年英才项目（Ａ１０１ ６
）第一作者简介：梁耕宇（１９９６—）
，男，广西柳州人，硕士，助理工程师，主要从事铀水冶、铀纯化研究。某难处理钼矿浸出工艺研究
梁耕宇，康绍辉，孟　晋，王洪明，杨剑飞，武翠莲
（核工业北京化工冶金研究院，北京１０１１４９
）
摘要：某钼矿石具有品位低、分选难、钼矿物种类多且部分位于包裹体中的特点。针对该钼矿的难处理特性，分析了难浸机理，并在高温下使用高浓度硫酸进行了浸出试验研究。结果表明：高浓度硫酸能破解黄铁矿包裹体；提升硫酸用量、升高温度、增加氧化剂用量、减小矿石粒度均有利于钼的浸出。在矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％）、硫酸用量２０％、ＭｎＯ２用量２％、浸出温度９０℃、浸出时间３ｈ条件下，钼的浸出率由常规搅拌浸出的３０％～４０％提高至７２％。研究结果为该钼矿资源的开发利用提出了针对性的解决措施，使钼的浸出效果取得了突破。
关键词：包裹；钼矿；强化浸出；氧化剂
中图分类号：ＴＦ１１１．３　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００ ８０６３（２０２３）０３ ００２４ ０５犇犗犐：１０．１３４２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｙｋｙ
．２０２２．１２．０１  钼具有优良的物理化学及机械性能，
在冶金、化工、航天等领域得到广泛应用［１］
。中国钼资源储量高，但具有品位低、难处理的特点，多与铀、
钨、铜等形成伴生矿物［２］。湿法冶炼工艺处理钼
矿是在溶液中将低价态Ｍｏ氧化为Ｍｏ（Ⅵ），同时将矿石中Ｍｏ（Ⅵ）
溶解，从而实现对钼资源的回收利用。针对不同类型的矿物，湿法冶炼钼常用
的方法有硝酸氧化法［３］、次氯酸钠氧化法［４］和氧压分解法［
５
］。目前，国内外研究多集中在解决钼矿选冶难
和共伴生金属综合利用的问题［６ ８］
，对于包裹型钼
矿的浸出工艺研究较少。已有研究表明，硫酸浸出对高氧化率、可浮性差的难选钼矿具有较高的
浸出率［９］。研究人员分别采用加压碱浸［１０］、氧化焙烧—酸浸技术［
１１］
，研究了包裹型铀钼矿的浸出工艺。笔者针对某难处理钼矿石的包裹型特性，
在分析制约钼浸出效率关键因素的基础上，通过强化浸出技术研究，使用高浓度硫酸破解包裹体，旨在为该矿石的工业化浸出提供参考。
１　矿石特性
以中低温热液斑岩型矿床的矿石为研究对象（表１），该矿样矿性复杂，目的钼矿物嵌布极其微细，部分以胶状矿物存在，难以通过选矿富集。矿石钼平均品位为０．２１％，其工艺矿物学研究结果见表２。可以看出，该矿石中钼矿物种类较多，部分钼矿物存在于黄铁矿的包裹体中，导致浸出剂渗透困难，很难对其中的矿物进行高效溶浸。矿物物相分析表明，该矿石中易浸出的钼仅占钼总量的２４．６６％，其余的钼在钼铅矿和硫化矿物中；其中在钼铅矿中的钼占总量的２３．２１％。因此，浸出研究重点主要集中在黄铁矿包裹体的破解。
表１　矿样主要化学成分
犜犪犫犾犲１　犕犪犻狀犮犺犲犿犻犮犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊狅犳狋犺犲犿犻狀犲狉犪犾狊犪犿狆
犾犲％
成分ＭｏＦｅＡｌＳｉＯ２ＡｓＦＣａＭｇＳ质量分数
０．２１
３．５２
６．９１
７１．０
０．０１
０．１３
＜０．
０３０．２１
reaction kinetics mechanism期刊４．２４
表２　矿样工艺矿物学分析结果
犜犪犫犾犲２　犘狉狅犮犲狊狊犿犻狀犲狉犪犾狅犵狔狉
犲狊狌犾狋狊狅犳狋犺犲狅狉犲钼相态狑（Ｍｏ）／％分布率／％钼华、铁钼华０．０３０１４．２１钼钨钙矿０．０２２１０．４５钼铅矿０．０４９２３．２１胶硫钼矿
０．１１０５２．１３小计
０．２１１
１００．００
２　矿石浸出性能探索
首先探究了常规方法对钼的浸出效果。分别以盐酸、硫酸和硝酸为浸出剂，ＭｎＯ２为氧化剂，进行浸出试验，浸出时间４ｈ，液固体积质量比为１∶１ｍＬ／ｇ
，具体浸出条件及结果见表３。可以看出，
钼浸出率均较低，其中硝酸浸出效果最好，硫酸次之，盐酸最差。氯离子虽然能与钼形成配合物，
但由于大部分钼在包裹体中，导致不易发生该配合反应。综合考虑成本以及环境影响，确定以硫酸作为浸出剂。常规浸出方法对包裹体破解不足，
对于处于包裹体内的矿物浸出远远不够。表３　常规酸法浸出试验条件及结果犜犪犫犾犲３　犆狅狀犱犻狋犻狅狀狊犪狀犱狉犲狊狌犾狋狊狅犳犮狅狀狏犲狀狋犻狅狀犪犾犪犮犻犱犾犲犪犮犺犻狀犵犿
犲狋犺狅犱粒度／ｍｍ浸出剂ＭｎＯ２用量／％浸出温度／℃渣计Ｍｏ浸出率／％－０．１５１０％盐酸２室温３３．７９－０．１５１０％硫酸２室温４０．４８－０．１５
１０％硝酸
２
室温
４３．５３
３　矿石强化浸出机理
在酸性条件下，黄铁矿的氧化溶解过程随硫
酸浓度的增加而得到促进［１２］
。提升初始硫酸浓
度有助于黄铁矿和硫化钼的分解，升高温度能促
进铁和钼的氧化浸出［１３］。因此，黄铁矿包裹体的
破解可从强酸和高温条件进行研究。
在常规稀硫酸浸出时，矿石中的黄铁矿很少分解。高浓度硫酸可以破解黄铁矿包裹体，主要发生以下反应
［１４ １７］
：
ＦｅＳ２＋Ｈ２ＳＯ  ４ＦｅＳＯ４＋Ｈ２
Ｓ＋Ｓ，（１）４ＦｅＳ２＋６Ｈ２ＳＯ４＋３Ｏ２（ａｑ
）２Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋６Ｈ２Ｏ
＋８Ｓ，（２）２ＦｅＳ２＋１１Ｆｅ２（ＳＯ４）３＋
１２Ｈ２  Ｏ２４ＦｅＳＯ４＋１２Ｈ２ＳＯ４＋Ｓ。（３）高浓度硫酸与黄铁矿反应，使其中的－１价硫发生歧化反应生成－２价硫和０价硫，从而使黄铁矿包裹体破解；
产生新的毛细孔和裂隙，有助于浸出剂向包裹体内部渗透。在２５～９０℃、常压条件下，黄铁矿氧化的最终反应按式（２
）
进行。同时，反应（１）和（３）生成的Ｆｅ
２＋
在氧化剂的作用下生成Ｆｅ
３＋
，可在浸出过程中将钼氧化成高价。４　矿石强化浸出试验
４．１　酸用量试验
为破解黄铁矿包裹体，需提高硫酸浓度及反应温度。针对该钼矿进行了不同酸用量的试验。浸出条件：矿石质量５０ｇ
，矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％），ＭｎＯ２用量２
％，浸出温度９０℃，液固体积质量比１．５∶１ｍＬ／ｇ，搅拌浸出时间５ｈ，
浸出结果见图１。可以看出，随着硫酸用量的增加，钼浸出率随之提高。硫酸浓度的增加有利于破解包裹体，
形成孔隙、裂缝，促进内部矿物的氧化、溶解、扩散，从而提高矿物中钼的浸出率；但酸用量大于２０％后，钼的浸出率提高较慢。因此，酸用量以２０％为宜
。
图１　硫酸用量对钼浸出率的影响犉犻犵．１　犈犳犳犲犮狋狅犳狊狌犾犳狌狉犻犮犪犮犻犱犱狅狊犪犵
犲狅狀犿狅犾狔犫犱犲狀狌犿犾犲犪犮犺犻狀犵狉
犪狋犲４．２　氧化剂用量试验
ＭｎＯ２作为强氧化剂，
在酸性条件下，对具有还原性的硫化矿物有一定的氧化效果［１８ １９］
。由
５
２　第３
期梁耕宇，等：某难处理钼矿浸出工艺研究
于该矿中含有一定量的硫化矿物（如ＦｅＳ２）
，ＭｎＯ２可能起到破解包裹的作用，因此进行了氧化剂加入量试验。
浸出条件：矿石质量５０ｇ
，矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％），硫酸用量２０％，
浸出温度９０℃，液固体积质量比１．５∶１ｍＬ／ｇ，搅拌浸出时间５ｈ，浸出试验结果见图２。可以看出，ＭｎＯ２加入量由０增加到２％时，钼浸出率提高５％，说明ＭｎＯ２对黄铁矿包裹体有一定的破解作用；再提高ＭｎＯ２的加入量，钼的浸出率增幅不大。因此认为，当ＭｎＯ２加入量为２％时，包裹体的破解效果达到最大限度
。
图２　犕狀犗２用量对钼浸出率的影响
犉犻犵．２　犈犳犳犲犮狋狅犳犕狀犗２犱狅狊犪犵犲狅狀犿狅犾狔犫犱犲狀狌犿犾犲犪犮犺犻狀犵
狉犪狋犲４．３　矿石粒度试验
由于包裹体的存在，使钼的浸出率难以提高。理论上，矿石的粒度越细，目标矿物暴露越充分，越有利于矿物的氧化溶浸；但矿石磨的越细其加工成本越高，
固液分离越困难。综合以上因素，选择－６０目（－０．３０ｍｍ）、－８０目（－０．２０ｍｍ）、－１００目（－０．１５ｍｍ）、－１２０目（－０．１２５ｍｍ）
、－１５０目（－０．１０ｍｍ）粒度进行研究，相应粒度占比均为７５％。
浸出条件：矿石质量５０ｇ，ＭｎＯ２用量２％，硫酸用量２０％，浸出温度９０℃，液固体积质量比１．５∶１ｍＬ／ｇ
，搅拌浸出时间５ｈ，浸出结果见图３。可以看出，钼浸出率随矿石粒度的减小而增高；但当矿石破碎
到－０．１５ｍｍ以后，粒度的影响效果降低，钼浸出率没有明显提升。综合考虑，选择矿石粒度为－０．１５ｍｍ（占比７５％）
。图３　矿石粒度对钼浸出率的影响
犉犻犵．３　犈犳犳犲犮狋狅犳狅狉犲犵狉犪狀狌犾犪狉犻狋狔狅狀犿狅犾狔
犫犱犲狀狌犿犾犲犪犮犺犻狀犵狉
犪狋犲４．４　浸出温度试验
温度是矿石浸出的重要影响因素之一。升高温度不仅能够提高化学反应速率，也能缩小ＦｅＳ２在高酸度条件下的稳定区面积，ＦｅＳ２更容易发生
氧化还原反应［
２０］
。浸出条件：矿石质量５０ｇ，矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％），ＭｎＯ２用量２％，硫酸用量２０％，浸出温度５０～９０℃，液固体积质量比１．５∶１ｍＬ／ｇ
，搅拌浸出时间５ｈ，浸出结果见图４。可以看出，随着浸出温度的提高，钼浸出率提高；当温度在８０℃以下时，
随温度升高，钼浸出率明显提高；当温度为８０℃以上时，钼浸出率随温度升高增幅不大。因此，综合考虑节能和资源回收率，浸出温度选择８０～９０℃较适宜
。
图４　温度对钼浸出率的影响
犉犻犵．４　犈犳犳犲犮狋狅犳狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狅狀犿狅犾狔
犫犱犲狀狌犿犾犲犪犮犺犻狀犵狉
犪狋犲６２铀　矿　冶第４２卷　
４．５　浸出时间试验
由于单钼矿中含有一定量难浸矿物，目标金属的浸出有一个由外向内和由内向外的传质过程；在浸出剂与矿物的化学反应过程中，保持一定的浸出时间是必要的。
浸出条件：矿石质量５０ｇ
，矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％），ＭｎＯ２用量２
％，硫酸用量２０％，浸出温度９０℃，液固体积质量比１．５∶１ｍＬ／ｇ，浸出结果见图５。可以看出，延长浸出时间，有利于目标矿物浸出；但浸出时间超过３ｈ后，浸出率增幅较小。综合考虑，浸出
时间以３ｈ为宜
。
图５　浸出时间对钼浸出率的影响犉犻犵．５　犈犳犳犲犮狋狅犳犾犲犪犮犺犻狀犵狋犻犿犲狅狀犿狅犾狔
犫犱犲狀狌犿犾犲犪犮犺犻狀犵狉
犪狋犲５　结论
１
）该钼矿石包含氧化矿物和硫化矿物，部分钼位于黄铁矿包裹体中，
浸出难度高。采用高浓度硫酸浸出矿物，能够破解黄铁矿，促进包裹体内钼的浸出，
提高了该矿石的钼浸出率。２
）提升硫酸用量、升高温度、增加氧化剂用量和减小矿石粒度均有利于Ｍｏ的浸出。确定该钼矿的最佳浸出工艺为：矿石粒度－０．１５ｍｍ（占比７５％）、硫酸用量２０％、ＭｎＯ２用量２
％、浸出温度９０℃、浸出时间３ｈ时，在该条件下钼浸出率达７２％以上。
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ＥＳＣＯＳＴＥＳＭ，ＶＩＴＯＲＧＥＰ，ＢＥＡＵＣＡＩＲＥＣ．７
２　第３
期梁耕宇，等：某难处理钼矿浸出工艺研究
Ｐｙ
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犛狋狌犱狔狅狀犔犲犪犮犺犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳犪犚犲犳狉犪犮狋狅狉狔犕狅犾狔
犫犱犲狀狌犿犗狉犲ＬＩＡＮＧＧｅｎｇｙｕ，ＫＡＮＧＳｈａｏｈｕｉ，ＭＥＮＧＪｉｎ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｍｉｎｇ
，ＹＡＮＧＪｉａｎｆｅｉ，ＷＵＣｕｉｌｉａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＣＮＮＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１
０１１４９，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｏｒｅｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗｇｒａｄｅ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｖａｒｉｏｕｓｍｏｌｙｂ ｄｅｎｕｍｍｉｎｅｒａｌｓａｎｄｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍａｒｅｌｏｃａｔｅｄｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｏｒｅ，ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｉｇ
ｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｕｌｆｕ ｒｉｃａｃｉｄｃｒａｓｈｐｙｒｉｔｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ；ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎ ｃｒｅａｓｉｎｇｏｘｉｄａｎｔｄｏｓａｇｅａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｏｒｅｓｉｚｅａｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅＭｏｌｅａｃｈｉｎｇｒ
ａｔｅ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ－０．１５ｍｍ（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ７５％），ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｄｏｓａｇｅ２０％，ＭｎＯ２ｄｏｓａｇｅ２％，ｌｅａｃｈｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ９０℃，ｌｅａｃｈｉｎｇｔｉｍｅ３ｈ，ｔｈｅｌｅａｃｈｉｎｇｒａｔｅｏｆｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ３０％～４０％ｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｔｉｒｒｉｎｇｌｅａｃｈｉｎｇｔ
ｏ７２％．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｃｏｕｎｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｏｒｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄｍａｄｅａｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｉｎｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｌｅａｃｈｉｎｇｅ
ｆｆｅｃｔ．犓犲狔狑
狅狉犱狊：ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｏｒｅ；ｅｎｈａｎｃｅｄｌｅａｃｈｉｎｇ；
ｏｘｉｄａｎｔ８２铀　矿　冶
第４２卷　

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