Способ извлечения молибдена из техногенных минеральных образований

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к выщелачиванию молибдена из техногенных минеральных образований, и предназначено для извлечения молибдена. Способ включает электрохимический и фотохимический синтез в выщелачивающем растворе активных окислителей и комплексообразователей с получением анолита и католита. Затем проводят последовательную обработку ими минеральной массы, содержащей молибден, что обеспечивает его переход в жидкую фазу, из которой он может быть извлечен методами экстракции или сорбции. Техническим результатом является повышение эффективности процесса за счет снижения затрат на реагенты и электроэнергию. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, а именно к выщелачиванию молибдена из техногенных минеральных образований и предназначено для извлечения промышленно ценных металлов.

Известен способ выщелачивания молибдена из руд, включающий их дробление, измельчение, флотацию с получением из них концентрата и воздействие на него в автоклавах под высоким давлением и при повышенной температуре раствором соды с получением продуктивных растворов (см. Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов, Металлургия 1991, с.41-60).

Недостатком данного способа является нецелесообразность его использования при переработке бедных, упорных руд и минеральной массы техногенных образований, что обусловлено значительными удельными затратами на его осуществление.

Наиболее близким к заявляемому является способ выщелачивания молибдена из минерального сырья с электрохимической обработкой приготовленной на его основе пульпы, жидкая фаза которой содержит хлорид и карбонат натрия, которые при ее циркуляции через электролитическую ячейку преобразуются в прианодной зоне в систему высокоактивных окислителей серы и молибдена, что обеспечивает переход последнего из кристаллической решетки молибденита в жидкую фазу пульпы (см. US patent №3849265 Bernard J. Sheiner at al.)

Эффективность данного способа также недостаточно велика вследствие значительных затрат электроэнергии на перекачку пульпы и синтез реагентов.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение эффективности способа извлечения молибдена из техногенных минеральных образований за счет снижения удельных затрат на электроэнергию и реагенты, при обеспечении высокого уровня его извлечения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ извлечения молибдена из техногенных минеральных образований, включающий дробление, измельчение и выщелачивание молибдена выщелачивающим раствором, полученным электрохимическим синтезом, содержащим окислители, отличается тем, что выщелачивание молибдена из минеральной массы производят в два этапа, при этом на первом этапе - полученным при электрохимическом синтезе из раствора соды в анодной камере электролизера анолитом, представляющим собой облученную УФ-светом водно-газовую суспензию, содержащую в жидкой фазе серную и угольную кислоты, пероксид водорода, гидроксил-радикал, а в газовой фазе - углекислый газ, атомарный и двухатомарный кислород, озон, димерные карбоксильные катионы $$\left(C_2{O}_4^{+}\right)$$ , на втором этапе - католитом, представляющим собой полученный в катодной камере электролизера содово-щелочной раствор, содержащий карбонат, гидрокарбонат и гидроксид натрия.

Способ отличается также тем, что перед вводом католита его насыщают кислородом и подвергают УФ-облучению.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что выщелачивание его из минеральной массы производят в два этапа: на первом этапе анолитом, представляющим собой полученную в анодной камере электролизера и облученную УФ-светом водно-газовую суспензию, содержащую в жидкой фазе серную и угольную кислоты, пероксид водорода, гидроксил-радикал, а в газовой фазе - углекислый газ, атомарный и двухатомарный кислород, озон, димерные карбокильные катионы $$\left(C_2{O}_4^{+}\right)$$ , на втором этапе - католитом, представляющим собой полученный в катодной камере электролизера содово-щелочной раствор, содержащий карбонат, гидрокарбонат и гидроксид натрия.

Указанная совокупность отличительных признаков позволяет повысить эффективность способа выщелачивания молибдена за счет снижения затрат на электроэнергию и реагенты, поскольку отпадает необходимость циркуляции пульпы через электрохимическую ячейку и возрастает доля активных, выщелачивающих молибден компонентов, синтезируемых в результате совместного использования электрохимических и фотохимических процессов.

Способ осуществляется следующим образом.

В электрохимический диафрагменный реактор помещают раствор технической соды и подают напряжение на электроды. При этом на аноде начинает выделяться углекислый газ и двухатомарный кислород, а в жидкой фазе образуется угольная кислота, в катодной камере - на катоде выделяется водород, а в жидкой фазе образуется дополнительная (к гидролитической) щелочь. Для повышения выхода кислорода в анодную камеру, через 30-60 мин после начала электролиза добавляют серную кислоту до достижения pH=3-3.5 и облучают прианодную зону источником УФ-излучения, чем формируют активную водно-газовую суспензию, содержащую, кроме угольной и серной кислот, пероксид водорода и гидроксил-радикал, а в газовой фазе выделяющиеся при электролизе углекислый газ, атомарный, синглетный двухатомарный кислород, озон и димерные карбоксильные катионы $$\left(C_2{O}_4^{+}\right)$$ . Фотоэлектрохимическую обработку анолита продолжают 15-30 мин. Полученной анолитной суспензией обрабатывают минеральную массу, содержащую молибденит, путем орошения (кучное выщелачивание) или формируя пульпу (чановое и кюветное выщелачивание). В результате чего активные окисляющие и комплексообразующие компоненты газово-жидкой суспензии начинают интенсивно окислять молибден в верхних слоях минеральных матриц молибденита с образованием молибденовой кислоты MOS₂+H₂CO₃+3H₂O₂=H₂MoO₄+3H₂O+CO₂+S₂,

MoS₂+(C₂O₄)⁺*nH₂O=H₂MoO₄+S₂+2H₂CO₃+(n-6)H₂O+6H⁺

Параллельно осуществляется кластеризация и частичное окисление серы активным кислородом, с образованием сульфатов, что обеспечивает в целом подготовку следующих слоев минеральной матрицы к выщелачиванию молибдена.

После обработки анолитом осуществляют добавление к водно-минеральной смеси католита и, соответственно, довыщелачивание молибдена активным карбонатом натрия, образуемым при реакции угольной кислоты с гидроксидом натрия (в составе католита). Предварительно, для компенсации потерь активного кислорода в анолите, католит насыщают кислородом и облучают УФ-светом. При обработке минеральной массы смесью анолита и католита, на развитой контактной поверхности частиц молибденита активно протекает реакция молибдена с карбонатом натрия и активным кислородом:

2MoS₂+6Na₂CO₃+3O₃=2Na₂MoO₄+6СО₂+4Na₂SO₄

Таким образом, обеспечивается высокий уровень извлечения молибдена при относительно низких расходах электроэнергии и реагентов.

Пример конкретного использования способа.

Лежалые хвосты обогащения руд Шахтаминского месторождения, в которых находится неизвлеченный в концентрат молибден, преимущественно в составе переизмельченного в процессе рудоподготовки молибденита.

Готовили активный 1.0%-ный содовый раствор путем барботажа воздухом для насыщения кислородом в диафрагменном электрохимическом реакторе электролиза в течение 1 часа, после этого, для повышения выхода кислорода, в анодную камеру добавляли серную кислоту до достижения pH=3 и облучали прианодную зону УФ-светом в диапазоне 180-300 нанометров лампами ДРТ-230 в течение 30 мин. Полученную активную водно-газовую суспензию использовали для приготовления пульпы на основе хвостов обогащения Ж:Т=1:3, выдерживали ее в кювете в течение 3-х суток, после чего добавляли в пульпу католит, дополнительно насыщенный кислородом и прошедшим УФ-облучение. Католит вводили в пульпу до достижения pH=8.5 при Ж:Т=1:1.2 и барботировали ее в течение 2-х часов, после чего вводили ионообменную смолу, селективную по молибдену и продолжали барботаж еще в течение 3-х часов. После этого насыщенную смолу отделяли на сите.

Извлечение молибдена на смолу составило 75%, что для переработки хвостов является достаточно высоким показателем.

1. Способ извлечения молибдена из техногенных минеральных образований, включающий дробление, измельчение и выщелачивание молибдена выщелачивающим раствором, полученным электрохимическим синтезом, содержащим окислители, отличающийся тем, что выщелачивание молибдена из минеральной массы производят в два этапа, при этом на первом этапе - полученным при электрохимическом синтезе из раствора соды в анодной камере электролизера анолитом, представляющим собой облученную УФ-светом водно-газовую суспензию, содержащую в жидкой фазе серную и угольную кислоты, пероксид водорода, гидроксил-радикал, а в газовой фазе - углекислый газ, атомарный и двухатомарный кислород, озон, димерные карбоксильные катионы (С₂О₄ ⁺), а на втором этапе - католитом, представляющим собой полученный в катодной камере электролизера содово-щелочной раствор, содержащий карбонат, гидрокарбонат и гидроксид натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед выщелачиванием католитом его насыщают кислородом и подвергают УФ-облучению.