攀西钒钛磁铁矿中钪浸出实验研究

刘 猛

(广东省矿产应用研究所冶金研究室，广东 韶关 512026)

攀西钒钛磁铁矿中钪浸出实验研究

刘 猛

(广东省矿产应用研究所冶金研究室，广东 韶关 512026)

攀西钒钛磁铁矿经选矿综合条件获得的钪精矿产品辉石、角闪石，属难浸含钪矿物。该矿样含Sc2O3：0.0063%，最终确定浸出工艺条件：添加剂PX药剂的用量为矿重50%，焙烧温度为900～950℃，焙烧时间3h，高温焙烧完成后再用水搅拌浸出洗碱，浸出液固比4∶1，水浴保温80℃，浸出时间：3 h；Sc的浸出率达到91%～93%。突破了从含钪辉石、角闪石中难浸出钪的技术瓶颈，为含钪矿物中提取钪的后续研究奠定了基础。

钪精矿；钪；浸出

钪(Sc)作为一种重要的战略金属，在地壳中的分布很分散，尚未发现单独存在可供开采的矿藏[1]。目前，世界上有工业意义的钪来源主要从铀钍矿、钨矿、稀土矿、钒钛磁铁矿等副产品回收。

我国钪资源丰富，储量居世界第一。有效地开发利用我国的钪资源在国民经济中有重要意义。钪作为一种新的金属材料在激光技术、新型光源、航空航天、微电子技术等领域都有广泛应用[2]。钪作为一种典型的稀散金属，在地壳中的含量极小且高度分散，绝大部分的钪分散伴生于其他矿物中，并且含量甚微，分离和提取较为困难。

提取金属钪目前常用的方法包括溶剂萃取法、化学沉淀法和离子交换法等。目前主要是通过从钛白粉生产的废液中回收和提取钪、从氧化铝赤泥中回收钪、从钨渣中回收钪等典型的生产工艺[3-4]。为了实现从钒钛磁铁矿选矿尾矿经选矿预富集普通辉石中浸出、提取分离富集并制得高品位的氧化钪产品，本文研究了一种先火法预处处理、后湿法浸出处理该物料，钪浸出的方法。

1 试样的采取与制备

本项目样品由选矿研究室提供，为选矿工艺条件确定后，采用选矿综合条件获得的钪精矿产品，钪精矿产品化学多项分析结果及钪精矿产品主要矿物组成分别见表1、表2。

表1 钪精矿产品化学多项分析结果

表2 钪精矿产品主要矿物组成

由钪精矿的主要矿物组成成分可知：钪精矿主要由辉石和角闪石组成，二者合计占85%以上；从钪精矿的化学多项分析结果数据表明,矿物中Fe、Ca、Si、Mg、Al、Ti元素的含量较高。

2 浸出试验研究

2.1 探索试验

钪精矿主要由辉石和角闪石组成，查阅文献资料可知，辉石广泛存在于火成岩和变质岩中，是常见的造岩硅酸盐矿物。在探索性试验中我们采用了各种方法对该矿进行了浸出试验，以确定该矿最有效的浸出条件，具体条件如表3。

表3 浸出探索试验结果

注：PX药剂为我室自主研发药剂。

探索试验结果表明：采用硫酸化焙烧、添加氢氟酸加温浸出等方式，钪的浸出率均很低，浸出率不足35%。采用PX药剂高温处理后再用盐酸浸出，钪的浸出率显著提高至90%以上。

2.2 条件试验

2.2.1 添加剂用量试验

焙烧预处理后再浸出工艺试验中，采用PX药剂为添加剂，浸出原矿质量：200 g，进行了不同添加剂用量试验结果见表4。

表4 不同添加剂用量焙烧预处理后再浸出工艺试验结果

试验结果表明：焙烧预处理时，添加剂PX药剂的用量对钪的浸出率有影响，不添加时，钪的浸出率仅有74.52%,添加100g(50%原矿质量)后，则可获取90%以上的浸出率；增加PX药剂的用量对钪的浸出率提高幅度很小，经济上并不可取；因此，选择添加剂PX药剂的用量为矿重的50%。

2.2.2 焙烧预处理反应时间试验

选定添加剂为PX药剂，且其用量为矿重的50%，不同焙烧预处理反应时间试验结果见表5。

表5 不同焙烧预处理时间试验结果

表5数据显示：不同高温碱性钠盐焙烧预处理时间，对Sc2O3的浸出率影响幅度很小，选择高温碱性焙烧预处理时间为3 h。

2.2.3 焙烧预处理温度试验

表6 不同焙烧预处理温度试验结果

在添加剂为PX药剂，添加量为矿重的50%和焙烧预处理反应时间选定为3h的条件下，进行不同焙烧预处理温度试验，试验结果见表6。

由表6中的试验数据可以看出：焙烧预处理温度为900～950℃时，Sc3+的浸出率最高，考虑生产成本、经济效益，选择焙烧预处理温度为900～950℃。

2.3 综合条件下试验结果

综合上述各相关条件的试验结果并考虑到工艺生产、经济效益等因素，选择焙烧预处理的温度为900～950℃，焙烧时间3 h，PX药剂为添加剂的用量和配比为原矿∶PX药剂 =100∶50；高温焙烧完成后再用水搅拌浸出洗碱，浸出液固比4∶1，水浴保温80℃，浸出时间：3h后,综合条件试验制取的浸出液(多批次混合)多项分析结果见表7。

表7 浸出液(混合)成分的多项分析结果

3 结论

(1)试验样品为经过选矿工艺获得的钪精矿，主要由辉石和角闪石组成，赋存于其中的钪，常温常压下难以被硫酸、盐酸甚至氢氟酸浸出；经过多方面的探索试验后，发现采用PX药剂为添加剂，高温焙烧预处理后，再选择盐酸进行浸出，能有效地将钪、钛、铁等金属元素从矿物中解离而进入溶液中。

(2)最终确定浸出工艺条件：添加剂PX药剂的用量为矿重50%，焙烧温度为900～950℃，焙烧时间3 h，高温焙烧完成后再用水搅拌浸出洗碱，浸出液固比4∶1，水浴保温80℃，浸出时间：3 h，Sc的浸出率达到91%～93%，浸出渣中Sc2O3的残余品位平均为0.0005%。

[1] 程希翔.钒钛磁铁矿的工艺矿物学研究[J].矿冶工程,1983,3(4):27-32.

[2] 刘英俊.元素地球化学[M].北京：北京科学出版社,1984.

[3] 吴本羡.攀枝花钒钛磁铁矿工艺矿物学[M].成都：四川科学出版社, 1988.

[4] 朱伟勇,傅连魁.冶金工程实验设计[M].北京：冶金工业出版社,1991:7-10.

(本文文献格式：刘 猛.攀西钒钛磁铁矿中钪浸出实验研究[J].山东化工,2017,46(11):47-48.)

Scandium in Panxi Vanadium Titanium Magnetite Leaching Experiments

LiuMeng

(Guangdong Institute of Mineral Resources Application Metallurgical laboratory, Shaoguan 512026,China)

Panxi vanadium titanium magnetite by dressing comprehensive conditions of scandium concentrate products pyroxene, hornblende, refractory scandium minerals.The mine sample containing Sc2O3:0.0063%,eventually determine the leaching process conditions: The dosage of the additive PX potion for ore weight 50%, calcination temperature is 900 ～ 950 ℃, roasting time 3 hours,the leaching rate of Sc 91%～93%.The breakthrough from flash stone containing scandium pyroxene, angle difficult leaching of scandium technical bottleneck, for extracting scandium contain scandium mineral laid the foundation of further research.

scandium concentration; scandium; leaching

2017-04-13

国土资源部公益性行业科研专项经费项目(201411056-3)

刘 猛(1990—)，男，广东韶关人，冶金助理工程师，获本科学士学位，主要从事有色金属冶金及冶金工业废水处理研究。

TQ133.2

A

1008-021X(2017)11-0047-02