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铼是一种稀有元素,具有密度大、熔点高和优异的耐高温性能,主要用于制备高温合金,少量应用于加氢催化剂。在航空发动机和蒸汽轮机领域应用的镍基合金中,铼具有不可替代的作用。铼主要伴生于辉钼矿中,作为钼冶炼的副产品进行综合回收,铼在钼冶炼废酸和烟尘中得到富集。从钼冶炼废酸中综合回收铼已经有较多的研究,有些企业也实现了工业化应用,但钼精矿焙烧烟尘中综合回收铼还存在回收率低、钼损失量大等问题,本课题主要围绕钼精矿焙烧烟尘中铼的综合回收进行了研究工作。 对烟尘进行化学分析和物相分析表明,在钼精矿焙烧烟尘中,铼得到一定程度的富集,并且部分铼以单一的铼氧化物的形式在局部富集,可能是由于铼从钼精矿焙烧过程中升华后,在收尘阶段温度降低后凝华形成的铼氧化物颗粒,这给铼的选择性浸出提供了很好的条件。 探索试验表明,水浸出、氧化剂浸出、焙烧后浸出体系下,铼的浸出率分别为28.6%、43.3%、38.2%,钼的浸出率分别为11.82%、24.3%、2.09%,同时,浸出过程中发现,浸出液中的硫酸根含量较高,判断钼浸出率高的原因主要是在浸出过程中,钼和溶液中的硫酸根离子形成配合物,导致钼大量浸出,由于铼在烟灰中含量较低,钼的损失将大幅度降低工艺的经济可行性。基于此,创新性地提出真空+低温焙烧预处理脱硫工艺,将烟灰中吸附的二氧化硫大部分脱除后,再进行浸出,达到了选择性浸出铼的目标。最佳工艺条件为:在500℃焙烧4h后,在液固比6:1、常温下浸出2h,可使铼的浸出率达到38%以上,钼的浸出率可以降低到1%以下,实现了铼的选择性浸出。 为了实现浸出液中铼的有效富集,对比了五种不同的阴离子交换树脂ZS70、201×7、蓝晓、D314、D201,结果表明ZS70树脂对铼具有良好的吸附选择性,铼钼的分离系数最大,并且只用低浓度氨水就能把树脂上的铼完全解吸下来。所以选择ZS70树脂对浸出液进行吸附。动态吸附浸出液中的铼的最佳吸附条件为:动态试验采用0.5mL/min流速,铼的动态吸附率达到96.7%,树脂对铼的饱和吸附容量为180mg/g;选择浓度2.5%的氨水溶液进行解吸附研究,其流速为1ml/min,解吸剂用量为树脂体积的10倍左右,铼的解吸率可达到98.21%。 本文提出的的低温焙烧-水浸-离子交换法富集铼的成套工艺,能够实现钼精矿焙烧烟灰中铼的选择性浸出,解决了浸铼过程中钼大量浸出的技术难题,为钼伴生铼资源的综合回收提供了一条技术经济可行的新工艺。