绿柱石浮选粉矿生产工业氧化铍的实践

1、生产与工艺绿柱石浮选粉矿生产工业氧化铍的实践刘柳辉(水口山有色金属有限公司第六冶炼厂,湖南常宁421513摘要:叙述了高氟高镁绿柱石浮选粉矿生产工业氧化铍的工艺流程,分析了生产中存在的问题和原因,介绍了对应的改进措施及效果。关键词:绿柱石浮选粉矿;工业氧化铍;高氟高镁;预处理;局部过碱中图分类号:TF 824文献标识码:A 文章编号:1004-0536(200204-0025-021前言水口山有色金属有限公司第六冶炼厂生产工业氧化铍已有40多年历史。近年来,随着生产规模的扩大,国内绿柱石原料的供应日趋紧张,因此,寻找。2000年7月,西南某钨铍矿来我厂推销绿柱石浮选粉矿,该矿原矿主要成分是钨石

2、、萤石、绿柱石,浮选后的绿柱石粉矿含氟含镁高,其组分(质量分数,下同见表1。表1绿柱石浮选粉矿组分w/ %BeOCaOFe 2O 3M g FP7188.210141.51.52000年9月,我厂进行了工艺试验,12月开始组织试生产。由于生产技术条件的不成熟和工人操作出现偏差,曾一度出现了产品质量不稳定、杂质严重超标现象。厂里及时组织科技人员进行了生产技术攻关,经过不断实践和探索,找到了一条高氟高镁绿柱石浮选粉矿生产工业氧化铍的途径。2工艺流程工业氧化铍的冶炼方法主要有硫酸法、氟化法和有机溶剂萃取法。我厂采用的为硫酸法,其工艺流程见附图。附图工业氧化铍生产原则流程收稿日期:2002-07-12

3、作者简介:刘柳辉(1968-,男,大学本科毕业,工程师,现任生产技术科长。第30卷第4期2002年12月稀有金属与硬质合金Rare Metals and Cemented Carbides V ol.30.4Dec.20023存在问题及原因311存在问题由于矿石含氟含镁高,采用原有的生产工艺得到的工业氧化铍产品质量不稳定,含杂质Al2O3和MgO严重超标,一次合格率低于80%,影响了工厂的经济效益。312铝超标的原因粉矿含BeO8%、F2%左右,FBeO为20% 30%。由于氟的含量高,在工业氧化铍的冶炼过程中,氟和铝于酸性溶液中容易生成稳定的络合离子AlF3-6(K f=19.84,其稳定性

4、能随着溶液pH值的升高而降低。蒸发结晶除铝和中和除铁时(终点pH= 5.1,铝不能完全生成铝铵矾和氢氧化铝除去,而以AlF3-6残留于溶液中。在Be(OH2沉淀过程中,由于溶液pH值的上升(pH=7.58,有部分AlF3-6离解生成Al(OH3,与Be(OH2一同沉淀,致使工业氧化铍含铝超标。313镁超标的原因矿石含镁高,镁在冶炼过程中与铍一同进入浸出液,大部分(70%80%在蒸发结晶过程中以镁铵矾结晶析出,另一部分则在Be(OH2沉淀后残留于沉淀废液中。蒸发结晶除镁效果主要与浸出液的酸度有关。由于粉矿成分的差异,酸化消耗的硫酸增加,而实际操作中仍按以往的矿酸比(BeOH2S O4=11135

5、,质量比,下同进行酸化,得到的浸出液酸度低于014 m ol/L,蒸发浓缩后除铝液酸度在115m ol/L以下,以镁铵矾结晶形式除去的镁不到60%,仍有大量的镁留在溶液中。由于Be(OH2沉淀终点pH值为810,而Mg(OH2开始沉淀的pH值为817,镁的浓度高容易使部分镁吸附沉淀进入Be(OH2中。镁超标的另一个原因是在Be(OH2沉淀过程中,采用一根氨水管集中加入氨水,容易产生局部过碱,生成Mg(OH2进入Be(OH2沉淀中。4改进措施针对生产中存在的问题,工厂从2001年3月开始进行生产技术攻关,通过不断的摸索和改进,逐步掌握了冶炼过程中脱氟除铝、镁,提高产品质量的技术条件。改进后的工艺

6、流程是在附图的基础上增加浮选粉矿预处理工序,对部分技术参数进行了调整,并改进了沉淀工序的氨水加入方式。411预处理脱氟生产实践表明,粉矿中氟控制在FBeO10%,能够生产出AlO2O3含量合格的工业氧化铍。粉矿中氟主要以萤石存在,萤石与浓硫酸反应生成HF 逸出,而绿柱石不会被硫酸直接分解。因此,熔炼前对矿石进行预处理,用浓硫酸酸化矿石,再用水洗涤,得到酸洗矿含F017%,FBeO10%,可满足生产的需要。同时,预处理还能使矿石中部分镁、铝、铁、硅与硫酸反应进入洗涤废液。影响预处理效果的主要因素有矿酸比、酸化时间、硫酸浓度等。412提高中和pH值控制溶液终点pH值是影响中和除杂最关键的因素。其一

7、,Fe3+完全沉淀的pH值是411,铝完全沉淀的pH值是512,而铍开始沉淀的pH值是512。在铍不开始沉淀的前提下,提高终点的pH值有利于除净溶液中的铝。其二,随着溶液pH值的增加, AlF3-6的稳定性下降,有利于AlF3-6分解生成Al(OH3沉淀,随铁渣一同除去。生产中终点pH值通常控制在511512。413控制浸出液酸度铍玻璃酸化时适当增加浓硫酸的量,按BeOH2S O4=11.5进行酸化,控制浸出液的酸度为015 017m ol/L,BeO14g/L。414喷淋法加氨水为了防止沉淀过程中产生局部过碱现象,我们采取喷淋的方式加入氨水,具体改进方式是在一根D26mm、长500mm的不锈

8、钢管上,依次均匀钻取两排直径不同的圆孔(D6mm、D5mm、D4mm各3孔,按槽内液面由高到低,分散喷淋氨水。5效果经过上述改进,解决了生产过程中一些影响产品质量的突出问题。到2001年6月,工业氧化铍含Al2O3和MgO等杂质明显减少,产品质量得到显著改善,一次合格率达到98%以上。改进前后的工业氧化铍质量见表2。(下转第30页含量低,其化验分析允许偶然误差较大,因此,样品送检应选择两个化验分析资质较高的单位同时进行化验分析,其内外检必须严格按规程规范要求进行。(6灵活运用采样规程规范和采用施工条件,以顺利采出满足要求的样品。参考文献:1采矿手册编辑委员会1采矿手册M1北京:冶金工业出版社,

9、198812稀有金属手册编辑委员会1稀有金属手册M1北京:冶金工业出版社,199213高敬,等1钽铌工业评述J1稀有金属与硬质合金,2001,(3:421Practice of C ommercial-scale T est Sampling from T a/Nb DepositY ANG Zhen(Changsha Engineering&Research Institute of N onferrous Metallurgy,Changsha410011,China Abstract:Based on the sam pling design for T a/Nb ore dre

10、ssing flowsheet and sam pling operating practice,the paper in2 vestigated the problems and their s olutions during the RE ore deposit sam ping design and sam pling operation.K ey w ords:T a/Nb ore;commercial-scale test;sapmling design;sam pling operation(上接第26页表2工业氧化铍化学成分w/%G B3135-82950170171100120

11、12012526结语生产实践证明,高氟高镁绿柱矿石浮选粉矿,经预处理脱氟后,用硫酸法生产工业氧化铍,产品质量能够达到国家标准。复杂铍粉矿处理工艺的成功,为日益短缺的铍资源问题开辟了一条新的途径。参考文献:1吴道源1铍性质生产和应用M1北京:冶金工业出版社,198612稀有金属手册编辑委员会1稀有金属手册(下M1北京:冶金工业出版社,199513全俊,等1我国铍冶金工艺发展概况J1稀有金属与硬质合金,2002,30(3:4814闵学仁,等1铍中铁铝杂质对铍材的影响J1稀有金属与硬质合金,2000,(3:451Production of C ommercial Beryllium Oxide from Beryl Flotation Fine C oncentrateLI U Liu-hui(NO.6Smelter of Shuikoushan N onferrous Metals C om pany Ltd,Changning421513,ChinaAbstract:The process flowsheet for commercial beryllium oxide from high-F/high-Mg beryl concentrates is described in this paper.Problems and causes thereby as we