用于处理钼精矿的方法

技术领域

本公开的实施例涉及冶金技术领域，具体涉及用于处理钼精矿的方法。

背景技术

传统的钼精矿冶金的工艺往往需要进行焙烧，进而生成三硫化钼和二氧化硫。其中，二氧化硫往往会对环境造成污染，按照国家环保法要求禁止排放。为此，多数生产企业采取二氧化硫烟气制酸工艺。烟气制酸系统庞杂，投资昂贵，而产品硫酸价格低迷，致使企业环保成本巨大。加之，硫酸的季节性需求与持续性生产矛盾突出，时常因为硫酸滞销“胀罐”而影响冶炼生产。

此外，由于国内硫酸产能严重过剩，且制酸系统投入产出比大，严重影响了钼产业的经济效益。为此，多数曾经采用传统制酸工艺的企业，纷纷转向托普索制酸工艺，努力降低制酸量。

硫磺作为工业原料，早期也用于硫酸制备，主要用于农肥生产。随着国家染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝等工业领域的发展，硫磺的非酸化应用市场显著提高。而我国硫磺短缺，主要依赖于进口。

因此，存在第一个技术问题，即：如何将钼精矿中的硫元素从过剩和滞销的硫酸化应用转向短缺和进口的硫磺化应用，是钼精矿(M

目前相关的以钼精矿制备硫磺的方法，通常采用氧化钼精矿生成含硫气体，接着还原生成硫元素。但是上述制备方法往往存在以下技术问题：

第二个技术问题：钼精矿氧化过程会有多种金属氧化物挥发，造成资源的浪费；

第三个技术问题：在还原生成硫元素时，硫蒸气的温度过低时，通常会使硫蒸气在传输过程中冷凝，导致硫磺难以收集的问题。

发明内容

本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开的一些实施例提出了用于处理钼精矿的方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。

该方法包括：将钼精矿进行焙烧或者分解处理，生成二氧化硫和氧化钼；基于碳还原剂还原上述二氧化硫，生成硫磺和二氧化碳。

本公开的上述各个实施例中的一个实施例具有如下有益效果：通过采用碳还原剂还原上述二氧化硫，进而生成硫磺和二氧化碳，可以避免二氧化硫对环境造成污染，也使存储和运输二氧化硫的费用大幅度地降低。

进一步地，生成的硫磺相较于二氧化硫的存储和运输，节省了较大的费用支出。同时，相较于将二氧化硫制备成硫酸的处理方式，不仅提高了硫磺的产量，降低了进口的成本，还能够促进钼产业的发展。进而将钼精矿中的硫元素从过剩和滞销的硫酸化应用转向短缺和进口的硫磺化应用。从而实现了二氧化硫的合理处理与利用。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的一些实施例的流程图；

图2是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的一些实施例的工艺流程图；

图3是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的再一些实施例的工艺流程图；

图4是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的又一些实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

首先请参考图1，图1是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的一些实施例的流程100。该用于处理钼精矿的方法，包括以下步骤：

步骤101，将钼精矿进行焙烧或者分解处理，生成二氧化硫和氧化钼。

在一些实施例中，结合图2对钼精矿的焙烧处理进行说明。图2是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的一些实施例的工艺流程图。如图2所示，钼精矿可以放置到高温焙烧炉、回转窑、微波焙烧炉等装置中进行焙烧处理。上述钼精矿在焙烧处理之后，可以生成二氧化硫和氧化钼。其中，上述钼精矿可以在空气或氧气环境下在高温焙烧炉中加热焙烧。上述钼精矿也可以在空气或者氧气环境下在微波焙烧炉中通过微波进行焙烧。

在一些实施例中，结合图3对钼精矿的分解处理进行说明。图3是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的再一些实施例的工艺流程图。如图3所示，上述钼精矿通过分解的处理方式，也可以生成二氧化硫和氧化钼。上述分解处理包括以下至少一项：微波分解处理，真空分解处理。具体而言，可以将上述钼精矿放置到真空冶炼炉中进行分解处理，或者放置到微波炉中进行微波热解处理。上述钼精矿可以分解成硫磺、低价硫化钼和金属钼。进一步地，对上述低价硫化钼进一步进行焙烧处理，上述低价硫化钼可以分解成二氧化硫和氧化钼。可选地，还可以在上述焙烧产生二氧化硫的过程中，加入三氧化钼，以提高含硫烟气中二氧化硫的气体浓度。上述低价硫化钼可以是在反应过程中产生的低于6价的所有硫化钼。可能是一种混合物，里面可能包括5价、4价、3价钼的硫化物。

步骤102，基于碳还原剂还原上述二氧化硫，生成硫磺和二氧化碳。

接下来，继续结合图2和图3进行说明。对于步骤101中生成的二氧化硫，可以采用碳还原剂还原上述二氧化硫生成硫磺和二氧化碳。具体而言，首先，碳还原剂可以吸附上述二氧化硫。并在一定温度下，上述碳还原剂与二氧化硫进行还原反应生成硫磺和二氧化碳。同时，以预设的微波功率作用到上述碳还原剂，可以加快上述还原反应速率。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际情况和大量实验，确定上述预设的微波功率的大小。这种改变并不超出本公开的保护范围。

在一些实施例的一些可选实现方式中，可以通过一段氧化炉、二段还原炉和回收系统对硫化钼转化成硫磺的实现进行说明。接下来结合图4进行说明，图4是根据本公开的用于处理钼精矿的方法的又一些实施例的工艺流程图。

第一步：钼精矿进行粉碎后置于一段氧化炉中，通入适量空气后，升温至550℃-600℃并保温5-8h，保温时间需不断翻动钼精矿保证钼精矿被完全氧化，焙烧完成后可得到含硫烟气和氧化钼。

进一步地，还可以在上述氧化钼精矿，焙烧产生含硫烟气的过程中，加入三氧化钼，以提高含硫烟气中二氧化硫的气体浓度。具体反应表达式如下：

MoS

MoS

2MoO

需要说明的是，经过反复实验，当温度低于550℃时，往往会导致钼精矿氧化不完全，造成钼精矿反应不完全。而温度高于600℃时，生成的金属氧化物会出现挥发现象，进而使该金属氧化物不能得到有效利用，造成资源的浪费。

第二步：将第一步中所得含硫烟气进行冷却至400℃以下，从而去除烟气中低熔点金属氧化物，进而得到SO

第三步：将第二步中所得SO

C+SO

4C+2SO

C+S

2CO+S

C+O

C+1/2O

H

H

通过大量实验发现，在反应过程中，随着温度逐渐变高，逐渐高于850℃时，“4C+2SO

第四步：维持第三步中得到的第一气体的温度为600℃以上，将第一气体通入回收系统冷凝器中，通过含硫尾气的脱硫处理，以及控制冷凝器温度为160℃，可得到残余第二气体，并回收液态硫磺。上述第二气体为去除硫元素之后的气体，主要包括二氧化碳，一氧化碳和硫化氢。需要说明的是，经过大量实验得出，当上述维持第一气体的温度为600℃以上时，可以有效地防止温度过低而导致硫蒸气在传输过程中冷凝，进而为收集硫磺提供了便利。此外，冷凝器的温度设置为160℃，硫磺的流动性更佳，便于收集该硫磺。

第五步：残余第二气体进行燃烧处理，防止污染，液态硫磺即可继续降温制备固体硫磺，亦可直接装罐作为产品。

上述一段氧化炉和二段还原炉处理钼精矿生成硫磺作为本公开的实施例的一个发明点，解决了背景技术提及的技术问题二“钼精矿氧化过程会有多种金属氧化物挥发，造成资源的浪费”和技术问题三“在还原生成硫元素时，硫蒸气的温度过低时，通常会使硫蒸气在传输过程中冷凝，导致硫磺难以收集的问题”。

对于技术问题二，导致金属氧化物挥发造成资源浪费的因素往往如下：相关的钼精矿氧化过程中，往往通过高温使钼精矿氧化完全，但是该温度如果超过了金属氧化物的熔点，往往会导致金属氧化物的挥发，进而造成资源的浪费。如果解决了上述因素，就能避免钼精矿中金属氧化物的挥发。为了达到这一效果，本公开的发明人通过大量实验，对钼精矿的氧化温度进行了研究。实验结果表明，当温度低于550℃时，往往会导致钼精矿氧化不完全，造成钼精矿反应不完全。而温度高于600℃时，生成的金属氧化物会出现挥发现象，进而使该金属氧化物不能得到有效利用，造成资源的浪费。因此将氧化温度确定为550℃-600℃时，既可以使钼精矿氧化完全，也可以避免金属氧化物的挥发造成浪费的情况发生，使金属氧化物得到有效利用。

对于技术问题三，导致硫蒸气冷凝的因素往往如下：硫蒸气的温度过低，往往会使硫蒸气在传输过程中出现冷凝的情况。如果解决了上述因素，可以使更多的硫蒸气进入到冷凝器中，从而使硫磺的生成率更高。为了达到这一效果，本公开的发明人经过大量实验得出，当上述维持第一气体的温度为600℃以上时，可以有效地防止温度过低而导致硫蒸气在传输过程中冷凝，进而使更多的硫蒸气进入到回收系统的冷凝器中，从而提高了硫磺的生成率。此外，冷凝器的温度设置为160℃，硫磺的流动性更佳，便于收集该硫磺。

此外，通过燃烧上述残余第二气体可以有效地处理污染气体，避免在处理钼精矿的过程中污染环境。

上述碳还原剂包括以下至少一项：活性碳、煤、焦炭、炭黑、石墨。

本公开的用于处理钼精矿的方法，在氧化钼精矿的过程中，经过反复实验，当温度低于550℃时，往往会导致钼精矿氧化不完全，造成钼精矿反应不完全。而温度高于600℃时，生成的金属氧化物会出现挥发现象，进而使该金属氧化物不能得到有效利用，造成资源的浪费。

此外，将上述含硫烟气冷却至400℃以下在此温度区间中，氧化物的挥发率较低，进而避免了氧化物的挥发而造成的资源浪费。

在促进还原反应生成硫蒸气时，将该反应温度范围选取在850℃-1100℃，进而在促进还原反应的同时，可以减小能源消耗。

在回收硫磺的过程中，首先将第一气体的温度控制在600℃以上，避免硫蒸气在传输过程中冷凝，进而为收集硫磺提供了便利。此外，冷凝器的温度设置为160℃，硫磺的流动性更佳，便于收集该硫磺。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。