发明内容

针对上述问题，本发明提供一种真空氯化焙烧去除钼精矿中的杂质铁的方法，该方法将钼精矿与氯化钙混合均匀后放入真空炉内焙烧，可以直接去除钼精矿中的黄铁矿，然后通过盐酸酸浸去除剩余的少量铁的氧化物，从除铁原理分析，应用于此方法的原料不仅仅局限于钼精矿，还可以采用普通辉钼矿矿石以及含杂质铁的二硫化钼。

本发明技术方案如下：

一种真空氯化焙烧去除钼精矿中的杂质铁的方法，具体步骤如下：

(1)球磨混匀：将钼精矿与氯化钙加入球磨罐中球磨2-3小时混合均匀；

(2)真空氯化焙烧：将步骤(1)混合均匀的物料置于内热式真空炉内，在压强小于5Pa，升温至800-850℃后保温40-60min，待冷却后取出焙烧残留物；内热式真空炉冷凝盘内得到磁黄铁矿；

(3)将步骤(2)的焙烧残留物进行盐酸酸浸，去离子水洗涤、过滤并干燥。

所述钼精矿中Fe的质量百分比含量为0.4-4％，以黄铁矿和氧化铁形式赋存，其中70-80％是黄铁矿，其他是铁的氧化物。

所述氯化钙纯度大于98％。

所述钼精矿与氯化钙的质量比为1:1-5。

所述盐酸的质量分数为8-12％；焙烧残留物与盐酸的固液比(g:mL)为1:5-6。

本发明的原理：

钼精矿中金属硫化物杂质与CaCl₂在真空条件下发生反应生成氯化物，CaCl₂与钼精矿中各成分可能发生的反应如下(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示：

MoS₂+2CaCl₂＝MoCl₄(g)+2CaS (1)

FeS+CaCl₂＝FeCl₂(g)+CaS (2)

Cu₂S+CaCl₂＝2CuCl(g)+CaS (3)

CuS+CaCl₂＝CuCl₂(g)+CaS (4)

ZnS+CaCl₂＝ZnCl₂(g)+CaS (5)

PbS+CaCl₂＝PbCl₂(g)+CaS (6)

氯化物的蒸气压较大，在真空条件下可以挥发除去，反应(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)中涉及的金属氯化物的饱和蒸气压与温度的关系如图1所示，压力为10Pa时，温度达到710℃足以使FeCl₂、PbCl₂、BiCl₃、CuCl、ZnCl₂挥发。

计算常压下反应(1)～(6)在不同温度下的标准吉布斯自由能，如图2(a)所示，常压下各硫化物与氯化钙的反应在1100℃之前均不能发生，根据“吉布斯自由能函数法”计算出压强为1Pa时的吉布斯自由能，如图2(b)所示，在1Pa条件下，硫化亚铁与氯化钙的反应在理论上是可以发生的，反应的起始温度约为810℃，随着温度升高反应更易发生，因为生成物有气体，上述反应随着压强的降低更容易进行。铁转变成其对应的氯化物气体挥发除去，产物硫化钙则留在钼精矿中，CaS是一种无机物，溶于铵盐，易与酸反应，可在后续工艺除去。

真空氯化焙烧后收集的冷凝物的物相主要为铁的硫化物，而铁硫化合物蒸气压很小，在实验温度下不会挥发出来，杂质硫化亚铁被氯化后生成氯化亚铁，推测其在挥发过程中与某些气相反应进一步生成铁的硫化物并冷凝在冷凝盘上，体系内可能存在的气相S₂、PbS、ZnS与氯化亚铁可能发生的反应分别如下：

S₂(g)+2FeCl₂(g)＝2FeS+2Cl₂(g) (7)

PbS(g)+FeCl₂(g)＝FeS+PbCl₂(g) (8)

ZnS(g)+FeCl₂(g)＝FeS+ZnCl₂(g) (9)

计算上述反应在10Pa下的吉布斯自由能并绘出关系曲线如图3所示，其中PbS、ZnS与FeCl₂的反应在理论上是可自发进行的，由吉布斯自由能与温度的关系可以看出，随温度升高，FeCl₂的重新硫化越不易进行，因此推断，原料中铁的硫化物被氯化成FeCl₂后，与钼精矿中易挥发硫化物如PbS、ZnS一起挥发，在遇到温度较低的冷凝盘时发生反应重新生成铁的硫化物并冷凝在冷凝盘上。

本发明的优点在于工艺流程简单，便于操作，氯化过程在真空中进行，钼的直收率高，同时可通过冷凝的方法收集杂质并回收，对环境无污染，极大减少了酸的使用量，所以也减少了废水的处理量；通过该方法还可以去除钼精矿中一些其他杂质，如Bi₂S₃、PbS、ZnS。