CN102134099B - 一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法 - Google Patents

一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法 Download PDF

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Abstract

一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，将浸出浓液与结晶母液打入反应锅中加热，加入除磷剂，使蒸汽压力在0.1MPa～0.3MPa，利用钨酸钠溶液中的富余碱，将结晶母液中的杂多酸充分破坏，使铵盐转化成钠盐，并使除磷剂与溶液中的磷酸根在碱性条件下形成难溶的磷酸钙沉淀物，然后通过板框压滤机过滤得到磷含量小于0.06g/l的溶液和沉淀物除磷渣。与现有工艺相比，本工艺大大降低环境污染，提高矿产资源的综合利用率，有价金属回收率高，经工业试验，产品仲钨酸铵(APT)中磷元素达到APT-0级标准。

Description

一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法
技术领域
本发明属于湿法冶金领域，具体涉及的是由钨矿制备仲钨酸铵过程中从粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷的方法。
背景技术
金属钨具有优异的物理化学性质，有其他金属难以替代的特殊用途：制造硬质合金，其高硬度、高强度及高热稳定性，广泛应用于金属切削和岩石钻探；钨还可以改善钢的特性，可作为合金成份用于生产高速钢、工具钢和合金钢等；钨加工材主要是金属钨轧制成的各种电子电器产品，如钨丝、钨电极等；在航空航天和军工方面的主要用途是：燃气轮机、火箭、导弹、核反应堆的部件及装甲、穿甲弹头等产品；钨在化工方面的用途主要是：做石油催化剂、无机颜料和高温润滑剂等。随着矿产资源的匮乏，国家环保政策日趋严厉，金属收率高、能耗低，实现闭路循环和零排放，不仅能为企业创造利润，而且也为国家创造财富。
目前，国内白钨冶炼生产工艺主要是采用盐酸分解—氨溶净化—蒸发结晶工艺生产APT的白钨酸法冶炼厂，该工艺的缺点是：①由于环境污染大；②设备腐蚀严重；③氨溶渣和结晶母液处理的副流程长；④产品质量相对较差。
国内由于白钨和黑白钨碱分解技术的突破，2003年后我国白钨冶炼主要采用离子交换工艺。
白钨矿磷酸盐分解工艺中需加入过量的磷酸盐，白钨矿氢氧化钠分解后，为了抑制逆反应也需在矿浆稀释槽中加入一定量的磷酸盐，因此所得钨酸钠溶液中磷含量较高。经离子交换工序净化除磷后，解吸所得钨酸铵溶液中磷含量也难以达到技术要求，蒸发结晶APT中磷往往超标，需要在离子交换前增加粗钨酸钠溶液的深度除磷工序。
经典的镁盐除磷工艺为防止Mg(OH)2生成，需在加入氯化镁前用盐酸将钨酸钠溶液中和至pH值＜12。由于氯离子的带入将严重影响后续离子交换钨的吸附，此法难以适应工艺要求。
发明内容
本发明的目的在于针对离子交换法生产APT中的粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液，提出一种既环保，有价金属回收率高，产品纯度高，经济效益好，而且工业上确实可行的粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法。
本发明的目的是通过下述方式实现的：
本发明的工艺为：将粗钨酸钠溶液与结晶母液打入到转化锅中加热，加入除磷剂碳酸钙，控制蒸汽压力在0.1MPa～0.3MPa范围内，在碱性条件下充分反应后通过板框压滤机过滤分离得到钨酸钠溶液-结晶母液混合液和磷酸钙沉淀物即除磷渣；所述粗钨酸钠溶液与结晶母液体积比为3～10，粗钨酸钠溶液的浓度为50～200g/l；所述的结晶母液是由钨矿通过氨浸纯化后得到的钨酸铵溶液经蒸发结晶后的余液；除磷剂的加入量为混合液中总P质量(即理论量)的2-15倍。
所述的转化锅中优选反应温度60℃～100℃，反应时间3小时～4小时。
所述的碱性条件的pH值为10-13。
所述的反应过程为：溶液中的磷酸根与碳酸钙反应得到磷酸钙沉淀。
溶液中的磷酸钙经板框过滤分离后得到P≤0.06g/L低磷含量的钨酸钠溶液-结晶母液混合液。
所述的粗钨酸钠溶液是由钨矿经碱煮浸出得到。
本发明通过除磷剂的成分及含量的有效选定，并同时控制反应的蒸汽压力，反应原料的比值及浓度等各个反应条件的限定与相互配合，并充分利用钨酸钠溶液中的富余碱，将结晶母液中的杂多酸充分破坏，使铵盐转化成钠盐，并使除磷剂与溶液中的磷酸根在碱性条件下形成难溶的磷酸钙沉淀物，然后通过板框压滤机过滤得到磷含量小于0.06g/l的溶液和沉淀物除磷渣。并经试验及工业化生产的验证，使得本发明可以具备下面优越的特性：①钨酸钠溶液-结晶母液混合液除磷后，溶液中P含量可达到≤0.06g/L，因而钨精矿分解时所需的磷酸根加入量可以超过理论量的1.0倍，整个工艺更为灵活，有效提高了有价金属钨的分解率，纯度更高；②钨的总回收率高，均能达到95％以上，除磷率可达到99.40％。③本发明工艺所得到的低磷含量钨酸钠溶液-结晶母液混合液经离子交换后生产的APT，产品的磷元素都达到APT-0级产品的要求。
附图说明
附图为钨精矿制备仲钨酸铵的的工艺流程图。
具体实施方式
以下的实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
将在150ml中含WO3150g/L、P1g/L的粗钨酸钠溶液-结晶母液混合溶液，用蒸汽加热至温度65℃，反应时间120min，溶液的OH-浓度为1.57mol/L的条件下，加入碳酸钙脱磷剂的理论用量的1.0、1.5、2、2.5、3倍，溶液中剩余的磷浓度分别为0.052g/l、0.036g/l、0.006g/l、0.005g/l、0.005g/l，除磷率分别为92.41％、95.75％、99.26％、99.37％、99.40％。
实施例2:
将在150ml中含WO3150g/L、P1g/L的粗钨酸钠溶液-结晶母液混合溶液，反应时间120min，加入碳酸钙脱磷剂的理论用量2.5倍，溶液的OH-浓度为1.57mol/L的条件下，用蒸汽加热至温度30℃、50℃、65℃、80℃，溶液中剩余的磷浓度分别为0.038g/l、0.015g/l、0.006g/l、0.005g/l，除磷率分别为95.57％、98.13％、99.26％、99.38％。
实施例3：
将3m3含WO3150g/L、P0.56g/L的粗钨酸钠溶液和1m3含WO340g/L、P0.15g/L的结晶母液混合，碳酸钙的理论量按2.5倍加入，用蒸汽加热至80℃，反应时间120min，溶液中的磷酸钙经板框过滤分离后得到低磷含量的钨酸钠溶液-结晶母液混合液和除磷渣，溶液中剩余的磷浓度为0.028g/l，除磷效果达到工业生产工艺要求。
实施例4：
将3m3含WO3150g/L、P0.8g/L的粗钨酸钠溶液(当原矿中的SiO2≥4％时，碱渣得到粗钨酸钠溶液)和1m3含WO340g/L、P0.15g/L的结晶母液混合，碳酸钙的理论量按12倍加入，用蒸汽加热至100℃，反应时间200min，溶液中的磷酸钙经板框过滤分离后得到低磷含量的钨酸钠溶液-结晶母液混合液和除磷渣，溶液中剩余的磷浓度为0.025g/l，除磷效果达到工业生产工艺要求。
APT产品分析结果见表1：
表1APT产品分析结果
由表1可以得出APT产品都达到GB/T10116-2007标准。

Claims (5)

1.一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，其特征在于，将粗钨酸钠溶液与结晶母液打入到转化锅中加热，加入除磷剂碳酸钙，控制蒸汽压力在0.1MPa～0.3MPa范围内，在碱性条件下充分反应后，通过板框压滤机过滤分离得到钨酸钠溶液-结晶母液混合液和磷酸钙沉淀物；所述粗钨酸钠溶液与结晶母液体积比为3～10/1，粗钨酸钠溶液的浓度为50～200g/l；除磷剂加入量为混合液中总P质量的2-15倍；所述的结晶母液是由钨矿通过碱煮浸出纯化后得到的钨酸铵溶液经蒸发结晶后的余液。
2.根据权利要求1所述的一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，其特征在于，所述的转化锅中反应温度60℃～100℃，反应时间3小时～4小时。
3.根据权利要求1或2所述的一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，其特征在于，所述的碱性条件的pH值为10-13。
4.根据权利要求1或2任一项所述的一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，其特征在于，溶液中的磷酸根与除磷剂反应得到磷酸钙沉淀。
5.根据权利要求1所述的一种粗钨酸钠溶液-结晶母液混合液的深度净化除磷方法，其特征在于，通过板框压滤机过滤分离得到钨酸钠溶液-结晶母液混合液的P≤0.06g/L。
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