CN102557139A - 一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法 - Google Patents

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刘鹏
谢铝平
代亚琦
马良
郭昌平
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Abstract

本发明涉及一种低磷钨酸铵溶液脱磷方法，对于难以用碳酸钙脱除磷的复杂黑白钨矿，加磷酸盐低碱分解后，直接进入离子交换工序，经离子交换脱磷并转型得到钨酸铵溶液后，溶液中残余磷浓度在0～1g/L，然后在钨酸铵溶液中加入无水分析纯硫酸镁脱磷，使磷生成难溶化合物沉淀下来，而钨仍留在溶液中，同时不引入其它杂质元素，达到磷与钨的分离目的。工艺条件是：无水分析纯硫酸镁用量1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度：常温。

Description

一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法
技术领域
本发明涉及一种低磷钨酸铵溶液脱磷方法，是对黑白钨混合矿冶炼工艺：“黑白钨矿加磷酸盐低碱分解-碳酸钙脱磷-离子交换-钨酸铵溶液除钼-蒸发结晶制取APT”中的“脱磷”技术的创新，具体讲是在离子交换所得低磷(NH4)2WO4溶液中通过添加硫酸镁实现深度除磷的方法，以达到钨磷分离和制取高纯APT的目的。
背景技术
目前部分黑白钨矿采用加磷酸盐低碱分解工艺，为实现钨磷分离，得到的钨酸钠溶液必须用碳酸钙脱磷。生产中发现，部分复杂黑白钨矿碱分解后难以用碳酸钙脱除磷。其主要存在如下问题：一、多次加入碳酸钙也无法将磷除去；二、多次使用碳酸钙除磷造成碳酸钙消耗大，同时生成的磷酸钙渣量大、钨损高；三、钨渣回收利用造成企业生产成本增加。
发明内容
本发明目的是提供一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法，用最少的试剂用量，最短的反应时间，最经济方法实现脱磷。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：对于难以用碳酸钙脱除磷的复杂黑白钨矿，加磷酸盐低碱分解后，直接进入离子交换工序，经离子交换脱磷并转型得到钨酸铵溶液后，溶液中残余磷浓度在0～1g/L，然后在钨酸铵溶液中加入无水分析纯硫酸镁脱磷，使磷生成难溶化合物沉淀下来，而钨仍留在溶液中，同时不引入其它杂质元素，达到磷与钨的分离目的。其化学反应式如下：
(NH4)2HPO4+MgSO4+NH4OH＝MgNH4PO4↓+(NH4)2SO4+H2O
脱磷后溶液中的钨磷比(WO3/P)≥10000，符合工艺技术要求，脱磷效果显著。
工艺条件是：无水分析纯硫酸镁用量1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度：常温。
本发明的有益效果：试剂用量少，反应时间短，价格便宜，对低浓度P的除磷效果好(见表1至表4)，不引入其它杂质元素，渣量小，减少了钨在渣中的损失，经济实用；以低磷浓度的钨酸铵溶液硫酸镁脱磷取代钨酸钠溶液碳酸钙脱磷，每吨APT产品脱磷试剂费用降低80元，能耗减少205元，钨损失减少1050元，每吨产品总成本降低1335元，以我国年产8.5万吨APT计算，可产生直接经济效益1.13亿元。
具体实施方案
黑白混合钨矿先进行球磨使钨精矿粒度达到-320目≥98％，然后将矿浆泵入压煮釜进行加磷酸盐低碱分解，过滤后得到高浓度钨酸钠溶液，将高浓度钨酸钠溶液稀释配制交前液后，进行离子交换脱磷并转型成高浓度钨酸铵溶液，此时加入无水分析纯硫酸镁进行脱磷，工艺条件如下：无水分析纯硫酸镁用量为1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度常温。
1、无水分析纯硫酸镁用量对脱磷效果的影响
向200ml含初始磷浓度分别为0.2g/L的钨酸铵溶液(含WO3250g/L)中加入不同理论倍数的无水分析纯硫酸镁1～1.6倍，反应温度：常温，反应时间1小时，溶液中pH＝9。经上述实验操作分析后，得出结果如下表1所示
表1
Figure BDA0000124975240000021
由以上数据可知，随着无水分析纯硫酸镁理论倍数的增加，除磷后溶液中磷浓度呈现递减的趋势。无水硫酸镁用量为理论量的1.1～1.5倍时，溶液中的钨磷比(WO3/P)都大于10000，继续增加无水分析纯硫酸镁的理论用量对除磷效果影响不大，因此无水分析纯硫酸镁用量选定1.1～1.5倍理论量合适。
2、pH值对脱磷效果的影响
表2
Figure BDA0000124975240000022
向200ml含杂质元素P 0.2g/L的钨酸铵溶液(含WO3 250g/L)中加入理论倍数为1.1的无水分析纯硫酸镁，反应温度：常温，反就时间1小时，调节溶液中pH分别7、8、9、10、11，经上述实验操作分析后，得出结果如表2所示
由以上数据可知：当溶液中的pH控制在8-10之间，无水分析纯硫酸的除磷效果都能满足要求。而钨冶炼生产工艺中出来的钨酸铵溶液的pH值就是在8-10之间的，因此不需调节pH值直接加入无水分析纯硫酸就能达到除磷的效果。
3、反应时间对脱磷效果的影响
向200ml含杂质元素P 0.2g/L的钨酸铵溶液(含WO3250g/L)中加入理论倍数为1.1的无水分析纯硫酸镁，反应温度：常温，溶液中pH＝9，反应时间分别为30min、60min、90min、120min，经上述实验操作分析后，得出结果如下表3所示
表3
Figure BDA0000124975240000031
由实验结果可知，延长反应时间有利于磷的脱除，当反应时间达到60min时，溶液中的磷浓度从开始的0.2g/L降至0.02g/L，溶液中的钨磷比(WO3/P)≥10000，此时继续增加反应时间对磷的去除没有明显影响，因此选择最佳反应时间为60min。
4、溶液中不同初始磷浓度对除磷效果的影响
向200ml含不同P浓度的钨酸铵溶液(含WO3250g/L)中加入理论倍数为1.1倍的无水分析纯硫酸镁，反应温度：常温，溶液中pH＝9，反应时间为1小时，溶液中初始P浓度分别为0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.5g/L、1g/L，结果如下表4所示
表4
Figure BDA0000124975240000032
由以上数据可知，初始P浓度小于1g/L时，使用无水分析纯硫酸镁脱磷后溶液中的钨磷比(WO3/P)均大于10000，因此无水分析纯硫酸镁对低浓度P的钨酸铵溶液的除磷效果非常好。

Claims (2)

1.一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法，其特征是：在钨酸铵溶液中加入无水分析纯硫酸镁脱磷，使磷生成难溶化合物沉淀下来，而钨仍留在溶液中，同时不引入其它杂质元素，实现磷与钨分离，其化学反应式如下：
(NH4)2HPO4+MgSO4+NH4OH＝MgNH4PO4↓+(NH4)2SO4+H2O
工艺条件是：无水分析纯硫酸镁用量1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度：常温，脱磷后溶液中的钨磷比WO3/P≥10000，符合工艺技术要求，脱磷效果显著。
2.根据权利要求1所述的一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法，其特征是：所述的钨酸铵溶液中残余磷浓度≤1g/L，其由磷酸盐低碱分解后，直接进入离子交换工序，经离子交换脱磷并转型得到。
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