CN103805793B - 一种分解白钨矿的方法 - Google Patents
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Abstract
一种分解白钨矿的方法,采用一定浓度的盐酸和一定比例的磷酸进行络合分解,分解后钨以杂多酸形式直接进入分解溶液中;过滤得到滤液后,采用N235萃取滤液中的磷钨杂多酸;萃取分离后,负载有机相用NaOH进行反萃,萃余液加入硫酸沉钙,过滤得到盐酸循环使用;反萃有机相循环使用,反萃液经酸化调pH后蒸发结晶即可得到磷钨酸钠晶体。本发明的优点在于改变了传统的白钨矿单一酸分解思路,采用盐酸、磷酸络合分解白钨矿,提高了钨的浸出率;采用萃取法处理白钨矿分解液,提高了钨的浓度,减小了钨冶炼过程的用水量,有利于实现整个过程的水循环;采用硫酸沉钙实现了分解试剂的再生,大大降低了生产成本;制备的磷钨杂多酸盐用途非常广泛。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金领域中稀有高熔点钨的提取,特别涉及一种分解白钨矿的方法。
背景技术
我国已探明的白钨精矿储量为100万吨,黑钨精矿仅约20万吨。因白钨矿石具有组分复杂、品位低、与其他金属伴生、不易开发利用等特点,目前我国的钨冶炼生产行业是以黑钨矿物原料为主,黑钨矿储量已日趋枯竭。随着钨矿物黑钨矿的日益贫化,钨冶炼中用白钨矿代替黑钨矿迫在眉睫且意义重大。
然而现有技术中,直接用盐酸分解白钨矿,在分解过程中,在白钨矿颗粒的表面会有一层钨酸水合物薄膜生成,导致反应剂HCl向反应界面的扩散受阻,这样就大大减缓了反应的速度。
采用稀氨水反萃负载有机相时,发现会有沉淀产生,分相极其困难。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题,本发明旨在提供一种分解白钨矿的方法,能循环利用酸和有机相,使得整个冶炼过程的水实现闭路循环,降低生产成本,提升经济效益。
为达到上述目的,本发明的技术方案为:
一种分解白钨矿的方法:球磨白钨矿粒度为300目~150目,加入的盐酸浓度为1mol/L~2mol/L,磷酸用量(按钨与磷酸根的质量比)mw/mpo4 3-为1.5∶1~5∶1,升温至40℃~100℃后,将白钨矿加入到盐酸和磷酸混合液中进行反应,搅拌速度为500r/min~950r/min,液固比为5∶1~10∶1,反应时间为1h~3h,反应结束后过滤,并用含N235的有机相萃取滤液,得磷钨杂多酸。
盐酸和磷酸络合浸出白钨矿,其主要化学反应方程式为:
12CaWO4+24HCl+H3PO4=12CaCl2+12H2O+H3[PW12O40]
所述含N235有机相的体积配比为10%~20%的N235、20%正辛醇、60%~70%的煤油,相比为1∶0.5~1∶2,经过5min~15min的混合时间,对滤液萃取。
用N235萃取白钨矿分解液时,萃合物中的磷不是以磷酸根形态被N235萃取,而是以磷钨杂多酸原子团被有机相萃取,N235萃取磷钨杂多酸的反应基理可以表示为:
3R3N+H3PW12O40→(R3NH)3PW12O40
加入硫酸对萃余液沉钙,过滤后得到的盐酸和磷酸返还分解白钨矿,使得酸可以循环使用,减少了成本,同时生成了石膏。
采用相比为1∶1~1∶3,1mol/L~2.5mol/L NaOH溶液进行反萃,经过5min~20min混合,得磷钨杂多酸钠。分相后,有机相返还继续萃取,有机相的循环使用大大减少了成本。
相对于现有技术,本发明的优点是:
1、能高效的分解白钨矿,特别是含磷较高的白钨矿,络合分解 时,钨的浸出率高达99.6%。
2、白钨矿分解后不需要再加入酸,直接用N235萃取,这样简化了步骤,降低了成本,同时也提高了钨的浓度,减小了钨冶炼过程的用水量,有利于实现整个过程的水循环。
3、采用硫酸沉钙实现了分解试剂盐酸的再生,大大降低了生产成本,同时生成的石膏也可以带来经济效应。
4、制备的磷钨杂多酸盐用途非常广泛,可用作催化剂、抗病毒抗癌、无机离子交换剂、分析试剂等。
5、整个工艺过程实现了水的闭路循环,萃取设备简单,操作方便,易于实现工业化。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明:
称取10g粒度等级为(+300目,-250目)的白钨矿,分别加入2mol·L-1盐酸100mL和相同用量的磷酸mw/mpo4 3-=3∶1,分解温度为90℃,分解时间为2.5h,搅拌速度为900转/分钟,钨矿浸出率为99.6%。再用体积配比为12%N235、20%正辛醇、68%煤油作有机相对钨分解液进行萃取,相比为1∶1,混合时间5min,钨的萃取率可达99.90%。用50ml与1.5mol/L NaOH溶液按相比1∶1,反萃率可达98%。反萃有机相循环使用,反萃后液水浴加热到40℃,再滴加盐酸将溶液酸化至pH为7.2,蒸发结晶获得钨磷杂多酸钠,钨磷杂多酸钠可用作催化剂、 抗病毒抗癌、无机离子交换剂、分析试剂等。采用1.2倍理论用量的硫酸进行沉钙,可同时获得石膏与HCl,再过滤分离石膏,所得石膏纯度很高,可用作成模石膏,余下HCl可做分解试剂循环使用,盐酸的再生率可达93.5%。整个工艺流程中,钨的总损失率为2.49%。
Claims (5)
1.一种分解白钨矿的方法,其特征在于:球磨白钨矿粒度为300目~150目,加入的盐酸浓度为1mol/L~2mol/L,磷酸用量,按钨与磷酸根的质量比为:mw/mpo4 3-为1.5∶1~5∶1,升温至40℃~100℃后,将白钨矿加入到盐酸和磷酸混合液中进行反应,搅拌速度为500r/min~950r/min,液固比为5∶1~10∶1,反应时间为1h~3h,反应结束后过滤,并用含N235的有机相萃取滤液,所述含N235的有机相体积配比为10%~20%的N235、20%正辛醇、60%~70%的煤油,相比为1∶0.5~1∶2,经过5min~15min的混合时间,对滤液萃取。
2.根据权利要求1所述的分解白钨矿的方法,其特征在于:加入硫酸对萃余液沉钙,得石膏,过滤后得到的盐酸和磷酸返还分解白钨矿。
3.根据权利要求1所述的分解白钨矿的方法,其特征在于:萃取结束后,采用相比为1∶1~1∶3,1mol/L~2.5mol/L NaOH溶液进行反萃,经过5min~20min混合。
4.根据权利要求3所述的分解白钨矿的方法,其特征在于:反萃后的有机相返回循环萃取磷钨杂多酸。
5.根据权利要求3所述的分解白钨矿的方法,其特征在于:将反萃液水浴加热到40℃,再滴加盐酸将溶液酸化至pH为7.2,通过蒸发结晶得钨磷杂多酸钠。
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