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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