CN104404249A - 一种连续分解白钨矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续分解白钨矿的方法，包括如下步骤：1)将白钨矿与母液连续加入反应1区，充分搅拌混合，所得浆料进入反应2区；2)向反应2区中连续补加磷酸，充分搅拌混合，所得浆料进入反应3区；3)向反应3区中连续补加硫酸，充分搅拌混合，所得浆料以此进入反应4区、反应5区、反应6区；4)在反应6区中浆料进行分流，一部分浆料回流至反应1区，另一部分浆料进入反应7区；5)将反应7区中所得浆料过滤，浸出液提钨，所得母液返回反应1区继续与白钨矿混合。采用本发明所述方法可避免白钨矿浸出条件的波动，简化了操作，改善了效果，从而实现了大规模稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续浸出白钨矿的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
中国的钨资源储量世界第一，其中白钨矿占钨资源储量2/3以上。开发高效的白钨矿冶炼工艺就成为促进钨工业发展的关键。
ZL201010605095.1、国际专利PCT申请(PCT/CN2011/001895)提出了采用硫酸-磷酸协同分解白钨矿的方法。其中，ZL201010605095.1通过在混酸体系中加入白钨矿分解提取钨，并且向提钨后母液中补入磷酸和硫酸返回浸出。
在上述磷酸-硫酸体系分解白钨矿的过程中存在以下缺陷：(1)由于浸出采用间断操作，生产效率低，稳定性差：在白钨矿投料时，一方面由于剧烈反应导致溶液酸度迅速下降，特别是投料区域附近的酸度瞬间下降尤甚。另一方面剧烈反应导致溶液中硫酸钙浓度迅速上升形成大的过饱和度。另外剧烈的反应还导致局部温度过高，影响硫酸钙的晶型控制。这些问题在处理伴生有大量含钙脉石的低品位钨矿时更加突出，往往使浸出过程偏离最佳工作条件，造成料浆中结块现象，使得分解效果不理想；(2)酸浓度在每一浸出周期开始时较高，但随着反应消耗而不断下降，难以为硫酸钙结晶提供稳定的物理化学环境，进而影响浸出。若加大反应液固比，可一定程度上稳定酸浓度，但又大幅降低了设备处理能力；(3)为改善硫酸钙的结晶行为而加入的晶种需要专门制备，制成的晶种还要精心过滤洗涤以免团聚而影响效果，这又使过程复杂冗长，有时还难以达到好的浸出效果。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种连续分解白钨矿的方法。通过采用连续浸出结合连续补酸，避免白钨矿浸出条件的波动，并将部分浸出矿浆直接返回，一方面可以进一步抑制波动，另一方面在稳定工作条件下返回矿浆中的石膏渣可作为晶种，简化了操作，改善了效果，从而实现了大规模稳定生产。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
所述连续分解白钨矿的方法采用的装置，如图1、2所示，包括同轴的圆环反应区和中心反应区；所述圆环反应区与中心反应区直径比为1:0.3-0.5；其中，所述圆环反应区由6个区组成，在反应1区顶部设有白钨矿进口、母液进口；反应2、3区顶部分别设有补酸进口；
除所述圆环反应区的反应1区和反应6区外，圆环反应区的其余各区之间保持连通，不设挡流板或溢流板，且每个区面积相同；
反应6区与反应1区之间设有挡流板或溢流板，挡流板或溢流板的高度与装置高度比为0.2-0.45:0.5；
所述圆环反应区的反应6区底部设一通道，浸出液通过此通道进入中心反应区，即7区；所述通道的高度与装置高度比为0.14-0.16:0.5。
本发明提供一种连续分解白钨矿的方法，包括如下步骤：
1)将白钨矿与母液连续加入反应1区，充分搅拌混合，所得浆料进入反应2区；
2)向反应2区连续补加磷酸，充分搅拌混合，所得浆料进入反应3区；
3)向反应3区连续补加硫酸，充分搅拌混合，所得浆料以此进入反应4区、反应5区、反应6区；
4)在反应6区浆料进行分流，一部分浆料回流至反应1区，另一部分浆料进入反应7区；
5)将反应7区中所得浆料过滤，浸出液提钨，所得母液返回反应1区继续与白钨矿混合。
其中，在步骤1)中，白钨矿与母液质量体积比混合比为1:1～10(kg:L)。
其中，在步骤1)中，所述白钨矿中WO3质量百分比为10-70％，98％粒度不大于50目。
其中，在步骤2)中，加酸后的反应2区中，以折算成P2O5计，浓度为15％-30％，硫酸根离子浓度为50-150g/L。
其中，在步骤3)中，加酸后的反应3区中，以折算成P2O5计，浓度为15％-30％，硫酸根离子浓度为50-150g/L。
通过在反应2区、3区分别加入磷酸和硫酸，补充整个矿物分解过程中的酸耗，使分解体系中磷酸和硫酸维持在一定浓度范围内，保证矿物的连续高效分解。
其中，在步骤4)中，回流至反应1区的浆料质量占反应6区总浆料质量的20％-80％。
发明具有的有益效果如下其中，在整个连续反应中温度控制在60-100℃，总反应时间为1～6h；其中各反应区的搅拌速度控制在103-107rmp，浆料流速控制在83-87L/h之间，确保浆料充分反应的同时提高生产速度。
本发明的有益效果如下：1、部分浆料回流到反应1区参与逆流反应，能降低钨矿的分解酸耗，实现白钨矿的高效分解；2、回流浆料中含有生成的硫酸钙，可作为晶种来降低硫酸钙的过饱和度；3、反应体系中酸浓度相对稳定，可以获得粗大规则的硫酸钙结晶，不但能提高钨矿分解率，还使固液分离易于操作。
附图说明
图1为本发明实施例1所述连续反应装置俯视图。
图2为本发明实施例1所述连续反应装置结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所述连续分解白钨矿的方法采用如下装置，如图1、2所示：
所述装置包括同轴的圆环反应区和中心反应区；所述圆环反应区与中心反应区直径比为1:0.3-0.5；其中，所述圆环反应区由6个区组成，在反应1区顶部设有白钨矿进口、母液进口；反应2、3区顶部分别设有补酸进口；
除所述圆环反应区的反应1区和反应6区外，圆环反应区的其余各区之间保持连通，不设挡流板或溢流板，且每个区面积相同；
反应6区与反应1区之间设有挡流板或溢流板，挡流板或溢流板的高度与装置高度比为0.2-0.45:0.5；
所述圆环反应区的反应6区底部设一通道，浸出液通过此通道进入中心反应区，即7区；所述通道的高度与装置高度比为0.14-0.16:0.5。
实施例1 连续分解白钨矿的方法
本实施例提供一种连续分解白钨矿的方法，如图1、图2所示，包括如下步骤：
1)将白钨矿与母液以混合比1:5(kg:L)连续加入反应1区，充分搅拌混合，所得浆料进入反应2区；
所述白钨矿中WO3质量百分比为32％，98％粒度不大于50目。
2)向反应2区连续补加磷酸，充分搅拌混合，所得浆料进入反应3区；
其中，在步骤2)加酸后的反应2区中，以折算成P2O5计，浓度为20％，硫酸根离子浓度为100g/L；
3)向反应3区中连续补加硫酸，充分搅拌混合，所得浆料以此进入反应4区、反应5区、反应6区；
其中，在步骤3)中，加酸后的反应3区中，以折算成P2O5计，浓度为20％，硫酸根离子浓度为100g/L；
4)在反应6区浆料进行分流，一部分浆料回流至反应1区，另一部分浆料进入反应7区；
其中，在步骤4)中，回流至反应1区的浆料质量占反应6区总浆料质量的30％。
5)将反应7区所得浆料过滤，浸出液提钨，所得母液返回反应1区继续与白钨矿混合。
其中，在整个连续反应过程中温度控制在100℃；
其中，各反应区的搅拌速度均为105rmp，浆液流速是85L/h。
采用实施例1所述工艺分解白钨矿，处理时间为6小时，具体操作参数及结果如下表1所示。
实施例2-9
按照实施例1的方法逆流浸出连续分解白钨矿，其中各反应区的搅拌速度控制在103-107rmp，浆液流速控制在83-87L/h。具体操作参数及结果如表1所示。
表1.连续反应槽分解白钨矿的具体操作及结果
与传统的间歇反应工艺相比，采用本发明所述的处理工艺，能够实现白钨矿的连续浸出，不仅降低操作工人的劳动强度，而且在节能作用方面也取得显著效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种连续分解白钨矿的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将白钨矿与母液连续加入反应1区，充分搅拌混合，所得浆料进入反应2区；
2)向反应2区连续补加磷酸，充分搅拌混合，所得浆料进入反应3区；
3)向反应3区连续补加硫酸，充分搅拌混合，所得浆料以此进入反应4区、反应5区、反应6区；
4)在反应6区浆料进行分流，一部分浆料回流至反应1区，另一部分浆料进入反应7区；
5)将反应7区中所得浆料过滤，浸出液提钨，所得母液返回反应1区继续与白钨矿混合。
2.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述白钨矿与母液质量体积比混合比为1:1～10(kg:L)。
3.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，在步骤1)中，所述白钨矿中WO3质量百分比为10-70％，98％粒度不大于50目。
4.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，在步骤2)中，加酸后的反应2区、3区中，以P2O5计浓度为15％-30％，硫酸根离子浓度为50-150g/L。
5.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，在步骤4)中，回流至反应1区的浆料质量占反应6区总浆料质量的20％-80％。
6.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，在整个连续反应中温度控制在60-100℃，总反应时间为1～6h。
7.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，各反应区的搅拌速度控制在103-107rmp，浆液流速控制在83-87L/h之间。
8.根据权利要求1所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，所述连续分解白钨矿的方法采用的装置包括同轴的圆环反应区和中心反应区；所述圆环反应区与中心反应区直径比为1:0.3-0.5；其中，所述圆环反应区由6个区组成，在反应1区顶部设有白钨矿进口、母液进口；反应2、3区顶部分别设有补酸进口。
9.根据权利要求8所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，除所述圆环反应区的反应1区和反应6区外，圆环反应区的其余各区之间保持连通，不设挡流板或溢流板，且每个区面积相同；
反应6区与反应1区之间设有挡流板或溢流板，挡流板或溢流板的高度与装置高度比为0.2-0.45:0.5。
10.根据权利要求8所述的连续分解白钨矿的方法，其特征在于，所述圆环反应区的反应6区底部设一通道，浸出液通过此通道进入中心反应区，即7区；所述通道的高度与装置高度比为0.14-0.16:0.5。
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