CN104480304B - 一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法，该方法1、首先在含铌的酸液中加入浓硫酸，降低含铌的酸液的酸度，在经过采用MIBK萃取、反萃取、氨气中和等制备氧化铌产品；2、由于含钽的酸液采用结晶和过滤工艺分离提取氟钽酸钾，致使一部分的氟钽酸留在了母液中，在以往的工艺中必须利用氨气中和回收，造成了大量的含氨废水，本发明则采用部分碱性物质（氢氧化钠，氢氧化镁，氢氧化钙等）代替氨气，加入到含有氟钽酸溶液的母液中，然后再用氨气中和。通过上述两种措施，本发明最终达到了降低氨气消耗，降低含氨废水排放的目的。

Description

一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法

技术领域

本发明涉及涉有色金属生产技术领域，特别是涉及一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量和减少含氨废水排放的方法。

背景技术

含氨废水对环境影响较大，当氨溶于水时．其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水合氨．也称非离子氨。氨离子相对基本无毒。而非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，其毒性比氨盐大几十倍，并随碱性的增强而增强，游离氨的浓度应控制在0.1毫克／升以下。尤其是当氨转化为硝酸盐，在此过程中产生一种中间物质叫亚硝酸盐。亚硝酸盐对鱼、虾的毒性较强，是养殖水域中诱发暴发性疾病的重要因素。当水中亚硝酸盐浓度积累到0.1毫克／升后，鱼、虾红细胞数量和血红蛋白数量逐渐减少，血液载氧能力逐渐减低，造成鱼、虾慢性中毒，此时鱼、虾摄食量降低，鳃组织出现病变，呼吸困难，骚动不安或反应迟钝，严重时则发生暴发性死亡。

氨氮一般难以感觉到，但进入人体后可能转变为有害物，对人的大脑、胎儿均有影响。事实上，直到２００２年６月１日开始实施的由国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布的＜地表水环境质量标准，才将氨氮指标列入其内；此前至１９９８年，氨氮仅仅是作为部颁标准，非国家标准：１９９８年前，地表水就没有氨氮指标这一说。即使现在，由卫生部颁发的有９０多项指标内容的我国饮用水标准依然还没有氨氮这一指标。最近生活饮用水卫生标准（网上征求意见稿）ＧＢ５７４９－２００５才刚刚有氨氮指标，其限值为0.5ｍｇ／Ｌ含氨废水一直是污水处理的难题，需要投入大量的人力物力，设备的运行成本也很高。

目前的钽铌湿法冶金生产过程中，产生大量的含氨废水，主要来源如下：钽铌湿法生产线的主要产品是氟钽酸钾和氧化铌，采用的是HF-MIBK-H₂SO₄萃取体系，该工艺如图1所示，钽铌原料与氢氟酸、硫酸的反应物首先被MIBK（甲基异丁基（甲）酮）萃取，然后利用一定酸度的硫酸将含铌的酸液反萃入一定酸度的硫酸溶液中，产生了含铌的酸液和硫酸的混合溶液，氟钽酸则继续保留在MIBK溶液中，最后利用纯水反萃取到水相中，形成含铌的酸性溶液。其中，为了制备氧化铌，必须用氨气与含铌的酸液反应，此过程产生了大量的含氨废水；另外，在制备氟钽酸钾后的母液含有一定量的氟钽酸，其酸度约在1.2～2mol/L，为了回收钽，必须采用氨气中和至PH等于9～10，必须采用氨水与氟钽酸反应。在此过程中需要消耗大量的氨气，并且产生大量的含氨废水，虽然有后续的处理装置，但是目前的处理装置存在着运行成本高、处理不干净等诸多困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法，该工艺可达到减少氨水排放量的目的。

本发明采用下述技术方案：

一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法，该方法为将钽铌原料与氢氟酸、硫酸进行混合分解，以MIBK进行萃取，得到的含钽铌有机物用硫酸酸洗除杂、反铌提钽后，得到含铌的酸液和含钽的酸液，其特征是：将含铌的酸液首先用硫酸调至硫酸浓度达到3～4mol/L，然后再经MIBK萃取、纯水反萃取和氨气中和得到氧化铌；将含钽的液体经合成、冷却结晶分离氟钽酸钾后所得母液，首先用碱性物质中和至pH4～6，再加氨水进行处理。

所述碱性物质的加入量为母液总酸量的40%～70%。

所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁。

通过分析可知：含铌的酸液及氟钽酸的酸度直接影响到所用氨气的用量，酸度越高所用的氨气的量也越大，所以降低含有含铌的酸液或氟钽酸的酸度，有助于降低氨气的用量，并且减轻含氨废水后续处理所花费得投入。为此，本发明1、首先在含铌的酸液中加入浓硫酸，降低含铌的酸液的酸度，在经过采用MIBK萃取、反萃取、氨气中和等制备氧化铌产品；2、由于含钽的酸液采用结晶和过滤工艺分离提取氟钽酸钾，致使一部分的氟钽酸留在了母液中，在以往的工艺中必须利用氨气中和回收，造成了大量的含氨废水，本发明则采用部分碱性物质（氢氧化钠，氢氧化镁，氢氧化钙等）代替氨气，加入到含有氟钽酸溶液的母液中，然后再用氨气中和。通过上述两种措施，本发明最终达到了降低氨气消耗，降低含氨废水排放的目的。

附图说明

图1为现有技术中钽铌冶金工艺流程图；

图2为本发明钽铌冶金工艺流程图。

具体实施方式

本发明是针对现有技术的钽铌湿法冶金中工艺的改进，其工艺为：

将钽铌原料与氢氟酸、硫酸混合，分解，然后用MIBK（甲基异丁基（甲）酮）进行萃取，得到的含钽铌有机物用硫酸酸洗除杂、反铌提钽后，得到含铌的酸液（铌液）和含钽的酸液，其中含铌的液体（铌液）首先加硫酸调酸至硫酸浓度达到3～4mol/L，在萃取槽中用MIBK将含铌的酸液萃取到MIBK中，在反铌槽中用纯水将含铌的酸液反萃取到水相中，获得含铌酸液，后通入氨气中和，洗涤，烘干，焙烧获得氧化铌。上述含钽的酸液，通过与氯化钾的合成，冷却结晶分离后获得氟钽酸钾，此过程分离出来一部分含钽的母液，将该母液用氢氧化钠或者其它的碱性物质（如氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁）初步中和，加入量是母液总酸量的40%～70%，使酸液pH达到4～6，然后再加入氨气中和是pH达到8～9，得到含钽物料及含氨废水。

实例1

在钽铌湿法冶金中的含铌的酸液（铌液）1000L，其含量是：氧化铌 90g/L，氢氟酸酸度2.5mol/L，硫酸酸度0.75mol/L。在此溶液中加入了98%的浓硫酸190L，调整含铌的酸液（铌液）的硫酸酸度为3.5mol/L。在一个逆流混合萃取槽中以MIBK为萃取剂，流量比为O/A等于1：1，萃取含铌的酸性溶液。在第二个萃取槽中以纯水为反萃剂，反萃含有含铌的酸液的MIBK，控制流量比为O/A等于1：1，反萃得到含铌的酸液1000L，其含量是：氧化铌 89g/L，氢氟酸酸度2.4mol/L,硫酸酸度0mol/L。然后利用50千克氨气沉淀至溶液的PH达到9，过滤，洗涤，烘干，焙烧，最后得到氧化铌产品。

对比实例1

在钽铌湿法冶金中的含铌的酸液（铌液）1000L，其含量是：氧化铌 90g/L，氢氟酸酸度2.5mol/L,硫酸酸度0.75mol/L，然后利用85千克氨气沉淀至溶液的PH达到9，过滤，洗涤，烘干，焙烧，最后得到氧化铌产品。

实例2

在钽铌湿法冶金中的含钽的酸液1000L，其含量是：氧化钽 50g/L，氢氟酸酸度0.7mol/L,在此溶液中加入40%氢氟酸70L，氯化钾40千克，在92摄氏度下保温1个小时，然后冷却至室温，过滤结晶，得到氟钽酸钾产品。同时产生1300L酸度为1.5mol/L，氧化钽含量为1.5g/L的母液，在此溶液中加入62千克氢氧化钠，中和至pH为5～6，然后通入氨气9千克。溶液的PH值达到8～9，过滤洗涤，得到含氨废水3200L，水中的铵氮含量为1.68g/L。

对比实例2：

在钽铌湿法冶金中的含钽的酸液1000L，其含量是：氧化钽 50g/L，氢氟酸酸度0.7mol/L,在此溶液中加入40%氢氟酸70L，氯化钾40千克，在92摄氏度下保温1个小时，然后冷却至室温，过滤结晶，得到氟钽酸钾产品。同时产生1300L酸度为1.5mol/L，氧化钽含量为1.5g/L的母液，在此溶液中通入氨气40千克。溶液的PH值达到8～9，过滤洗涤，得到含氨废水4200L，水中的铵氮含量为5.71g/L。

Claims (2)

1.一种在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法，该方法为将钽铌原料与氢氟酸、硫酸进行混合分解，以MIBK进行萃取，得到的含钽铌有机物用硫酸酸洗除杂、反铌提钽后，得到含铌的酸液和含钽的酸液，其特征是：将含铌的酸液首先用硫酸调至硫酸浓度达到3～4mol/L，然后再经MIBK萃取、纯水反萃取和氨气中和得到氧化铌；将含钽的酸液经合成、冷却结晶分离氟钽酸钾后所得母液，首先用碱性物质中和至pH4～6，再通入氨气进行处理；

所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁。

2.按照权利要求1所述的在钽铌湿法冶金过程中减少氨气使用量的方法，其特征是：所述碱性物质的加入量为母液总酸量的40%～70%。