CN104843791B

CN104843791B - 一种处理含钨物料的方法

Info

Publication number: CN104843791B
Application number: CN201510227090.2A
Authority: CN
Inventors: 林国荣; 李继红
Original assignee: Jiangxi Rare Earth and Rare Metals Tungsten Group Holding Co Ltd
Current assignee: Jiangwu HC Starck Tungsten Products Co ltd; Jiangxi Tungsten Holding Group Co ltd
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2035-05-06
Also published as: CN104843791A

Abstract

一种处理含钨物料的方法，通过配矿使原料中含三氧化钨质量百分数的0.5次幂与含二氧化硅质量百分数的比值小于等于0.5～0.8；将含钨物料固体置于粉碎设备中粉碎至理想的粒径；再加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液，搅拌，边加入分解剂边加入少量水，控制调浆体积为含钨物料的0.9～1.2倍；控制分解温度120～200℃，达到分解温度后，保温时间2～5h；控制卸料后溶液温度50～100℃，用辛可宁溶液滴入，洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现为洗涤终点，卸压滤板下渣。根据本发明，可使矿中的杂质二氧化硅变废为宝，配矿时将二氧化硅达到品位后，成为一种碱土金属的抑制剂，使分解渣的含钨量小于1％。

Description

一种处理含钨物料的方法

技术领域

本发明涉及一种处理含钨物料的方法。本发明还涉及一种获得低杂质含量的钨酸钠溶液的方法。另外，本发明也涉及一种制取仲钨酸铵的方法。

在本说明书中，术语“含钨物料”是指钨矿、选矿后含钨的边角料、以及钨矿经分解后的含钨渣料等等，如：白钨、黒钨、黑白混合矿、矿经分解后还含钨的分解渣。

术语“配矿”是指将含钨物料根据化验结果对不同批次按一定比列进行混料。

背景技术

钨是一种难熔的有色金属，也是一种重要的战略资源，因其具有熔点高、硬度大、延性强、耐磨和耐腐蚀等优良性能而得到广泛应用。随着钨矿原料向主品位低、杂质高方向发展，各个公司采用不同方式在回收含钨物料，如选矿后的边角料、含钨的渣料。市场上一直需要一种不腐蚀设备、操作环境好、成本低、钨回收率高的处理含钨物料的生产工艺。

现有技术中，分解含钨物料的“盐酸分解法”采用盐酸作为分解剂，处理对象是白钨或黒钨，设备腐蚀严重，操作环境恶劣(酸雾大)，目前已经基本上被淘汰。

分解含钨物料的“碳酸钠分解法”以碳酸钠为分解剂，处理对象是白钨，对铁质设备有腐蚀(需采取钢制设备)，操作环境一般，目前适用范围窄(仅用于分解白钨)；分解剂价格高而极少采取，外排渣含钨量小于1％。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理含钨物料的方法，其可获得低杂质含量的钨酸钠溶液，直接作为强碱性阴离子交换树脂交换原始溶液，扩大了制取仲钨酸铵的原料，降低了制取钨酸铵溶液的成本。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种处理含钨物料的方法，以含钨物料为原料，其特征在于，通过配矿工序使原料中含三氧化钨质量百分数的0.5次幂与含二氧化硅质量百分数的比值小于等于0.5～0.8，使矿中的杂质二氧化硅变废为宝，配矿时二氧化硅达到品位后将成为一种碱土金属(特别是白钨中的钙)的抑制剂；将含钨物料固体置于粉碎设备中粉碎至理想的粒径；再加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2～2.5倍(优选2～2.2倍)，开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，控制调浆体积为含钨物料的0.9～1.2倍(优选0.9～1)；开启反应釜排空阀，将调浆好的溶液泵入反应釜中，完毕后关闭反应釜排空阀，控制分解温度120～200℃(优选130～140℃)，达到分解温度后，保温时间2～5h(优选2～3h)；控制卸料后溶液温度50～100℃(优选80～100℃)，用辛可宁溶液滴入，洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现为洗涤终点，卸压滤板，下渣。

优选地，使原料中含三氧化钨质量百分数的0.5次幂与含二氧化硅质量百分数的比值小于等于0.56～0.59。

优选地，所述粉碎设备是球磨机。

优选地，所述理想的粒径是以下指标至少其中之一：磨至小于45微米粒径的比例要大于96％；磨至小于75微米粒径大于95％；磨至小于50微米粒径大于95％；磨至小于45微米粒径大于97％；磨至小于40微米粒径大于90％；磨至小于40微米粒径大于96％。

优选地，调浆过程中，氢氧化钠溶液含氢氧化钠必须在350～400g/l(如果达不到需要添加固体氢氧化钠，确保达到350～400g/l；如果浓度大了，就要求稀释到350～400g/l)。

优选地，预先在稀释桶中，补加1～5m³水(优选2～3m³)，反应釜与稀释桶的桶顶相连，开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启安装在反应釜物料出口处的放料阀，放料阀开至1/2处；稀释桶的温度控制在60-100℃，待压力降至3-5Kgf/cm²时，全开放料阀。

优选地，开启泵，将稀释桶的料浆泵入到压滤机；待料浆全部泵入到压滤机，将压滤机进料模式更换到洗涤模式(即：通过切换开关)；洗涤至用辛可宁溶液滴入洗涤的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点；泄压滤机的压力、卸渣。

根据本发明的第二方面，提供了一种处理含钨物料的系统，依次包括粉碎设备、调浆容器、反应釜、稀释容器、浆料泵、压滤机，调浆容器设有搅拌泵、分解剂添加器、分解剂的剂量控制器、和降低黏度水添加器；反应釜设有排空阀，该反应釜与调浆容器连通，该反应釜与调浆容器之间设有将调浆好的溶液泵送至该反应釜的输送泵，该反应釜设有加热器、加热温度控制器、保温时间控制器；稀释容器具有补水器、补水量控制器、搅拌器、温度控制器；稀释容器和压滤机之间设有将稀释的料浆泵入压滤机的料浆泵；压滤机具有进料器和洗涤器，洗涤器具有辛可宁溶液滴入装置；压滤机具有卸渣装置。

根据本发明的第三方面，提供了一种制备低杂质含量的钨酸钠溶液的方法，采用了根据本发明的处理含钨物料的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种制取仲钨酸铵的方法，采用根据本发明的处理含钨物料的方法制取低杂质含量的钨酸铵溶液，直接作为强碱性阴离子交换树脂交换原始溶液。

根据本发明，采用氢氧化钠作为分解剂，可以处理黒钨或低钙(小于10％Ca)黑白钨混合矿，对铁质设备无腐蚀，操作环境好，外排渣含钨量小于1％。本发明从配矿技术及后续操作层面上控制二氧化硅及条件，使钨矿良好地被分解。

根据本发明，可使矿中的杂质二氧化硅变废为宝，配矿时将二氧化硅达到品位后，成为一种碱土金属(特别是白钨中的钙)的抑制剂；提高了矿的分解效果，使分解渣的含钨量小于1％。

根据本发明的处理含钨物料的方法，可获得低杂质含量的钨酸钠溶液，可直接作为强碱性阴离子交换树脂交换原始溶液，含钨物料也可获得好的回收率。

本发明扩大了制取仲钨酸铵的原料，降低了制取钨酸铵溶液的成本。

附图说明

图1是根据本发明的处理含钨物料的系统结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明处理含钨物料的系统，依次包括配料设备10、粉碎设备20、调浆容器30、反应釜40、稀释容器50、浆料泵60、压滤机70，调浆容器30设有搅拌泵31、分解剂添加器32、分解剂的剂量控制器33、和降低黏度水添加器34；反应釜40设有排空阀41，该反应釜40与调浆容器30连通，该反应釜40与调浆容器30之间设有将调浆好的溶液泵送至该反应釜40的输送泵35，该反应釜40设有加热器42、加热温度控制器43、保温时间控制器44；稀释容器50具有补水器51、补水量控制器52、搅拌器53、温度控制器54；稀释容器50和压滤机70之间设有将稀释的料浆泵入压滤机70的料浆泵60；压滤机70具有进料器71和洗涤器72，洗涤器72具有辛可宁溶液滴入装置73；压滤机70具有卸渣装置74。

本发明提供了一种处理含钨物料的方法，以含钨物料为原料，具有：粉碎含钨物料固体工序；调浆工序；分解工序；卸料过滤工序，其特征在于：在粉碎含钨物料固体工序中，将含钨物料固体置于粉碎设备中，控制粉碎粒径。

优选地，钨矿小于45微米粒径大于96％；在分解工序中，添加分解剂氢氧化钠或者氢氧化钠溶液；控制调浆体积，含钨物料:体积＝1:(0.9～1.2)；控制分解温度120℃～200℃；达到分解温度后，保温时间2～5h；在卸料过滤工序中，控制卸料后溶液温度50℃～100℃；含钨物料进行配矿，才可入球磨机磨细。

在本发明的一个实施例中，处理含钨物料的方法主要步骤包括：

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)≥(0.5～0.8)×m_(WO3)^0.5(优选地，m_(SiO2)≥(0.56～0.59)×m_(WO3)^0.5)，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选球磨机)中，磨至小于45微米粒径的比例要大于96％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2～2.5倍(优选2～2.2倍)。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为0.9～1.2m³(优选0.9～1)。

三、分解工序

(1)开启反应釜排空阀，将调浆好的溶液泵入反应釜中，完毕后关闭反应釜排空阀。当不开启反应釜的排空阀时，反应釜里面是一个密闭体系，当泵泵入一定的调浆好的溶液后，里面会形成一个内压，抵制料液的进入。所以泵溶液前，需要开启排空阀；泵完后，需要关闭排空阀，以备下一步的升温。

(2)开启加热设备，加热至120℃～200℃(优选130℃～140℃)。停止加热，保温2～5h(优选2～3h)。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加1～5m³水(优选2～3m³)。反应釜有根铁制管道与稀释桶的桶顶相连，反应釜内压将溶液压至稀释桶。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至5Kgf/cm²时，全开放料阀。放料阀安装在反应釜物料出口处。稀释桶的温度控制在50℃～100℃(优选80～100℃)时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入，洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

将从反应釜出来的物料稠度很大、碱性高、温度很高，会出现压滤机的滤布腐蚀掉、过滤板变形等问题，为此需要设置稀释桶。

本发明的工艺过程涉及粉碎设备、调浆容器(调浆桶)、输送泵、反应釜、稀释容器(稀释桶)、料将泵、压滤机。稀释桶、搅拌器、泵、压滤机的具体操作过程：开启泵，将稀释桶的料浆泵入到压滤机；待料浆全部泵入到压滤机，将压滤机进料模式更换到洗涤模式(即：切换开关)；洗涤至用辛可宁溶液滴入洗涤的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点；泄压滤机的压力、卸渣。

目前钨冶炼成仲钨酸铵的主流工艺2种：离子交换法和萃取法，其中离子交换法占了80％多。进离子交换柱前的溶液可简称为交前液。交换原始溶液是相对进离子交换柱前的溶液含三氧化钨浓度控制在15～25g/l来说的，即含三氧化钨浓度在大于25g/l的溶液。

根据本发明，分解剂可以是氢氧化钠固体，也可以是氢氧化钠溶液，但是氢氧化钠溶液含氢氧化钠必须在350～400g/l，如果达不到需要添加固体氢氧化钠，确保达到350～400g/l。浓度大了，就要求稀释到350～400g/l。调浆过程就是矿充分分散到分解剂溶液中的一个过程，必不可少的。

实施例1：

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)＝0.5×m_(WO3)^0.5，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选球磨机)中，磨至小于75微米粒径大于95％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2.5倍。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为0.9m³。

三、分解工序

(1)开启反应釜排空阀，将调浆好的溶液泵入反应釜中，完毕后关闭反应釜排空阀。

(2)开启加热设备，加热至120℃。停止加热，保温2h。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加2m³水。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至5Kgf/cm²时，全开放料阀。稀释桶的温度控制在60℃～100℃时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

实施例2

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)≥0.6×m_(WO3)^0.5，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选球磨机)中，磨至小于50微米粒径大于95％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2.1倍。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为0.95m³。

三、分解工序

(2)开启加热设备，加热至125℃。停止加热，保温3h。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加4m³水。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至4Kgf/cm²时，全开放料阀。稀释桶的温度控制在70℃时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

实施例3

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)≥0.65×m_(WO3)^0.5，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选：球磨机)中，磨至小于45微米粒径大于97％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2.3倍。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为1.1m³。

三、分解工序

(2)开启加热设备，加热至130℃。停止加热，保温2.5h。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加5m³水。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至5Kgf/cm²时，全开放料阀。稀释桶的温度控制在80℃时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

实施例4

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)≥0.75×m_(WO3)^0.5，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选球磨机)中，磨至小于40微米粒径大于90％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2.2倍。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为1.15m³。

三、分解工序

(2)开启加热设备，加热至120℃。停止加热，保温4h。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加3m³水。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至3Kgf/cm²时，全开放料阀。稀释桶的温度控制在85℃时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

实施例5

一、粉碎含钨物料固体工序

(1)严格配矿制度：m_(SiO2)≥0.53×m_(WO3)^0.5，其中，m_(SiO2)为配矿完成后，料中含二氧化硅质量分数(％)；m_(WO3)为配矿完成后，料中含三氧化钨质量分数(％)。

(2)将含钨物料置于粉碎设备(优选球磨机)中，磨至小于40微米粒径大于96％。

二、调浆工序

向调浆桶加入分解剂氢氧化钠或氢氧化钠溶液(优选氢氧化钠)，其加入量为理论值的2.2倍。开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，以防止黏度过大而使搅拌失效为基准，1m³被粉碎的含钨物料的最终调浆体积为1.10m³。

三、分解工序

(2)开启加热设备，加热至125℃。停止加热，保温5h。

四、卸料过滤工序

(1)预先在稀释桶中，补加2m³水。开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启放料阀，放料阀开至1/2处；待压力降至5Kgf/cm²时，全开放料阀。稀释桶的温度控制在90℃时。过滤洗涤，用辛可宁溶液滴入洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现，为洗涤终点，卸压滤板下渣。

Claims

1.一种处理含钨物料的方法，以含钨物料为原料，其特征在于，通过配矿使原料中含三氧化钨质量百分数的0.5次幂与含二氧化硅质量百分数的比值小于等于0.5～0.8，以使矿中的杂质二氧化硅变废为宝，配矿时二氧化硅达到品位后将成为一种碱土金属的抑制剂；将含钨物料固体置于粉碎设备中粉碎至小于75微米粒径大于95％；再加入分解剂氢氧化钠固体，其加入量为理论值的2～2.5倍，开启搅拌，边加入分解剂边加入少量水，调浆体积为含钨物料的0.9～1.2倍；分解工序先开启反应釜排空阀，将调浆好的溶液泵入反应釜中，完毕后关闭反应釜排空阀，调浆好的溶液在反应釜中控制分解温度120～200℃，达到分解温度后，保温时间2～5h；预先在稀释桶中补加1～5m³水，反应釜与稀释桶的桶顶相连，开启稀释桶搅拌器后，缓慢开启安装在反应釜物料出口处的放料阀，放料阀开至1/2处；稀释桶的温度控制在60-100℃，待压力降至3-5kgf/cm²时，全开放料阀，控制卸料后溶液温度50～100℃，用辛可宁溶液滴入，洗涤压滤渣的溶液无白色沉淀出现为洗涤终点，然后卸压滤板下渣；获得的钨酸钠溶液直接作为强碱性阴离子交换树脂交换原始溶液。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使原料中含三氧化钨质量百分数的0.5次幂与含二氧化硅质量百分数的比值小于等于0.56～0.59。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉碎设备是球磨机。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒径至少是以下指标其中之一：磨至小于45微米粒径的比例要大于96％；磨至小于50微米粒径大于95％；磨至小于45微米粒径大于97％；磨至小于40微米粒径大于90％；以及磨至小于40微米粒径大于96％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先在稀释桶中补加2～3m³水。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，开启泵，将稀释桶的料浆泵入到压滤机；待料浆全部泵入到压滤机，将压滤机进料模式更换到洗涤模式；洗涤至用辛可宁溶液滴入洗涤的溶液无白色沉淀出现为洗涤终点；泄压滤机的压力、卸渣。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱土金属是白钨中的钙；所述分解剂是加入量为理论值的2～2.2倍；所述调浆体积为含钨物料的0.9～1倍；调浆好的溶液在反应釜中控制分解温度130～140℃；所述保温时间为2～3h；和/或，控制卸料后溶液温度80～100℃。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将压滤机进料模式通过切换开关更换到洗涤模式。

9.一种处理含钨物料的系统，依次包括粉碎设备、调浆容器、反应釜、稀释容器、浆料泵以及压滤机；调浆容器设有搅拌泵、分解剂添加器、分解剂的剂量控制器和用于降低黏度的水添加器；反应釜设有排空阀，当不开启反应釜的排空阀时，反应釜里面是一个密闭体系，当泵泵入一定的调浆好的溶液后，里面会形成一个内压，抵制料液的进入；该反应釜与调浆容器连通，该反应釜与调浆容器之间设有将调浆好的溶液泵送至该反应釜的输送泵，该反应釜设有加热器、加热温度控制器、保温时间控制器；稀释容器具有补水器、补水量控制器、搅拌器、温度控制器；反应釜与稀释容器相连通；稀释容器和压滤机之间设有将稀释的料浆泵入压滤机的料浆泵；压滤机具有进料器和洗涤器，洗涤器具有辛可宁溶液滴入装置；压滤机具有卸渣装置。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，反应釜与稀释桶的桶顶相连通。

11.一种制备低杂质含量的钨酸钠溶液的方法，采用如权利要求1-8其中之一所述的方法。

12.一种制取仲钨酸铵的方法，采用如权利要求1-8其中之一所述的方法制取低杂质含量的钨酸铵溶液，直接作为强碱性阴离子交换树脂交换原始溶液。