CN106636632B - 一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，将黑钨矿或黑白钨混合矿磨细后，加入到含有植酸或者可溶性植酸盐的碱性体系中进行反应，固液分离后得到含钨的溶液和分解渣；含钨溶液用于仲钨酸铵的生产，分解渣用硫酸浸出后过滤，滤液用弱碱性阴离子交换树脂吸附其中的植酸根离子，用NaOH溶液进行解吸得到的解吸液返回黑钨矿或黑白钨混合矿的浸出，实现了浸出剂的再生。本发明的优点在于在低温常压碱性条件下实现了黑钨矿或黑白钨混合矿的高效分解，同时实现了浸出剂的再生，碱用量大幅度减少。本方法流程短，操作简单，大大降低了黑钨矿或黑白钨混合矿的浸出成本，易于工业化应用。
Description
技术领域
本发明属于黑钨矿或黑白钨混合矿中钨的提取技术领域，具体涉及一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法。
背景技术
我国是一个钨资源大国，钨矿的储量、产量及出口量均居世界第一。随着我国钨工业的发展，优质黑钨矿资源被大量消耗，虽然目前钨冶炼是以白钨为主，但仍有相当数量的资源为黑钨矿或黑白钨混合矿，如福建的行洛坑黑白钨共生矿床，其保有钨储量约30万吨。但黑钨矿的总体趋势是出矿的品位降低，杂质含量升高。目前，国外多采用苏打压煮法来处理黑白钨混合矿及黑钨矿，这一方法对矿物的适应性广，能处理各种类型的矿石，但其显著的缺点在于碳酸钠消耗量过大，通常为理论量的3.5～5倍，在处理低品位矿时甚至高达5～6倍，试剂消耗量巨大；且苏打压煮法需要在高温(180～230℃)和高压(1.2～2.6MPa)条件下进行，能耗较大，对设备材质要求高，存在一定的安全隐患。国内处理黑钨矿或黑白钨混合矿的主要方法为钠碱压煮法，这一方法能有效地分解黑钨矿，适当加入添加剂也能高效处理黑白钨混合矿。与苏打压煮法类似，此方法也存在碱消耗量大的问题，导致生产成本居高不下。针对这些问题，国内外广大的钨冶炼工作者们开展了许多工作，但难以找到解决问题的实质性手段。
基于上述情况，本发明提出一种新的思路，采用可从米糠、麸皮等禾谷类农产品下脚料中大量提取的可溶性有机植酸盐作为浸出剂，使其在常压下即可与黑钨矿或黑白钨混合矿反应生成不溶于水的有机络合钙盐，而钨以钨酸根的形态进入溶液；如此而来，可以克服传统钠碱工艺中存在的碱用量大、能耗高的缺点；通过酸溶-离子交换的手段处理浸出渣，得到的解吸液返回浸出工序，实现浸出剂的再生，整个过程中仅需与理论量相当的碱用量，远不需要苏打压煮法或钠碱压煮法所需的碱用量，试剂消耗量大大减少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，使黑钨矿或黑白钨混合矿中的WO3彻底进入到溶液中，而浸出剂与黑钨矿或黑白钨混合矿中的铁、锰以及钙结合生成沉淀留在渣中，实现黑钨矿或黑白钨混合矿的高效分解；进一步采用硫酸溶解浸出渣，用弱碱性阴离子交换树脂吸附酸分解液中的有机阴离子，再用NaOH溶液解吸，得到的解吸液即可返回黑钨矿或黑白钨混合矿的浸出，实现了浸出剂的再生，从而开发出一条处理黑钨矿或黑白钨混合矿的短流程、低成本新途径。
一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，采用可溶性的植酸盐分解处理黑钨矿或黑白钨混合矿。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，在50～95℃下反应。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，搅拌反应1～10h。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，将植酸或可溶性的植酸盐与NaOH一起加入到去离子水中，配制成植酸根浓度为0.2～1mol/L、NaOH浓度为50～200g/L的碱性溶液；将黑钨矿或黑白钨混合矿磨细(磨细至95％≤300目)后，按液固比为1～10L:1kg的比例加入到配制好的碱性溶液中反应。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，反应完成后固液分离，得到含钨溶液和分解渣，含钨溶液用于生产含钨产品(如：仲钨酸铵)。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，将分解渣加入到硫酸中反应，固液分离后将滤液流过弱碱性阴离子树脂交换柱以吸附其中的植酸根离子，用NaOH溶液进行解吸，所得解吸液返回用于黑钨矿或黑白钨混合矿的分解。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，将分解渣加入到10～100g/L的硫酸中，在50～90℃下浸泡1～10h，固液分离后将滤液以5～10cm/min的速度流过弱碱性阴离子树脂交换柱以吸附其中的植酸根离子，用去离子水将树脂洗涤干净，用50～200g/L的NaOH溶液进行解吸，所得解吸液返回用于黑钨矿或黑白钨混合矿的分解。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，所述的黑钨矿或黑白钨混合矿含WO3质量百分比为15％～65％。
所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，所述的植酸盐为植酸钠、植酸钾、植酸锂、植酸铵中的一种或几种的混合。
本发明的优点体现在如下几个方面：
1、以有机试剂为浸出剂，大大降低了苏打或苛性钠的消耗量；
2、通过酸溶-离子交换实现浸出剂的再生，有利于降低试剂成本；
3、在低温常压条件下实现了碱性体系中黑钨矿或黑白钨混合矿的高效分解，消除了传统的高温高压压煮工艺中存在的安全隐患，节省了能耗；
4、有利于减少无机盐的排放量，生态效益显著。
具体实施方式
为了更详细地解释本发明，列举以下实施例进行说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
将0.1mol植酸钠和20gNaOH加入到去离子水中并定容到100ml，将粒度≤350目的20g WO3含量为65％的黑钨矿加入到植酸钠和NaOH的混合溶液中，在90℃下搅拌反应2h后固液分离，黑钨矿的分解率为99％；取10g分解渣加入到50ml 10g/L的稀硫酸中，在90℃下反应1h，过滤后将滤液以5cm/min的线速度流过D301树脂，交换完成后用去离子水将交换柱洗涤干净，再用200g/L的NaOH溶液进行解吸，所得的解吸液返回溶液配制用于下一批次黑钨矿的分解。
实施例2
将0.05mol植酸钾和5gNaOH加入到去离子水中并定容到100ml，将粒度≤300目的10g WO3含量为40％的黑白钨混合矿加入到植酸钾和NaOH的混合溶液中，在95℃下搅拌反应5h后固液分离，黑白钨混合矿的分解率为99.1％；取10g分解渣加入到50ml 50g/L的硫酸中，在50℃下反应10h，过滤后将滤液以10cm/min的线速度流过D314树脂，交换完成后用去离子水将交换柱洗涤干净，再用50g/L的NaOH溶液进行解吸，所得的解吸液返回溶液配制用于下一批次黑白钨混合矿的分解。
实施例3
将0.1mol植酸铵和10gNaOH加入到去离子水中并定容到100ml，将粒度≤350目的100g WO3含量为15％的黑白钨混合矿加入到植酸铵和NaOH的混合溶液中，在80℃下搅拌反应3h后固液分离，黑白钨混合矿的分解率为98.5％；取50g分解渣加入到50ml 100g/L的硫酸中，在80℃下反应2h，过滤后将滤液以5cm/min的线速度流过D314树脂，交换完成后用去离子水将交换柱洗涤干净，再用100g/L的NaOH溶液进行解吸，所得的解吸液返回溶液配制用于下一批次黑白钨混合矿的分解。
实施例4
将0.02mol植酸钠和20gNaOH加入到去离子水中并定容到100ml，将粒度≤400目的50g WO3含量为40％的黑钨矿加入到植酸钠和NaOH的混合溶液中，在90℃下搅拌反应1h后固液分离，黑钨矿的分解率为99％；取20g分解渣加入到50ml 20g/L的稀硫酸中，在90℃下反应2h，过滤后将滤液以5cm/min的线速度流过D301树脂，交换完成后用去离子水将交换柱洗涤干净，再用200g/L的NaOH溶液进行解吸，所得的解吸液返回溶液配制用于下一批次黑白钨混合矿的分解。
实施例5
将0.05mol植酸钠和10gNaOH加入到去离子水中并定容到100ml，将粒度≤300目的50g WO3含量为60％的黑钨矿加入到植酸钠和NaOH的混合溶液中，在90℃下搅拌反应5h后固液分离，黑钨矿的分解率为99.2％；取30g分解渣加入到100ml 20g/L的硫酸中，在70℃下反应10h，过滤后将滤液以5cm/min的线速度流过D301树脂，交换完成后用去离子水将交换柱洗涤干净，再用100g/L的NaOH溶液进行解吸，所得的解吸液返回溶液配制用于下一批次黑钨矿的分解。
Claims (6)
1.一种碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，采用可溶性的植酸盐在50~95℃下反应分解处理黑钨矿或黑白钨混合矿；
将可溶性的植酸盐与NaOH一起加入到去离子水中，配制成植酸根浓度为0.2~1mol/L、NaOH浓度为50~200g/L的碱性溶液；将黑钨矿或黑白钨混合矿磨细后，按液固比为1~10L:1kg的比例加入到配制好的碱性溶液中搅拌反应1~10h。
2.根据权利要求1所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，反应完成后固液分离，得到含钨溶液和分解渣，含钨溶液用于生产含钨产品。
3.根据权利要求2所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，将分解渣加入到硫酸中反应，固液分离后将滤液流过弱碱性阴离子树脂交换柱以吸附其中的植酸根离子，用NaOH溶液进行解吸，所得解吸液返回用于黑钨矿或黑白钨混合矿的分解。
4.根据权利要求3所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，将分解渣加入到10~100g/L的硫酸中，在50~90℃下浸泡1~10h，固液分离后将滤液以5~10cm/min的速度流过弱碱性阴离子树脂交换柱以吸附其中的植酸根离子，用去离子水将树脂洗涤干净，用50~200g/L的NaOH溶液进行解吸，所得解吸液返回用于黑钨矿或黑白钨混合矿的分解。
5.根据权利要求1所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，所述的黑钨矿或黑白钨混合矿含WO3质量百分比为15%~65%。
6.根据权利要求1所述的碱性体系中常压分解黑钨矿或黑白钨混合矿的方法，其特征在于，所述的植酸盐为植酸钠、植酸钾、植酸锂、植酸铵中的一种或几种的混合。
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