CN108689391A - 一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法。本发明针钨品位低于5%，矿渣含磷品位在3%—20%的钨矿的中钨的提炼，使得钨渣中碱式磷酸钙转化为硫酸钙和磷酸，经固液分离后回收其中的磷酸，再经过碱转化后形成可溶性磷酸盐，可返回流程循环使用。本发明方法无污染、成本低，操作简单，可促进磷的循环使用，降低生产成本；硫酸钙渣经过处理后可作为建筑材料，进一步提高资源利用率。

Description

一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法
技术领域
本发明属于钨业领域，具体涉及一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法。
背景技术
钨渣是钨冶炼过程产生的，是钨矿物原料在分解以后得到的固体废弃物。
我国钨矿资源储量丰富，占世界第一；每年我国因分解钨精矿产生的钨渣量也非常巨大，每年产生约20万吨的钨渣！钨渣的综合回收利用主要在两个方面：一是回收钨渣中的有价金属，如钨、铁、锰、钽、铌等；二是将钨渣作为矿物原料生产耐磨材料等新型材料；钨渣中有价金属的回收主要采用选矿、湿法冶金、火法冶金等，但存在能耗高等局限性。
我国钨精矿分解有多种方法，有碱分解法、酸分解法、磷酸盐分解法、硫磷混酸分解法等等，其中碱分解法主要用于黑钨，酸分解法及硫磷混酸分解法主要用于白钨；磷酸盐分解法既可用于黑钨，也可用于白钨，但由于白钨中钙含量高，磷酸盐的用量大，分解成本高，一般厂家难以接受。若能将矿渣中的磷进行有效的回收使用，将大大降低磷酸盐分解法的分解成本；考虑到强酸可制弱酸，利用钨渣中磷含量较高的特点，用一定浓度的硫酸溶液进行浸泡，磷酸钙渣转化为硫酸钙渣和磷酸，经过固液分离后，含磷酸的溶液用碱进行转化变成可溶性磷酸盐，返回流程使用，实现磷的回收利用；钨渣由碱式磷酸钙渣转化为硫酸钙渣，经过提取处理后可作为建筑材料，减少废渣的产生，提高资源利用率。
发明内容
本发明旨在提供一种从磷酸盐分解钨精矿矿渣中回收磷的方法，本发明针钨品位低于5%，矿渣含磷品位在3%—20%的钨矿的中钨的提炼，使得钨渣中碱式磷酸钙转化为硫酸钙和磷酸，经固液分离后回收其中的磷酸，再经过碱转化后形成可溶性磷酸盐，可返回流程循环使用。
本发明技术方案如下。
一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，根据矿渣中磷的含量，配制硫酸溶液，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，按体积液固比2:1—20:1，将矿渣与硫酸溶液混合搅拌并加热到50—100℃，反应时间20分钟—120分钟，反应结束后进行固液分离，得到的澄清浸出溶液用溶剂萃取法提取磷酸或经碱转化为可溶性磷酸盐溶液，反应后的浸出溶液可作以下方法中的一种回收利用：（1）将浸出溶液倒入脱硫槽，加入比理论量多20%的碳酸钙进行脱硫，经过固液分离后得到预处理磷酸溶液，预处理磷酸溶液进入萃取槽，与溶剂逆流接触，经过充分的萃取后，将含磷酸的溶剂进行充分洗涤进一步脱除杂质，有机相进入反萃塔，被无盐水反萃出净化磷酸，溶剂返回萃取槽进行循环利用，由于净化的磷酸浓度较低，可进行蒸发去掉部分水分，提高磷酸浓度，得到较高浓度的磷酸产品；（2）作为钨精矿分解的添加剂：经过固液分离后得到的浸出溶液含有较多的磷酸，根据溶液中的磷含量加入适量的氢氧化钠溶液，使该溶液由磷酸溶液转变为磷酸钠溶液，然后进行固液分离得到纯净的磷酸钠溶液，作为钨精矿分解的添加剂，在球磨工段和破碎后的钨精矿混合后泵入反应釜进行浸出反应，采用磷酸盐分解法，该磷酸钠溶液可用作钨精矿分解的添加剂，在球磨工段和破碎后的钨精矿混合后泵入反应釜进行浸出反应。
进一步地，配制的硫酸溶液硫酸根浓度为34g/l—507g/l。
进一步地，所述热到时间为20分钟—120分钟。
进一步地，方法（2）中，当浸出溶液磷浓度为32.85g/l，加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液70ml，搅拌10min，过滤后得到澄清的磷酸钠溶液；当浸出溶液磷浓度为22.6g/l，加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液47ml，搅拌10min，经固液分离得到磷酸钠溶液；当浸出溶液磷浓度为13.9g/l，加入浓度为400g/l的氢氧化钠溶液30ml，搅拌10min，经固液分离后得到磷酸钠溶液。
进一步地，分解钨精矿的矿渣中的钨品位低于5%，矿渣含磷品位在3%—20%。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明方法无污染、成本低，操作简单，可促进磷的循环使用，降低生产成本；硫酸钙渣经过处理后可作为建筑材料，进一步提高资源利用率。
具体实施方式
下面结合实例进一步说明，旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
矿渣含磷7.5%，取5g，浸出液初始硫酸根浓度为229.8g/l，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，液固比3:1，反应温度90℃，该过程在搅拌转速80r/min，搅拌反应30分钟后，固液分离后得到纯净磷酸溶液，溶液磷浓度为32.85g/l，磷浸出率为99.9%。
加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液70ml，搅拌10min，过滤后得到澄清的磷酸钠溶液。
实施例2
矿渣含磷8.2%，取5g，浸出液初始硫酸根浓度为160.1g/l，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，液固比5:1，反应温度90℃，搅拌转速62r/min，搅拌反应30分钟后，溶液磷浓度为22.6g/l，磷浸出率为99.8%，固液分离后得到纯净磷酸溶液，加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液47ml，搅拌10min，经固液分离得到磷酸钠溶液。
实施例3
矿渣含磷6.6%，取5g，浸出液初始硫酸根浓度为83.9g/l，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，液固比6.5:1，反应温度90℃，搅拌转速50r/min搅拌反应50分钟后，溶液磷浓度为13.9g/l，磷浸出率为97%，固液分离后得到纯净磷酸溶液，可返回流程使用；（在较低转速下，由于生成硫酸钙覆盖在未反应钨渣的表面，阻止反应的进行，导致浸出率偏低，在实际生产中应加大液体比例及搅拌转速，促进反应的进行），加入浓度为400g/l的氢氧化钠溶液30ml，搅拌10min，经固液分离后得到磷酸钠溶液。
实施例4
矿渣含磷7.5%，取5g，浸出液初始硫酸根浓度为229.8g/l，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，液固比3:1，反应温度90℃，该过程在搅拌转速80r/min，搅拌反应30分钟后，固液分离后得到纯净磷酸溶液，溶液磷浓度为32.85g/l，磷浸出率为99.9%。
将浸出溶液倒入脱硫槽，加入比理论量多20%的碳酸钙进行脱硫，经过固液分离后得到预处理磷酸溶液，预处理磷酸溶液进入萃取槽，与萃取剂TBP（磷酸三丁酯）逆流接触，经过充分的萃取后，将含磷酸的溶剂进行充分洗涤进一步脱除杂质，有机相进入反萃塔，被无盐水反萃出净化磷酸，溶剂返回萃取槽进行循环利用，由于净化的磷酸浓度较低，可进行蒸发去掉部分水分，提高磷酸浓度，得到较高浓度的磷酸产品。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，其特征在于，根据矿渣中磷的含量，配制硫酸溶液，硫酸的加入量为理论量的1.0倍，按体积液固比2:1—20:1，将矿渣与硫酸溶液混合搅拌并加热到50—100℃，反应时间20分钟—120分钟，反应结束后进行固液分离，得到的澄清浸出溶液用溶剂萃取法提取磷酸或经碱转化为可溶性磷酸盐溶液，反应后的浸出溶液作以下方法中的一种回收利用：（1）将浸出溶液倒入脱硫槽，加入比理论量多20%的碳酸钙进行脱硫，经过固液分离后得到预处理磷酸溶液，预处理磷酸溶液进入萃取槽，与溶剂逆流接触，经过充分的萃取后，将含磷酸的溶剂进行充分洗涤进一步脱除杂质，有机相进入反萃塔，被无盐水反萃出净化磷酸，溶剂返回萃取槽进行循环利用，由于净化的磷酸浓度较低，可进行蒸发去掉部分水分，提高磷酸浓度，得到较高浓度的磷酸产品；（2）作为钨精矿分解的添加剂：经过固液分离后得到的浸出溶液含有较多的磷酸，根据溶液中的磷含量加入适量的氢氧化钠溶液，使该溶液由磷酸溶液转变为磷酸钠溶液，然后进行固液分离得到纯净的磷酸钠溶液，作为钨精矿分解的添加剂。
2.根据权利要求1所述从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，其特征在于：配制的硫酸溶液硫酸根浓度为34g/l—507g/l。
3.根据权利要求1所述从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，其特征在于：所述热到时间为20分钟—120分钟。
4.根据权利要求1所述从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，其特征在于：方法（2）中，当浸出溶液磷浓度为32.85g/l，加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液70ml，搅拌10min，过滤后得到澄清的磷酸钠溶液；当浸出溶液磷浓度为22.6g/l，加入浓度为420g/l的氢氧化钠溶液47ml，搅拌10min，经固液分离得到磷酸钠溶液；当浸出溶液磷浓度为13.9g/l，加入浓度为400g/l的氢氧化钠溶液30ml，搅拌10min，经固液分离后得到磷酸钠溶液。
5.根据权利要求1所述从磷酸盐分解钨精矿的矿渣中回收磷的方法，其特征在于：分解钨精矿的矿渣中的钨品位低于5%，矿渣含磷品位在3%—20%。
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