CN109706331B - 一种钨精矿脱砷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钨矿处理技术领域，具体涉及一种钨精矿脱砷的方法，本方法包括：在有氧条件下，将钨精矿与硫化物的混合料进行焙烧。实施例结果表明，本发明提供的上述方法能够将钨精矿中94％以上的砷脱除，极大的减轻了后续工艺的环保压力，且工艺流程短，操作简单，可操作性强，成本相对较低，易于实工业规模生产。
Description
技术领域
本发明属于钨矿处理技术领域，具体涉及一种钨精矿脱砷的方法。
背景技术
砷元素是钨精矿中常见的伴生元素，常以毒砂(FeAsS)、氧化砷(As2O3)和砷化铁(FeAs2)等形式存在。目前，国内钨冶炼工艺主要为碱压煮-离子交换工艺，此工艺以氢氧化钠为浸出试剂，利用高温高压的反应环境将钨以钨酸钠的形式提取至溶液中，但受元素特性与分解工艺限制，钨矿物中砷等伴生元素通常会残留在碱煮钨渣中，若仍采用原来的堆放处理，势必会对环境造成影响。
为降低危害，钨工业研发重点逐渐转移至钨冶炼脱砷工艺中。目前，钨冶炼脱砷工艺的研究主要集中在碱煮钨渣脱砷工艺的研究，脱除方式包括火法、湿法或者二者结合的方式，操作复杂，工艺流程长，成本较高，处于实验阶段，还无法投入生产，因此，急需开发一种低成本、操作简单的钨冶炼脱砷工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钨精矿脱砷的方法，本发明提供的方法简单，成本低，适于生产应用。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种钨精矿脱砷的方法，包括：在有氧条件下，将钨精矿与硫化物的混合料进行焙烧。
优选的，所述硫化物包括硫化钠和/或硫代硫酸钠。
优选的，所述硫化物占钨精矿质量的3～10％。
优选的，所述硫化物占钨精矿质量的3.5～10％。
优选的，所述钨精矿中砷的质量含量为1～12％。
优选的，所述钨精矿的粒径为200目以下。
优选的，所述焙烧的温度为500～950℃，焙烧的时间为1～4h。
优选的，所述焙烧的温度为550～950℃。
优选的，所述焙烧的装置为马弗炉。
优选的，焙烧过程中，生成的砷化合物通过烟气收集装置收集、固化。
本发明提供的钨精矿脱砷的方法，包括：在有氧条件下，将钨精矿与硫化物的混合料进行焙烧。本发明在有氧和硫化物存在的条件下焙烧钨精矿，使钨精矿中的毒砂(FeAsS)与氧气反应生成氧化砷，从钨精矿中脱除；砷化铁(FeAs2)与硫化物中的硫结合，单质砷再与氧气反应，生成气态的氧化砷，实现分离。实施例结果表明，本发明提供的上述方法能够将钨精矿中94％以上的砷脱除，极大的减轻了后续工艺的环保压力，且工艺流程短，操作简单，可操作性强，成本相对较低，易于实工业规模生产。
具体实施方式
本发明提供了一种钨精矿脱砷的方法，包括：在有氧条件下，将钨精矿与硫化物的混合料进行焙烧。
在本发明中，所述钨精矿优选包括白钨精矿或黑钨精矿。在本发明中，以质量百分含量计，所述钨精矿中优选包括钨10～65％和砷1～12％，其余为铁、钙及其他不可避免的杂质；所述钨的含量更优选为15～50％，再优选为30～40％；所述砷的含量更优选为1.5～12％，再优选为3～10％；所述钨以氧化钨(WO3)的含量计。在本发明中，所述钨精矿中的砷的存在形式优选包括毒砂(FeAsS)、氧化砷(As2O3)和砷化铁(FeAs2)中一种或几种。
在本发明中，所述钨精矿的粒径优选为200目以下。本发明对所述钨精矿的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的来源即可。
在本发明中，所述硫化物优选包括硫化钠和/或硫代硫酸钠，更优选为硫化钠；所述硫化物优选占钨精矿质量的3～10％，更优选为3.5～10％，再优选为3.5～9.5％，进一步优选为4～8％。本发明通过硫化物，分解去除钨精矿中以砷化铁形式存在的砷，确保钨精矿中砷元素的高效去除。
在本发明中，所述焙烧的温度优选为500～950℃，更优选为550～900℃，再优选为600～880℃；所述焙烧的时间优选为1～4h，更优选为1.2～3.7h，再优选为1.5～3.5h；所述焙烧时间自温度升至焙烧温度后开始计。本发明优选将焙烧条件控制在上述范围，可在不增加能耗的基础上，确保钨精矿中砷的高效脱除。
在本发明中，所述焙烧优选在有氧条件下进行，以使钨精矿中以毒砂形式存在的砷与氧气反应，生成氧化砷，达到分离去除砷元素的目的。本发明对所述有氧条件的形成方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。在本发明中，所述焙烧优选在马弗炉中进行，更优选将钨精矿和硫化物的混合料放置于坩埚中，再将盛有混合料的坩埚置于马弗炉中进行焙烧；所述坩埚的材质优选为刚玉。为确保砷元素的脱除效果，本发明优选对坩埚盛装混合料的量进行控制；所述混合料的体积优选为坩埚总容积的10～90％，更优选为30～70％。
在本发明中，焙烧时氧气、硫化物与钨精矿中的砷元素反应，所述反应的表达式优选为：
FeAs2(s)+S2-(aq)→FeS(s)+2As(g)
4As(g)+3O2→2As2O3(g)
由上述反应表达式可知，焙烧过程中，钨精矿中不同形式存在的砷元素发生反应，生成了气态的氧化砷，实现从钨精矿中脱除砷的目的。在本发明中，从钨精矿脱除的砷元素可通过烟气回收方式收集，避免砷元素进入到空气中，污染环境；而且所收集的氧化砷纯度较高，可直接回收利用。在本发明中，所述氧化砷的纯度达到90％以上。
在本发明中，砷脱除率＝(焙烧前砷含量-焙烧后砷含量)/焙烧前砷含量，所述钨精矿经焙烧后，砷脱除率达到94％以上。
焙烧后，本发明还优选得到焙烧后固体料(以焙砂表示)，所述焙砂中的砷元素含量少，仅为0.05～0.72％，可正常进行后续工序提取有价金属，且大大降低了后续环保压力。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种钨精矿脱砷的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
在以下实施例中，钨的含量采用GB/T 223.43-2008标准测试得到；砷的含量采用GB/T 5009.11-2014标准测试得到；含量指质量百分含量。
实施例1
某黑钨精矿，粒径为200目，其钨含量(以WO3计)为33.11％，砷含量(以As计)为11.88％，硫化钠用量为黑钨精矿质量的5％，焙烧温度为750℃，焙烧时间为2h，所得焙砂中砷含量为0.53％，砷脱除率为96％，WO3总质量不变。
实施例2
某白钨精矿，粒径为200目，其钨含量(以WO3计)为46.43％，砷含量(以As计)为2.43％，硫化钠用量为白钨精矿质量的10％，焙烧温度为950℃、焙烧时间为4h，所得焙砂中砷含量为0.17％，砷脱除率为98.7％，WO3总质量不变。
实施例3
某白钨精矿，粒径为300目，其钨含量(以WO3计)为39.77％，砷含量(以As计)为1.08％，硫化钠用量为白钨精矿质量的3.5％，焙烧温度为800℃、焙烧时间为3h，所得焙砂中砷含量为0.097％，砷脱除率为94.25％，WO3总质量不变。
实施例4
某黑钨精矿，粒径为250目，其钨含量(以WO3计)为50.38％，砷含量(以As计)为6.34％，硫化钠用量为黑钨精矿质量的6％，焙烧温度为500℃、焙烧时间为1h，所得焙砂中砷含量为0.72％，砷脱除率为94.69％，WO3总质量不变。
实施例5
某黑钨精矿，粒径为200目，其钨含量(以WO3计)为15.73％，砷含量(以As计)为3.63％，硫化钠用量为黑钨精矿质量的8％，焙烧温度为650℃、焙烧时间为3h，所得焙砂中砷含量为0.29％，砷脱除率为97.1％，WO3总质量不变。
从上述实施例的各项试验数据可知，本发明提供的钨精矿脱砷的方法，工艺流程短，操作简单，可操作性强，且砷脱除率在稳定在94％以上，在部分条件下砷脱除率高达98.7％，大大的降低了后续处理的工作量。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (8)
1.一种钨精矿脱砷的方法，包括：在有氧条件下，将钨精矿与硫化物的混合料进行焙烧；所述硫化物包括硫化钠和/或硫代硫酸钠；所述焙烧的温度为500～950℃，焙烧的时间为1～4h；所述钨精矿中的砷的存在形式为毒砂(FeAsS)、氧化砷(As2O3)和砷化铁(FeAs2)中一种或几种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化物占钨精矿质量的3～10％。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硫化物占钨精矿质量的3.5～10％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钨精矿中砷的质量含量为1～12％。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钨精矿的粒径为200目以上。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为550～950℃。
7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述焙烧的装置为马弗炉。
8.如权利要求1、3、5或6所述的方法，其特征在于，焙烧过程中，生成的砷化合物通过烟气收集装置收集、固化。
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