CN111517367A - 制备高纯仲钨酸铵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了制备高纯仲钨酸铵的方法，该方法包括：(1)利用氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆，以便得到料浆；(2)将所述料浆通入压煮器中进行高温高压溶解，以便得到钨酸铵溶液；(3)对所述钨酸铵溶液进行泄压脱氨结晶，以便得到湿仲钨酸铵晶体；以及(4)对所述湿仲钨酸铵晶体进行烘干，以便所述高纯仲钨酸铵。该方法有效地利用了压煮器可高温高压的优势与仲钨酸铵可高温高压溶解和泄压脱氨析出结晶的特点，有效实现了对仲钨酸铵粗品的高效提纯。使得最终获得的高纯仲钨酸铵杂质总含量≤65ppm。因此，该方法具有工艺简短、成本低、效率高、产率高以及高提纯等优点。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及制备高纯仲钨酸铵的方法。
背景技术
由于科学技术的发展，为了获得优质的含钨后续产品，对仲钨酸铵(APT)的化学成分提出了越来越高的要求，以现有离子交换法、萃取法生产的仲钨酸铵产品不能满足生产高品质钨深加工产品的需要。目前国内高纯仲钨酸铵制取方法主要分为两类：一类是利用离子交换法，钨酸钠溶液加水稀释到一定程度后通过离子交换树脂对钨进行吸附，在吸附和解吸步骤之间增加淋洗步骤，或者用饱和吸附二次离子交换法进行提纯，由于离子交换法在工业上运用广泛，该法具有操作简单，自动化程度高的优点，但是由于吸附过程交后液体积多，废水处理压力较大，同时为了在常规产品生产基础上得到高纯钨酸铵溶液，直收率较低，产生的废水量增多。一类是将一般方法制得的APT煅烧成三氧化钨，然后得到的钨酸铵溶液再进行常规蒸发结晶，该方法所得的的高纯APT杂质含量低，过程没有额外增加废水，但是流程冗长，总的直收率偏低，需要的设备较多，能耗高，物料作业流程中易引进机械污染等，过程防护困难。
由于仲钨酸铵的品质直接影响后续钨深加工产品的质量，因此研发一种新的工艺制取高纯仲钨酸铵非常必要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备高纯仲钨酸铵的方法，该方法具有工艺简短、成本低、效率高、产率高以及高提纯等优点。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备高纯仲钨酸铵的方法，根据本发明的实施例，该制备高纯仲钨酸铵的方法包括：
(1)利用氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆，以便得到料浆；
(2)将所述料浆通入压煮器中进行高温高压溶解，以便得到钨酸铵溶液；
(3)对所述钨酸铵溶液进行泄压脱氨结晶，以便得到湿仲钨酸铵晶体；
(4)对所述湿仲钨酸铵晶体进行烘干，以便所述高纯仲钨酸铵。
由此，本发明上述实施例的制备高纯仲钨酸铵的方法将仲钨酸铵粗品在高温高压下溶解于氨水再脱氨重结晶，有效解决了仲钨酸铵直接氨溶解过程溶解效果不好的难题，同时避免了仲钨酸铵煅烧成三氧化钨再氨溶解再蒸发结晶，流程冗长的缺点。因此，本发明通过在高温高压下脱氨结晶，钨酸铵脱氨形成仲钨酸铵结晶，杂质保留在母液中，实现了深度提纯。
另外，根据本发明上述实施例的制备高纯仲钨酸铵的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述仲钨酸铵粗品的杂质总含量120～300ppm；所述高纯仲钨酸铵的杂质总含量≤65ppm。
在本发明的一些实施例中，所述氨水浓度为90～140g/l。
在本发明的一些实施例中，上述实施例的制备仲钨酸铵方法的步骤(1)中，所述氨水与所述仲钨酸铵粗品的液固比为3.5～4:1。
在本发明的一些实施例中，上述实施例的制备仲钨酸铵方法的步骤(2)中，所述高温的终点温度为110～160℃，所述高压的终点压力为0.3～0.9MPa。
在本发明的一些实施例中，上述实施例的制备仲钨酸铵方法进一步包括：待达到所述终点温度和所述终点压力后保温保压时间为1～4h。
在本发明的一些实施例中，所述钨酸铵溶液的溶解率不低于99.5％。
在本发明的一些实施例中，上述实施例的制备仲钨酸铵方法的步骤(3)中，所述泄压时间为1～2h。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中进一步包括：使得结晶母液冷却至50～60℃后进行过滤，以便得到所述湿仲钨酸铵晶体和结晶母液。
在本发明的一些实施例中，所述结晶母液中WO3浓度为20～60g/L。
附图说明
图1是根据本发明实施例的制备高纯仲钨酸铵的方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备高纯仲钨酸铵的方法，根据本发明的实施例，该制备高纯仲钨酸铵的方法包括：
(1)利用氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆，以便得到料浆；
(2)将所述料浆通入压煮器中进行高温高压溶解，以便得到钨酸铵溶液；
(3)对所述钨酸铵溶液进行泄压脱氨结晶，以便得到湿仲钨酸铵晶体；
(4)对所述湿仲钨酸铵晶体进行烘干，以便所述高纯仲钨酸铵。
由此，本发明上述实施例的制备高纯仲钨酸铵的方法将仲钨酸铵粗品在高温高压下溶解于氨水再脱氨重结晶，有效解决了仲钨酸铵直接氨溶解过程溶解效果不好的难题，同时避免了仲钨酸铵煅烧成三氧化钨再氨溶解再蒸发结晶，流程冗长的缺点。因此，本发明通过在高温高压下脱氨结晶，钨酸铵脱氨形成仲钨酸铵结晶，杂质保留在母液中，实现了深度提纯。本发明的完成是基于发明人采用了压煮器对仲钨酸铵粗品进行提纯，巧妙地利用了压煮器可高温高压的条件显著提高仲钨酸铵粗品溶解率，顺次借用泄压脱氨使得仲钨酸铵结晶析出，有效分离出杂质，完成了提纯。该方法有效地将压煮器可高温高压的优势与仲钨酸铵可高温高压溶解和泄压脱氨析出结晶的特点，有效实现了对仲钨酸铵粗品的高提纯。
下面参考图1对本发明具体实施例的制备高纯仲钨酸铵的方法进行详细描述。
S100：利用氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆，以便得到料浆。
根据本发明的具体实施例，本发明采用的仲钨酸铵粗品可以是以离子交换法或萃取法生产出来的杂质总含量为120～177.5ppm的达到国标0级APT；或者是生产过程中产生的杂质总含量在177.5～300ppm范围内的不合格APT。
首先，利用氨水对上述仲钨酸铵粗品进行调浆，具体地，所用氨水的浓度可以为90～140g/l。由此可以使仲钨酸铵粗品中夹带的杂质元素完全溶解，转化为钨酸铵溶液，再结晶生成纯度较高的APT产品，大部分杂质元素留在母液中，若氨水浓度过低，将导致仲钨酸铵粗品溶解率低，杂质元素不能完全进入溶液，提纯效果差；若氨水浓度控制过高，会腐蚀设备，成本升高。
根据本发明的具体实施例，利用上述浓度的氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆的过程中，氨水与仲钨酸铵粗品的液固比为3.5～4:1。由此可以提高后续仲钨酸铵的溶解率以及结晶率。发明人发现，若液固比过大，则仲钨酸铵的溶解率较高，但是结晶率偏低；若液固比过小，则仲钨酸铵的溶解率偏低，导致提纯效果差。由此，将氨水与仲钨酸铵粗品的液固比控制在3.5～4:1，可以使得仲钨酸铵的溶解率和结晶率都达到最佳，进而最终提高仲钨酸铵的品质和产率。
S200：将料浆通入压煮器中进行高温高压溶解，以便得到钨酸铵溶液。
本发明利用压煮器对仲钨酸铵进行重结晶，可以显著提高钨酸铵的溶解率和结晶产率，进而获得高纯度的仲钨酸铵产品。首先，利用压煮器在高温高压下对料浆进行溶解，可以显著提高溶解效率和溶解率。具体地采用的高温的终点温度为110～160℃，高压的终点压力为0.3～0.9MPa。由此，在该温度和压力条件下，粗仲钨酸铵溶解率高，结晶效率高，提纯效果好，温度和压力过低将导致粗仲钨酸铵溶解率低，杂质元素仍留在未溶解的仲钨酸铵中，导致提纯效果差，温度和压力过高导致能耗高，同时对设备安全方面要求较高。
根据本发明的具体实施例，上述实施例的制备仲钨酸铵方法进一步包括：待达到上述终点温度和上述终点压力后保温保压为1～4h。由此可以使得仲钨酸铵得到充分的溶解，以便最终提高仲钨酸铵的结晶产率。具体，通过采用本发明上述高温高压以及保温保压条件，可以使得最终钨酸铵溶液的溶解率不低于99.5％。
S300：对钨酸铵溶液进行泄压脱氨结晶，以便得到湿仲钨酸铵晶体。
根据本发明的具体实施例，泄压时间可以为1～2h。由此可以显著提高结晶率。发明人发现，泄压时间不宜过短，若泄压时间太短，将导致溶液结晶率低，而泄压时间过长溶液中的杂质元素则容易重新析出，导致提纯效果差。
根据本发明的具体实施例，待完成上述泄压脱氨后进一步包括：使得结晶母液冷却至50～60℃后进行过滤，以便得到湿仲钨酸铵晶体和结晶母液。若冷却温度过低将导致针状结晶出现，影响产品形貌，同时生产周期过长。
根据本发明的具体实施例，过滤后剩余的结晶母液中WO3浓度为20～60g/L。发明人发现母液WO3浓度控制过低，会导致产品杂质元素提高，母液WO3控制过高，会导致产品直收率低。由此可见，本发明上述实施例的方法具有较高的WO3的直收率，进而显著提高了产率，节省成本的同时避免了原料浪费。
S400：对湿仲钨酸铵晶体进行烘干，以便得到高纯仲钨酸铵。
根据本发明的具体实施，结晶经过滤后进行烘干，具体地可以采用热压空气烘干，进而可以提高烘干效率。根据本发明的具体实施例，烘干后获得的最终高纯仲钨酸铵的杂质总含量≤65ppm，有效地实现了深度提纯。
由此，本发明通过采用压煮器对仲钨酸铵粗品进行提纯，巧妙地利用了压煮器可高温高压的条件显著提高仲钨酸铵粗品溶解率，顺次借用泄压脱氨使得仲钨酸铵结晶析出，有效分离出杂质，完成了提纯。该方法有效地将压煮器可高温高压的优势与仲钨酸铵可高温高压溶解和泄压脱氨析出结晶的特点，有效实现了对仲钨酸铵粗品的高提纯。使得最终获得的高纯仲钨酸铵杂质总含量≤65ppm。因此，该方法具有工艺简短、成本低、效率高、产率高以及高提纯等优点。
实施例1
1、原料为国标0级APT，检测杂质总含量为165.4ppm。调浆槽中加入12m3氨水，氨水浓度为140g/l，搅拌过程中缓慢投入3428.6kg原料调浆。
2、投料完毕，压煮器开启搅拌，将料液加入到15m3压煮器中，夹套进蒸汽加热，加热到温度为140℃，此时压力为0.6MPa，温度达到后，保温保压反应3h。
3、保温保压结束后，开启压煮器排汽阀进行泄压脱氨，调节排汽阀开度控制泄压时间为1h，后冷却至60℃停止冷却并过滤，过滤得到湿仲钨酸铵晶体以及母液，母液体积为9.1m3，浓度为28.7g/l。
4、含水仲钨酸铵通过热压空气烘干除去多余水分，得到高纯仲钨酸铵产品。
计算该过程WO3的直收率为91.4％，检测杂质总含量为49ppm。
实施例2
1、原料为生产过程中不合格APT，检测杂质总含量为300ppm。调浆槽中加入12m3氨水，氨水浓度为115g/l，搅拌过程中缓慢投入3000kg原料调浆。
2、投料完毕，压煮器开启搅拌，将料液加入到15m3压煮器中，夹套进蒸汽加热，加热到温度为125℃，此时压力为0.51MPa，温度达到后，保温保压反应1h。
3、保温保压结束后，开启压煮器排汽阀进行泄压脱氨，调节排汽阀开度控制泄压时间为2h，后冷却至50℃停止冷却并过滤，过滤得到湿仲钨酸铵晶体以及母液，母液体积为9.8m3，浓度为20.4g/l。
4、含水仲钨酸铵通过热压空气烘干除去多余水分，得到高纯仲钨酸铵产品。
计算该过程WO3的直收率为92.5％，检测杂质总含量为65ppm。
实施例3
1、原料为生产过程中不合格APT，检测杂质总含量为233.8ppm。调浆槽中加入12m3氨水，氨水浓度为90g/l，搅拌过程中缓慢投入3200kg原料调浆。
2、投料完毕，压煮器开启搅拌，将料液加入到15m3压煮器中，夹套进蒸汽加热，加热到温度为110℃，此时压力为0.4MPa，温度达到后，保温保压反应2h。
3、保温保压结束后，开启压煮器排汽阀进行泄压脱氨，调节排汽阀开度控制泄压时间为1.5h，后冷却至55℃停止冷却并过滤，过滤得到湿仲钨酸铵晶体以及母液，母液体积为9.6m3，浓度为23.6g/l。
4、含水仲钨酸铵通过热压空气烘干除去多余水分，得到高纯仲钨酸铵产品。
计算该过程WO3的直收率为92％，检测杂质总含量为58ppm。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种制备高纯仲钨酸铵的方法，其特征在于，包括：
(1)利用氨水对仲钨酸铵粗品进行调浆，以便得到料浆；
(2)将所述料浆通入压煮器中进行高温高压溶解，以便得到钨酸铵溶液；
(3)对所述钨酸铵溶液进行泄压脱氨结晶，以便得到湿仲钨酸铵晶体；
(4)对所述湿仲钨酸铵晶体进行烘干，以便所述高纯仲钨酸铵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仲钨酸铵粗品的杂质总含量120～300ppm；所述高纯仲钨酸铵的杂质总含量≤65ppm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨水浓度为90～140g/l。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氨水与所述仲钨酸铵粗品的液固比为3.5～4:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温的终点温度为110～160℃，所述高压的终点压力为0.3～0.9MPa。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：待达到所述终点温度和所述终点压力后保温保压反应时间为1～4h。
7.根据权利要6所述的方法，其特征在于，所述钨酸铵溶液的溶解率不低于99.5％。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述泄压时间为1～2h。
9.根据权利要8所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中进一步包括：使得结晶母液冷却至50～60℃后进行过滤，以便得到所述湿仲钨酸铵晶体和结晶母液。
10.根据权利要9所述的方法，其特征在于，所述结晶母液中WO3浓度为20～60g/L。
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| CN202010265446.2A Pending CN111517367A (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 制备高纯仲钨酸铵的方法 |
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| CN (1) | CN111517367A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912124A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 沈阳工业大学 | 一种仲钨酸铵颗粒微细化的提纯方法 |
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-
2020
- 2020-04-07 CN CN202010265446.2A patent/CN111517367A/zh active Pending
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