CN113058289A - 一种钨酸钠溶液转型的萃取体系 - Google Patents

一种钨酸钠溶液转型的萃取体系 Download PDF

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李继红
徐双
卢瑞平
汪壮瀚
谢中华
余春荣
黄亮
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    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
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Abstract

本发明涉及冶金化工技术领域，提供了一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，包括萃取剂、稀释剂和极性改进剂。本发明可处理高杂钨酸钠溶液，改善和优化生产工艺过程，萃取完全，减少了钨原料的损失，生产出低杂质含量、高质量的仲钨酸铵产品，能耗低、劳动强度低、生产成本低，作业环境良好；解决了现有技术生产过程中钨矿物原料损失，造成资源极大浪费和经济性差等问题。

Description

一种钨酸钠溶液转型的萃取体系
技术领域
本发明涉及冶金化工技术领域，尤其涉及一种钨酸钠溶液转型的萃取体系。
在本专利说明书中，正钨酸钠、含水钨同多酸钠、钨杂多酸钠统称为“钨酸钠”。
术语“C8～C16”是指碳链碳原子从8至16个的有机物。其他类同。
术语“叔胺分子式：R1R2R3N”中的R1、R2、R3的碳链碳原子数、支链数、支链形式可相同，也可不相同。
术语“高沸点”是指沸程180～350℃。
术语“再生”是指萃取剂在酸中离子化。
术语“负载”是指萃取体系的叔胺与钨酸根结合形式。
术语“空载”是指萃取体系的叔胺以分子形式存在。
术语“高杂”是指在钨酸钠溶液中含有浮选剂或者易与钨形成杂多酸(盐)的无机杂质含量高、种类多。
背景技术
钨是一种难熔的有色金属，因其具有熔点高、硬度大、延性强、耐磨和耐腐蚀等特点而得到广泛应用。随着钨工业的不断发展，越高端的钨深加工产品对萃取法生产的仲钨酸铵越依赖。我国钨资源总量中2/3为白钨矿，随着黑钨资源的不断消耗，白钨矿等浮选型钨原料已成为钨工业的主要原料。
浮选型钨原料中均含有表面活性剂，含有表面活性剂的钨矿物原料在浸取制备钨酸钠溶液的过程中，表面活性剂会进入到钨酸钠溶液中，含有表面活性剂的钨酸钠溶液在采用萃取工艺生产仲钨酸铵过程中，钨酸钠溶液中的表面活性剂的存在会污染萃取剂，造成萃取剂的损失，或是造成萃取时分相困难、产生第三相从而破坏生产的正常进行甚至生产线瘫痪。
现有技术中，为去除浮选型钨原料中的表面活性剂，均采用氧化焙烧的方法对钨矿物原料进行处理，即在氧化性气氛下将钨矿物原料升温至600～700℃氧化一定时间，从而将钨矿物原料中的表面活性剂氧化去除，以保证钨酸钠溶液中不含表面活性剂。现有技术的缺点在于焙烧过程温度高导致能耗高，劳动强度大和作业环境差，产生大量难以治理的焙烧烟气从而造成巨大的环境风险，尤其是焙烧过程多批次钨矿物原料随机混合(钨由于产量小价格高，钨矿物原料通常十吨成一批次，批次与批次之间钨含量差别较大)，造成浸取时钨矿物原料入冶品位不清楚，从而严重影响后续的配料、浸取等作业过程，为保证钨矿物原料的浸出率，生产上通常过量配入浸取剂又造成浸取剂浪费，更有甚者焙烧过程导致大量的钨矿物原料损失，造成极大的资源浪费，经济性差。根据生产经验，现有技术中钨矿物原料焙烧过程造成的钨损失率约为2.5％。
因此，有必要开发一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，以克服上述问题。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其可处理高杂钨酸钠溶液，改善和优化生产工艺过程，生产低杂质含量的仲钨酸铵产品。
本发明提供了一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，包括萃取剂、稀释剂、极性改进剂和添加剂，其中：
所述萃取剂包括叔胺中的一种或多种，所述叔胺的分子式为R1R2R3N，R1、R2、R3为C4～C12烃基；
所述稀释剂包括C10～C18高沸点烃类中的一种或多种；
所述极性改进剂包括C8～C16醛类、C8～C16醚类、C8～C16酮类、C8～C16羧酸衍生物，C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类极性物质中的一种或多种；
所述添加剂包括聚丙烯酰胺、乙醇、乙二醇、仲辛醇、磷酸三丁酯中的一种或多种。
优选地，所述高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物，或高沸点的烃类经1～15mol/L无机酸酸化、水洗涤、碱洗涤、水洗涤处理后获得。
优选地，所述叔胺中R1、R2、R3为C6～C10烃基；和/或
所述稀释剂包括C11～C17高沸点烷烃类中的一种或多种；和/或
所述极性改进剂包括C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类中的一种或多种。
优选地，所述萃取体系中包括以下重量份的组分：叔胺3～15份，稀释剂70～90份，极性改性剂1～15份。
优选地，所述萃取体系中包括以下重量份的组分：叔胺5～12份，稀释剂75～88份，极性改性剂3～12份。
优选地，所述萃取体系中还包括添加剂，所述添加剂包括聚丙烯酰胺、乙醇、乙二醇、仲辛醇、磷酸三丁酯中的一种或多种。
优选地，所述添加剂的重量份为1～5份。
优选地，萃取前，所述萃取体系采用无机酸酸化。
优选地，所述萃取体系用于钨酸钠溶液混合进行萃取之后，获得负载钨的萃取体系和萃余液，负载钨的萃取体系经洗涤去除杂质后，采用氨水进行反萃取，获得空载萃取体系和钨酸铵溶液；反萃取后获得的空载萃取体系采用无机酸再生后，返回萃取使用。
优选地，所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量为10-150g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为1～4；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为2～6mol/L。
优选地，所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量50-120g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为为2～3；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为4～5mol/L。
优选地，所述无机酸包括盐酸、硝酸或硫酸，起始浓度为1.5～15mol/L。
优选地，所述无机酸的起始浓度为2～5mol/L。
本发明可取得如下有益效果：
本发明可处理高杂钨酸钠溶液，改善和优化生产工艺过程，萃取完全，减少了钨原料的损失，生产出低杂质含量、高质量的仲钨酸铵产品，能耗低、劳动强度低、生产成本低，作业环境良好；解决了现有技术生产过程中钨矿物原料损失，造成资源极大浪费和经济性差等问题。
具体实施方式
下面对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，包括萃取剂、稀释剂和极性改进剂，其中：
所述萃取剂包括叔胺中的一种或多种，所述叔胺的分子式为R1R2R3N，R1、R2、R3为C4～C12烃基；
所述稀释剂包括C10～C18高沸点烃类中的一种或多种；
所述极性改进剂包括C8～C16醛类、C8～C16醚类、C8～C16酮类、C8～C16羧酸衍生物，C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类极性物质中的一种或多种。
优选地，所述高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物，或高沸点的烃类经1～15mol/L无机酸酸化、水洗涤、碱洗涤、水洗涤处理后获得。
优选地，所述叔胺中R1、R2、R3为C6～C10烃基；和/或
所述稀释剂包括C11～C17高沸点烷烃类中的一种或多种；和/或
所述极性改进剂包括C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类中的一种或多种。
优选地，所述萃取体系中包括以下重量份的组分：叔胺3～15份，稀释剂70～90份，极性改性剂1～15份。
优选地，所述萃取体系中包括以下重量份的组分：叔胺5～12份，稀释剂75～88份，极性改性剂3～12份。
优选地，所述萃取体系中还包括添加剂，所述添加剂包括聚丙烯酰胺、乙醇、乙二醇、仲辛醇、磷酸三丁酯中的一种或多种。
优选地，所述添加剂的重量份为1～5份。
优选地，所述萃取体系用于钨酸钠溶液混合进行萃取之后，获得负载钨的萃取体系和萃余液，负载钨的萃取体系经洗涤去除杂质后，采用氨水进行反萃取，获得空载萃取体系和钨酸铵溶液；反萃取后获得的空载萃取体系采用无机酸再生后，返回萃取使用。
优选地，所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量为10-150g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为1～4；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为2～6mol/L。
优选地，所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量50-120g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为为2～3；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为4～5mol/L。
优选地，所述无机酸包括盐酸、硝酸或硫酸，起始浓度为1.5～15mol/L。
优选地，所述无机酸的起始浓度为2～5mol/L。
实施例1：
萃取体系的重量份组成：三癸胺6份，高沸点烃类80份，C12伯醇10份，仲辛醇4份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用3mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用5mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用3mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例2：
萃取体系的重量份组成：叔胺(N235)8份，高沸点烃类78份，C10伯醇8份，仲辛醇6份，其中高沸点烷烃类为高沸点的烃类经5mol/L硫酸酸化、水洗涤、碱洗涤、水洗涤处理后获得的。配制好的萃取体系用3mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.2。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4.5mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用3mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例3：
萃取体系的重量份组成：三己胺6份，高沸点烃类72份，十二醛5份，C14仲醇5份，聚丙烯酰胺2份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用4mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用4mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例4：
萃取体系的重量份组成：三辛胺6份，高沸点烃类75份，十二醇3份，C10仲醇3份，乙醇1份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用2mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用2mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例5：
萃取体系的重量份组成：三庚胺6份，高沸点烃类85份，十二醛3份，十二醇2份，乙二醇3份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用4.5mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4.5mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用4.5mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例6：
萃取体系的重量份组成：三壬胺6份，高沸点烃类82份，十四醇3份，2-辛酮3份，辛酸3份，仲辛醇4份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用4mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用5mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用4mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例7：
萃取体系的重量份组成：三戊胺6份，高沸点烃类72份，十二醇3份，C12仲醇1份，磷酸三丁酯2份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用3.5mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用3.5mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
实施例8：
萃取体系的重量份组成：三己胺6份，高沸点烃类80份，十醇2份，C14仲醇3份，仲辛醇2份，聚丙烯酰胺1份，其中高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物。配制好的萃取体系用4mol/L硫酸酸化，纯水洗涤。
钨酸钠溶液为浮选型钨原料添加碳酸钠浸出后获得，三氧化钨含量81.7g/L，用硫酸调节pH至2.5。
将酸化洗涤后的萃取体系与钨酸钠溶液按照体积比为4:3加入分液漏斗，充分混合后澄清，获得负载钨的萃取体系和萃余液，分相良好。负载钨的萃取体系与萃余液分离后，用纯水洗涤负载钨的萃取体系，用4mol/L氨水进行反萃，获得了空载萃取体系和高品质的钨酸铵溶液。空载萃取体系用4mol/L硫酸再生，纯水洗涤后，返回萃取使用。
对比例1
萃取体系的重量份组成：三己胺6份，高沸点烃类72份，无极性改性剂和添加剂；其余与实施例3相同。
实施例1～8和对比例1的钨酸钠溶液经过两级逆流萃取、两级逆流反萃取和两级逆流洗涤后，仲钨酸铵是以反萃后的钨酸铵为原料进行蒸发结晶获得的，钨酸铵蒸发结晶获得仲钨酸铵晶体和结晶母液，仲钨酸铵晶体经洗涤干燥后获得仲钨酸铵产品。结果如表1所示。
表1
产品中WO<sub>3</sub>含量 总杂质含量
实施例1 88.85％ 65ppm
实施例2 88.92％ 69ppm
实施例3 89.87％ 60ppm
实施例4 88.88％ 68ppm
实施例5 88.95％ 67ppm
实施例6 88.93％ 65ppm
实施例7 88.87％ 63ppm
实施例8 88.91％ 65ppm
对比例1 88.54％ 103ppm
由表1数据可知，本发明得到的仲钨酸铵产品中杂质含量少，能够得到高质量的仲钨酸铵产品，均符合仲钨酸铵产品国家标准(GBT 10116-2007)中APT-0级品要求，杂质少，纯度高；同时减少了钨矿物原料的损失、萃取效果优异，并且具有能耗低、劳动强度低、作业环境良好、生产成本低等优点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，包括萃取剂、稀释剂和极性改进剂，其中：
所述萃取剂包括叔胺中的一种或多种，所述叔胺的分子式为R1R2R3N，R1、R2、R3为C4～C12烃基；
所述稀释剂包括C10～C18高沸点烃类中的一种或多种；
所述极性改进剂包括C8～C16醛类、C8～C16醚类、C8～C16酮类、C8～C16羧酸衍生物，C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类极性物质中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述高沸点烷烃类为由石油经分馏或裂化而得的烷烃产物，或由高沸点的烃类经1～15mol/L无机酸酸化、水洗涤、碱洗涤、水洗涤处理后获得。
3.根据权利要求1所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述叔胺中R1、R2、R3为C6～C10烃基；和/或
所述稀释剂包括C11～C17高沸点烷烃类中的一种或多种；和/或
所述极性改进剂包括C8～C16伯醇类、C9～C16仲醇类中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述萃取体系中包括以下重量份的组分：叔胺3～15份，稀释剂70～90份，极性改性剂1～15份。
5.根据权利要求4所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述萃取体系中还包括添加剂，所述添加剂包括聚丙烯酰胺、乙醇、乙二醇、仲辛醇、磷酸三丁酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，萃取前，所述萃取体系采用无机酸酸化。
7.根据权利要求1所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述萃取体系用于钨酸钠溶液混合进行萃取之后，获得负载钨的萃取体系和萃余液，负载钨的萃取体系经洗涤去除杂质后，采用氨水进行反萃取，获得空载萃取体系和钨酸铵溶液；反萃取后获得的空载萃取体系采用无机酸再生后，返回萃取使用。
8.根据权利要求7所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，
所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量为10-150g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为1～4；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为2～6mol/L。
9.根据权利要求7所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，
所述钨酸钠溶液中三氧化钨的含量50-120g/L；和/或
所述钨酸钠溶液pH为为2～3；和/或
所述反萃取所需的氨水浓度为4～5mol/L。
10.根据权利要求6或7所述的一种钨酸钠溶液转型的萃取体系，其特征在于，所述无机酸包括盐酸、硝酸或硫酸，起始浓度为1.5～15mol/L。
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