CN1240859C - 氢氧化钠常压分解白钨矿及黑白钨混合矿的方法 - Google Patents

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Abstract

一种氢氧化钠常压分解白钨矿及黑白钨混合矿的方法。本发明将含钨矿物预磨后，与水和NaOH一道加入常压反应器，过程中控制矿/水重量比，NaOH用量视不同矿种和矿/水比值而异，为理论量的2.0～5.0倍，控制反应温度，保温后过滤得Na2WO4溶液。本发明的优点在于：操作温度在溶液沸点温度以下，过程只需常压下就可以进行，易于操作且安全性好；碱用量低，与热磨分解或黑钨精矿碱压煮工艺的碱用量大体相当；一般对钨精矿而言，分解率达97.5～99.0%；对中矿而言达96.5～98.5%。

Description

氢氧化钠常压分解白钨矿及黑白钨混合矿的方法
[技术领域]本发明属于钨冶金领域，特别是在常压下使用NaOH分解钨矿物原料从中提取钨。
[背景技术]常规的碱压煮工艺对原料的钙含量极为敏感，只能处理低钙的黑钨精矿。国内许多工厂研究用NaOH在150～160℃下浸出含少量白钨的黑钨精矿，但仅限于处理含钙小于1％左右的矿物原料，当钙含量超过上述范围(如对白钨精矿和白钨细泥而言)，最终分解率很低。由于分解温度超过溶液的沸点温度，过程的压力一般达0.4～0.6MPa，浸出过程需要在高压釜中进行。设备昂贵且往往带来安全问题。
中国专利85100350.8提出了在热磨反应器中用NaOH分解的方法，在150～160℃使NaOH将矿物分解，由于充分利用了磨矿过程对矿物的机械活化作用、对矿粒表面生成物膜的剥离作用和对矿粒的破碎作用，从而大大改善了分解过程的动力学条件，也在一定程度上改善了其热力学条件，因而使各种钨矿物都能在不太高的碱用量下得到有效的分解。这种方法不足之处在于其设备结构较复杂且占地面积较大。热磨反应器实际上就是一个球磨高压釜，由于磨损严重，安全问题较为突出。中国专利申请00113250.4提出一种改进方法，保持了对原料适应性广的特点且可不使用热磨设备，但为保证分解需150～180℃的工作温度。这样过程仍然需要在高压釜中进行。美国专利USPat4353881报道了常压条件下分解低品位钨物料的方法，但需要超过理论量10～20倍的NaOH才能维持可以接受的分解率，限制了其工业应用。
总之，以上工艺虽可程度不同地实现NaOH分解高钙钨矿甚至白钨矿，但由于都只能在远超溶液沸点的温度下工作，从而不同程度带来安全问题。另外由于要保持较高的温度，过程能耗大。
可见，在分解白钨矿及黑白钨混合矿时，已有的工艺和研究无法解决温度(压力)与碱耗的矛盾问题，只得或在碱耗较低的情况下在高温(带压)下分解矿物；或在较低温度(常压)下使用大量的碱来分解。
[发明内容]为了解决以上问题，实现在较低用量的NaOH和在常压下有效地分解各种钨矿物原料，特提出本发明。
本发明的分解过程按以下方式进行：
    (1)
                       (2)
本发明将含钨矿物预磨至全部小于74μm，与水和NaOH一道加入常压反应器，过程中控制矿/水重量比为1∶0.15～0.75，NaOH用量视不同矿种和矿/水比值而异，为理论量的2.0～5.0倍，控制温度为80℃～145℃，保温1～3hr后过滤得Na2WO4溶液。
对钨精矿，NaOH用量为理论量的2.0～5.0倍，对钨中矿，NaOH用量为理论量的2.5～5.0倍。
本发明所指的钨矿物原料为含WO365％～78％的白钨精矿、或含WO365-75％以CaWO4形态存在的WO3占WO3总量的0.5～99％的黑白钨混合精矿、含WO3为25％～65％的以白钨形态存在的WO3占WO3总量的0.5～99％的的钨中矿或难选钨中矿(钨细泥)或民窿产品。
本发明的优点在于：操作温度在溶液沸点温度以下，过程只需常压下就可以进行，易于操作且安全性好；碱用量低，与热磨分解或黑钨精矿碱压煮工艺的碱用量大体相当；一般对钨精矿而言，分解率达97.5％～99.0％；对中矿而言达96.5％～98.5％。
[具体实施方式]
实施例1.白钨精矿含WO366.3％、Ca13.8％。矿重1kg，预磨至全部小于74μm，加入水0.33kg，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.5倍，保温温度为145℃(低于溶液的沸点)，保温时间2h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为3.5％相当于分解率为97.9％；
实施例2.白钨精矿含WO366.3％、Ca13.8％。矿重1kg，预磨至全部小于74μm，加入水0.33kg，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.3倍，保温温度为80℃，保温时间3h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为4.5％相当于分解率为97.0％。
实施例3.白钨精矿含WO366.3％、Ca13.8％。矿重1kg，预磨至全部小于40μm，加入固碱与液碱的混合碱使矿∶水为1∶0.55，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.5倍，保温温度为120℃，保温时间1.5h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为1.7％相当于分解率为99.0％。
实施例4.白钨精矿含WO366.3％、Ca13.8％。矿重1kg，预磨至全部小于74μm，加入固碱与液碱的混合碱使矿∶水为1∶0.15，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.5倍，保温温度为145℃，保温时间4h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为47.2％相当于分解率为97.2％。
实施例5.黑钨与白钨的混合中矿含WO365.7％(其中白钨矿与黑钨矿大体各占1/2)、Ca8％。矿重1kg，预磨至全部小于74μm，加入水0.4kg，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.1倍，保温温度为110℃，保温时间2h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为3.5％相当于分解率为97.9％。
实施例6.黑钨与白钨的混合中矿含WO355.2％(其中白钨矿与黑钨矿大体各占1/2)、Ca6.3％。矿重1kg预磨至全部小于74μm，控制矿∶水为1∶0.6，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的2.8倍，保温温度为100℃，保温时间1.5h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为2.0％相当于分解率为99.0％。
实施例7.黑钨与白钨的混合中矿含WO355.2％(其中白钨矿与黑钨矿大体各占1/2)、Ca6.3％。矿重1kg预磨至全部小于74μm，控制矿∶水为1∶0.4，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的3.8倍，保温温度为80℃，保温时间2.5h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为6.0％相当于分解率为94.0％。
实施例8.难选白钨中矿含WO325.3％、Ca11％。矿重1kg预磨至全部小于74μm，控制矿∶水为1∶0.33，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的5倍，保温温度为115℃，保温时间2h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为1.0％相当于分解率为97.1％。
实施例9.白钨精矿含WO366.3％、Ca13.8％。矿重1kg，预磨至全部小于74μm，加入水0.75kg，NaOH用量相当于按反应(1)或反应(2)计算的理论量的5.0倍，保温温度为120℃，保温时间3h，卸料过滤后所得残渣含不溶WO3为4.0％相当于分解率为97.5％。

Claims (3)

1.一种氢氧化钠常压分解白钨矿及黑白钨混合矿的方法，其特征在于：将含钨矿物原料预磨至全部小于74μm，与水和NaOH一道加入常压反应器，过程中控制矿/水重量比为1∶0.15～0.75，NaOH用量视不同矿种和矿/水比值而异，为理论量的2.0～5.0倍，控制温度为80℃～145℃，保温1～3hr后过滤得Na2WO4溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对钨精矿，NaOH用量为理论量的2.0～5.0倍，对钨中矿，NaOH用量为理论量的2.5～5.0倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含钨矿物原料为含WO365％～78％的白钨精矿、含WO365-75％以CaWO4形态存在的WO3占WO3总量的0.5～99％的黑白钨混合精矿、或含WO3为25％～65％的以白钨形态存在的WO3占WO3总量的0.5～99％的的钨中矿。
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