CN1686841A - 利用钽铌矿冶炼萃取残液制取氟铝酸钠的工艺 - Google Patents

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CN1686841A CN 200510071546 CN200510071546A CN1686841A CN 1686841 A CN1686841 A CN 1686841A CN 200510071546 CN200510071546 CN 200510071546 CN 200510071546 A CN200510071546 A CN 200510071546A CN 1686841 A CN1686841 A CN 1686841A
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罗岚
罗会秋
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Abstract

一种利用钽铌矿冶炼萃取残液制取氟铝酸钠的工艺，其特征是用氨中和萃取残液至pH＝7～8，沉淀分离仲钨酸铵和杂质；在母液中加硫酸调pH至5～6，并按化学反应计量比加入硫酸铝、硫酸钠，过滤、洗涤和烘干得氟铝酸钠，再在母液中加入NaOH或Ca(OH) 2调节pH＝9～10，蒸发结晶生成硫酸铵，将沉淀分离出的仲钨酸铵加水通氨溶解，过滤，分离杂质，然后蒸发结晶，烘干、熔烧，制得三氧化钨，本发明所采用的钽铌萃取残液回收工艺，工艺简单，易于操作，不但可以有效地回收氟铝酸钠，而且可得硫酸铵、三氧化钨副产品，提高钽铌萃取残液的处理效率和净化复用率，减少废水总体的排放量，增加资源利用率，提高钽铌冶金的经济效益。

Description

利用钽铌矿冶炼萃取残液制取氟铝酸钠的工艺
技术领域
本发明属于稀有金属冶炼领域中的冶炼废水回收综合治理和利用，特别涉及钽铌矿冶炼萃取残液的综合治理和回收利用。
背景技术
现今大多数冶炼企业所采用的钽铌氧化物生产工艺是：以钽铌矿为原料，先球磨，经HF、H2SO4等高酸加热分解，抽滤，接着采用仲辛醇萃取剂将氟钽酸、氟铌酸从所得的滤液萃取出来，最后利用低酸度条件下氟钽酸和氟铌酸在萃取剂中的溶解度差异将钽和铌分离。这种生产工艺所产生的废水一般可分为五类：钽铌萃取残液废水；钽铌氢氧化物沉淀废水(包括残液及洗水)；氟钽酸钾结晶母液废水；金属钽粉酸洗水洗废水；设备地面冲洗水等。这些废水一个共同特点是：都含有氟和有价金属元素。随着钽铌产品的市场需求量不断上升，生产量的不断加大，大量的废水不仅污染环境，也成为企业进一步发展的繁重负担。以年处理钽铌矿1600吨为例，其年产废水量约达2.8万吨，废水处理成本达到200～300万元/年。
此外，由于钽铌冶金制取的金属及化合物性质各异，加上现代工业技术对这些化合物、金属产品的要求各不相同，不同生产过程会用不同原料，使用原料成份复杂，废水中有价金属和元素成份不尽相同，更加具有“个性”。
目前，大多数冶炼企业对这些废水(包括钽铌萃取残液废水)的处理工艺大都是采用废水混合处理，即采用石灰中和沉淀，将有害物质和金属离子集中在固相，进行液固分离，水相则排放。生产中产生什么废水，就处理什么废水，未形成清污分流，废水中有价金属未作回收利用。
发明内容
本发明的目的是提出一种利用钽铌矿的钽铌萃取残液制取氟铝酸钠及副产品硫酸铵、三氧化钨的回收工艺，进一步提高污水处理效率和废水净化复用率，减少废水排放量；也是对废水中有价金属综合回收，以减少对资源索取，提高钽铌冶金的经济技术指标。
钽铌精矿经硫酸、氢氟酸分解，溶液萃取钽、铌后，其萃取残液溶液中HF、H2SO4混合酸度高达到10mol/l左右，表1列出了两种典型的钽铌精矿的钽铌萃取残液化学成分。
                                表1 钽铌废液的主体成分(g/l)
成分   HF(N)   H2SO4(N)  F-  SO4 2- (Ta+Nb)2O5   Ti   Fe   W  Mn   Si
  1.282.5   8.618  50.01200-180  464.81440 ≤1≤1   8.04-5   18.0310-25   2.93.5   2.74   0.388-12
本发明所述的回收工艺过程如下：
首先，中和沉钨，分离杂质。用氨中和萃取残液至pH＝7～8，利用仲钨酸铵溶解度在此时较小(pH＝7.3，T＝17℃时，约为0.064％)，此时溶液中钨以仲钨酸铵的形式和大部分杂质被沉淀分离出去。
接着，在母液中加入硫酸调pH至5～6，并按化学反应计量比加入硫酸铝、硫酸钠制备氟铝酸钠(冰晶石)，经沉淀、过滤、洗涤和烘干得氟铝酸钠产品。
最后，在母液中加入NaOH或Ca(OH)2调节pH＝9～10除去溶液中的过量铝，液相中含有大量的硫酸铵，蒸发结晶得到硫酸铵。
本发明再对上述以仲钨酸铵形式沉淀出来的钨沉淀物加水通氨，使仲钨酸铵溶解，过滤，分离杂质，将含钨水相蒸发结晶，烘干、熔烧，制得三氧化钨。
本发明所采用的钽铌萃取残液回收工艺，工艺简单，易于操作，不需要特殊的工艺和设备，不但可以有效地回收氟铝酸钠(冰晶石)，而且可得到硫酸铵、三氧化钨副产品，进一步提高钽铌萃取残液的处理效率和净化复用率，减少废水总体的排放量；还可以对废水中有价金属综合回收，增加资源利用率，提高钽铌冶金的经济效益。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步地说明。
实施例1：
钽铌精矿经硫酸、氢氟酸分解，溶液萃取钽、铌后，其萃取残液溶液中的化学成分如下表所示。
                                         钽铌废液的主体成分(g/l)
成分     HF(N)   H2SO4(N)  F-  SO4 2- (Ta+Nb)2O5   Ti  Fe  W  Mn  Si
    1.28   8.61  50.01  464.81 ≤1   8.0 18.03  2.9  2.74  0.38
首先，中和沉钨，分离杂质。用氨中和萃取残液至pH＝7，并将溶液中生成的仲钨酸铵和杂质，沉淀分离出去。
接着，在母液中加入硫酸调pH至6，并按化学反应计量比加入硫酸铝、硫酸钠制备氟铝酸钠(冰晶石)，经沉淀、过滤、洗涤和烘干得氟铝酸钠产品。
最后，在母液中加入NaOH调节pH＝9，除去溶液中的过量铝，液相中含有大量的硫酸铵，蒸发结晶得到硫酸铵。
再对上述以仲钨酸铵形式沉淀出来的钨沉淀物加水通氨，使仲钨酸铵溶解，过滤，分离杂质，将含钨水相蒸发结晶，烘干、熔烧，制得三氧化钨。
                                         氟铝酸钠(Na3AlF6)产品质量表
产品名称                                化学成分(％)
 F Al     Na     SO4 2-   P2O5   H2O  SiO2+Fe2O3
回收样品分析GB4291-84  5353 13.0513     31.0531     1.21.5   0.040.05   1.11.3  0.30.5
                                          硫酸铵(NH4)2SO4产品质量表
产品名称                               化学成分(％)
    N(以NH4计) H2O   游离酸(以H2SO4计) Fe As 水不溶物   重金属(以Pb计)
回收样品分析GB535-83     21.2≥21     0.15≤0.2   0.045≤0.05   0.006≤0.007  0.000040.00005 0.03≤0.05   0.02≤0.05
实施例2：
钽铌精矿经硫酸、氢氟酸分解，溶液萃取钽、铌后，其萃取残液溶液中的化学成分如下表所示。
                             钽铌废液的主体成分(g/l)
成分     HF(N) H2SO4(N) F- SO4 2- (Ta+Nb)2O5   Ti   Fe   W  Mn   Si
    2.5 8 200-180 440 ≤1   4-5   10-25   3.5   8-12
首先，中和沉钨，分离杂质。用氨中和萃取残液至pH＝8，并将溶液中生成的仲钨酸铵和杂质，沉淀分离出去。
接着，在母液中加入硫酸调pH至5，并按化学反应计量比加入硫酸铝、硫酸钠制备氟铝酸钠(冰晶石)，经沉淀、过滤、洗涤和烘干得氟铝酸钠产品。
最后，在母液中加入Ca(OH)2调节pH＝10，除去溶液中的过量铝，液相中含有大量的硫酸铵，蒸发结晶得到硫酸铵。
再对上述以仲钨酸铵形式沉淀出来的钨沉淀物加水通氨，使仲钨酸铵溶解，过滤，分离杂质，将含钨水相蒸发结晶，烘干、熔烧，制得三氧化钨。
所制得的产品也可达到实施例1中的质量标准。

Claims (4)

1、一种利用钽铌矿冶炼萃取残液制取氟铝酸钠的工艺，其特征是氨中和萃取残液至pH＝7～8，沉淀分离仲钨酸铵和杂质，在母液中加硫酸调pH至5～6，并按化学反应计量比加入硫酸铝、硫酸钠，过滤、洗涤和烘干得氟铝酸钠。
2、根据权利要求1所述的工艺，其特征是再在母液中加入NaOH调节pH＝9～10，蒸发结晶生成硫酸铵。
3、根据权利要求1所述的工艺，其特征是再在母液中加入Ca(OH)2调节pH＝9～10，蒸发结晶生成硫酸铵。
4、根据权利要求1所述的工艺，其特征是将分离出的仲钨酸铵加水通氨溶解，过滤，分离杂质，然后蒸发结晶，烘干、熔烧，制得三氧化钨。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101746800B (zh) * 2009-12-25 2011-09-28 合肥工业大学 以活性白土生产废水回收制取冰晶石的方法
CN105480997A (zh) * 2016-01-20 2016-04-13 武汉工程大学 一种利用冶炼含氟废酸制备冰晶石的方法
CN111283211A (zh) * 2020-02-26 2020-06-16 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 一种高纯钨粉的制备方法

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