CN1686842A - 从钽铌矿冶炼萃取残液制取氟硅酸钠的工艺 - Google Patents

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CN1686842A CN 200510071547 CN200510071547A CN1686842A CN 1686842 A CN1686842 A CN 1686842A CN 200510071547 CN200510071547 CN 200510071547 CN 200510071547 A CN200510071547 A CN 200510071547A CN 1686842 A CN1686842 A CN 1686842A
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Abstract

一种从钽铌矿冶炼萃取残液制取氟硅酸钠的工艺，其特征是按化学计量比大于萃取残液中氟离子1.2倍的量，加石英砂，沉淀分离出钨酸；然后在母液中加NaOH或NaCl，加入的钠离子总量＞1.1倍的氟离子量，生成氟硅酸钠，过滤、洗涤、烘干；在提取过氟硅酸钠的母液中继续加入NaOH至pH值为7～8，蒸发结晶生成硫酸钠；将沉淀分离出的钨酸浸入水中，通氨使pH值大于8，粗钨酸因生成仲钨酸铵而溶解，过滤分离石英，经蒸发结晶、烘干、熔烧得三氧化钨，本发明工艺简单，易于操作，不需要特殊的手段和设备，不但可以制取氟硅酸钠，而且可得到硫酸钠、三氧化钨副产品，提高了钽铌萃取残液的处理效率和净化复用率，减少废水排放量，提高钽铌冶金的经济效益。

Description

从钽铌矿冶炼萃取残液制取氟硅酸钠的工艺
技术领域
本发明属于稀有金属冶金领域中的冶炼废水综合治理和回收利用，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从钽铌矿的钽铌萃取残液中提取氟硅酸钠及副产品硫酸钠、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
  12     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，往萃取残液中加石英砂，其加入量大于萃取残液中氟离子量的1.2倍，生成氟硅酸，此时残液中的pH值下降，钨以钨酸的形式沉淀出来，利用固液分离提取残液中微量的钨。接着，在沉钨后的母液中加NaOH或NaCl，加入的钠离子总量＞1.1倍的氟离子量，生成溶解度很低的氟硅酸钠，过滤得到的氟硅酸钠，经洗涤、烘干可直接得到氟硅酸钠产品。
因为提取过氟硅酸钠的母液中还含有大量硫酸根离子，本发明还可以对提取过氟硅酸钠的母液进行进一步的处理，继续加入NaOH中和母液至pH值为7～8，蒸发结晶生成硫酸钠。
本发明对上述以钨酸的形式沉淀出来的钨可采用氨溶蒸发法把粗钨酸制成化学纯的三氧化钨。即将钨酸浸入水中，通氨使pH值大于8，粗钨酸因生成仲钨酸铵而溶解，过滤分离过量石英，含钨的水相蒸发结晶得到仲钨酸铵，烘干、熔烧后即可制得到三氧化钨。
本发明可适用于各类钽铌矿如钽铌钠铁矿、钛钽铌矿等的钽铌萃取残液的综合治理和回收利用。
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，不需要特殊的手段和设备，不但可以有效地回收氟硅酸钠，而且可得到硫酸钠、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，下表为钽铌矿的钽铌萃取残液化学成分。
                               钽铌萃取残液的主体成分(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，往萃取残液中加入量按化学计量比为1.2倍的石英砂，生成氟硅酸，而钨以钨酸的形式沉淀出来，利用固液分离提取残液中微量的钨。接着，在沉钨后的母液中按钠离子总量为氟离子量的1.2倍的量加入NaOH，生成溶解度很低的氟硅酸钠，过滤得到的氟硅酸钠，经洗涤、烘干可直接得到氟硅酸钠产品。
对提取过氟硅酸钠的母液进行进一步的处理，继续加入NaOH中和母液至pH值为8，蒸发结晶生成硫酸钠。
对上述以钨酸的形式沉淀出来的钨浸入水中，通氨使pH值为10，粗钨酸因生成仲钨酸铵而溶解，过滤分离过量石英，含钨的水相蒸发结晶得到仲钨酸铵，烘干、熔烧后即可制得到三氧化钨。
本实施例所得的氟硅酸钠产品质量见下表：
                    化学成分(％)
含量 游离酸(以HCl计) 水不溶物 重金属(以Pb计) H2O份
国家标准GB12017-89废液回收样品分析  9798.5 0.20.15 1.00.5 0.050.05     0.60.4
实施例2：
钽铌矿经硫酸、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，下表为钽铌矿的钽铌萃取残液化学成分。
                              钽铌萃取残液的主体成分(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，往萃取残液中加入量按化学计量比为1.3倍的石英砂，生成氟硅酸，而钨以钨酸的形式沉淀出来，利用固液分离提取残液中微量的钨。接着，在沉钨后的母液中按钠离子总量为氟离子量的1.3倍的量加入NaOH，生成溶解度很低的氟硅酸钠，过滤得到的氟硅酸钠，经洗涤、烘干可直接得到氟硅酸钠产品。
对提取过氟硅酸钠的母液进行进一步的处理，继续加入NaOH中和母液至pH值为7，蒸发结晶生成硫酸钠。
对上述以钨酸的形式沉淀出来的钨浸入水中，通氨使pH值为9，粗钨酸因生成仲钨酸铵而溶解，过滤分离过量石英，含钨的水相蒸发结晶得到仲钨酸铵，烘干、熔烧后即可制得到三氧化钨。
本实施例所制得的产品也可达到实施例1中的质量标准。

Claims (3)

1、一种从钽铌矿冶炼萃取残液制取氟硅酸钠的工艺，其特征是按大于萃取残液中氟离子1.2倍的量，往萃取残液中加石英砂，沉淀分离出钨酸，然后在母液中加NaOH或NaCl，加入的钠离子总量＞1.1倍的氟离子量，经过滤、洗涤、烘干，得氟硅酸钠。
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至pH值为7-8，蒸发结晶生成硫酸钠。
3、根据权利要求1所述的工艺，其特征是将分离出的钨酸浸入水中，通氨使pH值大于8，溶解生成仲钨酸铵，过滤分离石英，水相蒸发结晶，烘干、熔烧得三氧化钨。
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