CN205687982U - 一种分解白钨精矿的系统 - Google Patents

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李忠岐
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Abstract

一种分解白钨精矿的系统，其特征在于，至少包括反应釜、过滤装置、分解液萃取装置、蒸发结晶装置、分解渣处理装置；所述过滤装置位于反应釜下游、与反应釜相连通；所述分解液萃取装置与分解渣处理装置分别与过滤装置相连通；所述蒸发结晶装置位于分解液萃取装置下游、与分解液萃取装置相通；所述反应釜设有草酸加入口和白钨精矿入口，该草酸加入口与所述分解渣处理装置相连通。本实用新型采用草酸直接常压条件下分解白钨精矿，白钨精矿中的三氧化钨的分解率可以达到99％以上，分解液经萃取后，钨的萃取率可达到99％以上，整个工艺可以得到零级APT产品，能够显著降低白钨精矿的分解成本，简化分解设备，便于操作。

Description

一种分解白钨精矿的系统
技术领域
本实用新型涉及一种分解白钨精矿的系统，属于湿法冶金技术领域。
术语“分解温度控制器”是指30-60℃的分解温度控制器；
术语“分解时间控制器”是指8-14小时的分解时间控制器；
术语“草酸加入量控制器”是指草酸加入量为白钨精矿质量的20％-140％的草酸加入量控制器；
术语“白钨精矿质量控制器”是指粒度小于160目并且三氧化钨的含量为15％-65％的白钨精矿质量控制器；
术语“硫酸用量控制器”是指与分解渣中的钙离子摩尔比为1.2-1.4的硫酸用量控制器；
术语“硫酸浓度控制器”是指1-3mol/L的硫酸浓度控制器；
术语“硫酸处理分解渣时间控制器”是指25-35分钟的硫酸处理分解渣时间控制器。
背景技术
传统的酸法分解白钨精矿一般采用盐酸分解，分解后得到氯化钙溶液和钨酸沉淀；钨酸沉淀洗涤后，经过氨溶得到钨酸铵溶液。但此方法仅适合处理低杂质的白钨精矿，且操作环境较差，对设备腐蚀高，该方法作为主流程已经基本被淘汰。
长期以来，我国的钨精矿开采以黑钨矿资源为主，产量一度占钨精矿产量90％以上，目前黑钨矿储量已日趋枯竭，以白钨精矿替代黑钨矿意义重大且迫在眉睫。据2014年统计，全国黑钨精矿与白钨精矿产量比由2007年前的7:3下降到现在的6:4左右，随着黑钨精矿可开采量的下降，这个比例还会继续下降。开采白钨精矿和低品位钨矿替代黑钨精矿是我国钨产业链持续发展的必然趋势。
国内外某些厂家开始使用白钨精矿进行钨产业链的生产，对白钨精矿的分解大都采用酸法或者碱法技术。
传统酸法分解工艺存在以下缺点：氯对设备腐蚀严重；HCl易挥发，酸耗大，生产成本高且环境恶劣；钨与磷在酸性溶液中易形成多酸混合物，较难分离，且产品中的磷较容易超标，后续的分离工艺难度较大。
传统的碱分解压煮法一般都是采用高温、高压和高的碱加入量达到分解目的，其存在以下缺点：工艺能耗高；易在白钨精矿表面形成碳酸钙钝化膜，分解过程中会造成碱的大量使用而必须配备碱回收工序，且后续离子交换工序需要大量的水来稀释至16-25g/L进交换柱，导致工艺成本高，废水量大，单位产能小，限制了最终的年产量等。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种分解白钨精矿的系统，以克服传统酸法分解工艺中钨和磷较难分离，磷易影响产品质量的问题；采用无磷的草酸来代替硫磷混酸，草酸中的草酸根可以与钨形成络合物，同时草酸与钙结合形成难溶于水的草酸钙，草酸钙经硫酸处理后可得到草酸和硫酸钙；可以彻底分解出白钨精矿中的钨，草酸可再生，循环使用；能够显著降低白钨精矿的分解成本，简化分解设备，便于操作。
为此，本实用新型提供了一种分解白钨精矿的系统，其特征在于，
至少包括反应釜、过滤装置、分解液萃取装置、蒸发结晶装置、分解渣处理装置；
所述过滤装置位于反应釜下游、与反应釜相连通；
所述分解液萃取装置与分解渣处理装置分别与过滤装置相连通；
所述蒸发结晶装置位于分解液萃取装置下游、与分解液萃取装置相通；
所述反应釜设有草酸加入口和白钨精矿入口，该草酸加入口与所述分解渣处理装置相连通。
优选地，所述反应釜设有分解温度控制器和分解时间控制器。
优选地，所述分解渣处理装置具有硫酸入口。
优选地，所述分解液萃取装置具有萃取剂入口和反萃剂入口。
优选地，所述蒸发结晶装置的出口与产品APT的容器连通。
优选地，所述反应釜的草酸加入口设有草酸加入量控制器。
优选地，所述系统具有白钨精矿质量控制器。
优选地，所述系统具有硫酸用量控制器。
优选地，所述系统具有硫酸浓度控制器。
优选地，所述系统具有硫酸处理分解渣时间控制器。
本实用新型克服了传统酸法分解白钨精矿工艺中钨和磷较难分离、磷易影响产品质量的问题。
试验证明，本实用新型采用草酸直接在常压条件下分解白钨精矿，白钨精矿中的三氧化钨的分解率可以达到99％以上，分解液经N1923萃取后，钨的萃取率可达到99％以上，整个工艺可以得到零级APT产品。
本实用新型工艺和设备简单，可操作性强，易于工业规模生产。
附图说明
图1是根据本实用新型的草酸分解白钨精矿工艺流程图。
图2是根据本实用新型的草酸分解白钨精矿的系统结构原理示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型的草酸分解白钨精矿的系统包括反应釜10、过滤装置20、分解液萃取装置30、蒸发结晶装置40、分解渣处理装置50，反应釜10中设有草酸加入口11、白钨精矿入口16、分解温度控制器12、分解反应时间控制器13。分解渣处理装置50具有硫酸入口51。分解液萃取装置30具有萃取剂入口31、反萃剂入口32。蒸发结晶装置40的出口与产品APT的容器60连通。
下面结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明，但不是对本实用新型的任何限制。
实施例1：草酸分解白钨精矿，在50L反应釜中分解10.0kg白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为25％，加入草酸的量为5.0kg，分解温度为25℃，反应时间为14h，白钨精矿中钨的分解率达到99.21％。过滤得到的分解液(草酸钨溶液)中钨浓度为24.18g/L，Ca浓度为3.12g/L，Zn浓度为3.93g/L，Mg浓度为4.34g/L，Fe浓度为4.50g/L，采用N1923萃取后，钨的萃取率达到99.51％，负载有机相经氯化铵反萃后，得到的钨酸铵溶液蒸发结晶后可得到APT零级产品。分解渣经硫酸处理后，硫酸的浓度为2mol/L，处理时间为30分钟，得到的草酸溶液再补充1.9kg草酸固体返回分解白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为25％，分解条件与上相同，分解反应结束后得到钨的分解率为99.31％。该分解液是过量的草酸和草酸钨(H4C2WO8)络合的溶液。
实施例2:草酸分解白钨精矿，在50L反应釜中分解10.0kg白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为45％，加入草酸的量为8.0kg，分解温度为55℃，反应时间为10h，白钨精矿中钨的分解率达到99.54％。过滤得到的分解液(草酸钨溶液)中钨浓度为43.52g/L，Ca浓度为1.92g/L，Zn浓度为2.31g/L，Mg浓度为2.44g/L，Fe浓度为2.68g/L，采用N1923萃取后，钨的萃取率达到99.55％，负载有机相经氯化铵反萃后，得到的钨酸铵溶液蒸发结晶后可得到APT零级产品。分解渣经硫酸处理后，硫酸的浓度为1mol/L，处理时间为30分钟，得到的草酸溶液再补充3.0kg草酸固体返回分解白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为45％，分解条件与上相同，分解反应结束后得到钨的分解率为99.11％。该分解液是过量的草酸和草酸钨(H4C2WO8)络合的溶液。
实施例3:草酸分解白钨精矿，在50L反应釜中分解10.0kg白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为50％，加入草酸的量为9.0kg，分解温度为55℃，反应时间为10h，白钨精矿中钨的分解率达到99.54％。过滤得到的分解液(草酸钨溶液)中钨浓度为48.36g/L，Ca浓度为2.10g/L，Zn浓度为2.61g/L，Mg浓度为2.94g/L，Fe浓度为3.11g/L，采用N1923萃取后，钨的萃取率达到99.57％，负载有机相经氯化铵反萃后，得到的钨酸铵溶液蒸发结晶后可得到APT零级产品。分解渣经硫酸处理后，硫酸的浓度为3mol/L，处理时间为30分钟，得到的草酸溶液再补充3.4kg草酸固体返回分解白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为50％，分解条件与上相同，分解反应结束后得到钨的分解率为99.42％。该分解液是过量的草酸和草酸钨(H4C2WO8)络合的溶液。
实施例4:草酸分解白钨精矿，在50L反应釜中分解10.0kg白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为65％，加入草酸的量为11.5kg，分解温度为55℃，反应时间为10h，白钨精矿中钨的分解率达到99.74％。过滤得到的分解液(草酸钨溶液)中钨浓度为62.87g/L，Ca浓度为1.63g/L，Zn浓度为2.12g/L，Mg浓度为2.25g/L，Fe浓度为2.39g/L，采用N1923萃取后，钨的萃取率达到99.65％，负载有机相经氯化铵反萃后，得到的钨酸铵溶液蒸发结晶后可得到APT零级产品。分解渣经硫酸处理后，硫酸的浓度为1.5mol/L，处理时间为30分钟，得到的草酸溶液再补充4.3kg草酸固体返回分解白钨精矿，白钨精矿的WO3含量为65％，分解条件与上相同，分解反应结束后得到钨的分解率为99.69％。该分解液是过量的草酸和草酸钨(H4C2WO8)络合的溶液。
特别是，草酸钙只能用硫酸处理，得到硫酸钙沉淀以及草酸溶液。
实施例1-4中得到的草酸溶液再补充草酸固体，返回分解白钨精矿，分解条件相同。分解反应结束后，得到钨的分解率与上一次的分解率也相同。
本实用新型采用草酸直接常压条件下分解白钨精矿，白钨精矿中的三氧化钨的分解率可以达到99％以上，分解液经萃取后，钨的萃取率可达到99％以上，整个工艺可以得到零级APT产品。
实施本实用新型的方法包括以下步骤：采用草酸分解白钨精矿；过滤得到分解液和分解渣；对所述分解液进行萃取(优选进一步反萃)、蒸发结晶得到APT产品；所述分解渣采用硫酸处理，得到再生的草酸，再生的草酸返回分解白钨精矿，循环使用。
优选地，所述白钨精矿的粒度小于160目，三氧化钨的含量为15％-65％。
优选地，所述草酸的加入量为白钨精矿质量的20％-140％。
优选地，在所述草酸分解白钨精矿的步骤中，分解温度为30-60℃，分解反应时间为8-14小时。
优选地，所述硫酸用量与分解渣中的钙离子摩尔比为1.2-1.4；和/或，所述硫酸的浓度为1mol/L，硫酸处理分解渣的时间为25-35分钟。
优选地，所述分解液采用N1923萃取；和/或负载有机相采用氯化铵反萃。
优选地，所述草酸分解白钨精矿在常压条件下直接进行；和/或，白钨精矿中的三氧化钨的分解率达到99％以上，所述分解液经N1923萃取后，钨的萃取率达到99％以上，负载有机相经氯化铵反萃后，得到的钨酸铵溶液蒸发结晶后可得到APT零级产品。N1923萃取剂是伯胺类萃取剂，其是羟肟类螯合型萃取剂中的一种。
实施本实用新型的白钨精矿分解方法包括以下步骤：采用草酸分解白钨精矿；过滤得到分解液和分解渣；对分解液进行萃取、反萃、蒸发结晶得到APT产品；分解渣采用硫酸处理得到再生的草酸，再生的草酸可返回分解白钨精矿，循环使用。
优选地，上述白钨精矿优选粒度小于160目，三氧化钨(WO3)含量为15％-65％的白钨精矿；所述的草酸加入量为白钨精矿质量的20％-140％；所述的草酸分解白钨精矿过程，在温度为30-60℃下进行，分解反应时间为8-14小时；萃取所用的萃取剂为羟肟类螯合型萃取剂(N1923)；回收分解渣中的草酸，主要是将分解渣加入硫酸，使得草酸钙变成硫酸钙，硫酸与渣中的钙离子用量的摩尔比为1.2-1.4；硫酸的浓度为1mol/L，硫酸处理分解渣的时间为25-35分钟。
根据本实用新型的白钨精矿的分解系统，包括反应釜、过滤装置、分解液萃取装置、蒸发结晶装置、分解渣处理装置，所述过滤装置位于反应釜下游、与反应釜相连通，所述分解液萃取装置与分解渣处理装置分别与过滤装置相连通，所述蒸发结晶装置位于分解液萃取装置下游、与分解液萃取装置相通；所述反应釜设有草酸加入口，该草酸加入口与所述分解渣处理装置相连通。优选地，所述反应釜设有分解温度控制器和分解时间控制器，将草酸分解白钨精矿的温度控制在30-60℃，分解反应时间控制为8-14小时；所述反应釜的草酸加入口设有草酸加入量控制器，控制草酸加入量为白钨精矿质量的20％-140％。

Claims (10)

1.一种分解白钨精矿的系统，其特征在于，
至少包括反应釜、过滤装置、分解液萃取装置、蒸发结晶装置、分解渣处理装置；
所述过滤装置位于反应釜下游、与反应釜相连通；
所述分解液萃取装置与分解渣处理装置分别与过滤装置相连通；
所述蒸发结晶装置位于分解液萃取装置下游、与分解液萃取装置相通；
所述反应釜设有草酸加入口和白钨精矿入口，该草酸加入口与所述分解渣处理装置相连通。
2.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述反应釜设有分解温度控制器和分解时间控制器。
3.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述分解渣处理装置具有硫酸入口。
4.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述分解液萃取装置具有萃取剂入口和反萃剂入口。
5.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述蒸发结晶装置的出口与产品APT的容器连通。
6.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述反应釜的草酸加入口设有草酸加入量控制器。
7.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述系统具有白钨精矿质量控制器。
8.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述系统具有硫酸用量控制器。
9.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述系统具有硫酸浓度控制器。
10.如权利要求1所述的分解白钨精矿的系统，其特征在于，所述系统具有硫酸处理分解渣时间控制器。
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