从钨酸纳溶液中分离磷砷硅的方法技术

一种除去粗钨酸钠溶液中磷、砷、硅的溶剂萃取法，属湿法提取冶金领域。在弱碱性条件下，将磷、砷、硅萃入由伯胺和煤油组成的有机相，得到含Ｐ＜０．００５ｇ／１、Ａｓ＜０．０１ｇ／１、ＳｉＯ－［２］＜０．０３ｇ／１的高净化钨酸钠溶液，负载有机相经碳酸钠或氢氧化钠溶液反萃后再返回使用，反萃液用离子交换法分离磷、砷、硅回收钨。工艺流程简单，萃取与反萃只需单级操作，钨的回收率高，不产生磷砷渣，废水排放量小，易处理，减少了对环境的污染。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨酸钠溶液的萃取提纯。在钨的湿法提取冶金中，从处理含钨矿物原料所得的粗钨酸钠溶液中分离除去磷、砷、硅杂质，是生产钨的纯化合物如：仲钨酸铵、三氧化钨的重要环节。目前，国内外普遍采用的除去粗钨酸钠溶液中磷、砷、硅的经典方法是化学沉淀法。如美国专利US1399705介绍的方法，是加入足够量的镁盐如硫酸镁或氯化镁，与磷和砷相化合成沉淀物而除去这两种杂质。另一项美国专利US4092400提出了除硅的方法，是将溶液的PH值调整到8.11，加入镁盐或铝盐搅拌混合约一小时，使形成含硅沉淀物除去。化学沉淀法除去粗钨酸钠溶液中砷的程度有限，难以满足高纯钨产品的要求;同时产生体积庞大的磷砷渣，渣中含钨为精矿中钨含量的3-6%，经水洗后的渣含钨量为16-25%。需要设专门工序进一步处理以回收其中的钨，钨的回收率较低，生产周期长，劳动强度大，而且磷砷渣含有有毒的砷化合物。堆置时对周围环境、水源和农田造成污染。为此，人们迫切需要一种除去粗钨酸钠溶液中磷、砷、硅的更有效的新工艺。另一方面，钨的湿法提纯工艺中，喻克宁等人介绍的伯胺萃取法（见中国《稀有金属》1984年5月第三卷第一期），是为了从钨酸钠溶液中分离钨、钼，调整溶液的PH值为7-8，将钨优先萃入N1923组成的有机相中，但此法未涉及到钨酸钠溶液中磷、砷、硅的分离问题。本专利技术的目的在于实现一种用溶剂萃取法分离粗钨酸钠溶液中的磷、砷、硅的工艺，以增加钨酸钠溶液的净化程度，简化操作，提高钨的回收率并减少对环境的污染。本专利技术的技术方案，是在弱碱性条件下，用伯胺和煤油组成的有机相萃取钨酸钠溶液中的磷、砷、硅，得到高净化度的钨酸钠溶液;负载有机相经反萃后返回使用，反萃液用离子交换法除去磷、砷、硅，回收其中的钨。本专利技术的工艺包括六个阶段，下面结合附图给出的工艺流程，对本专利技术的技术方案作详细说明。1.调整粗钨酸钠溶液的PH值和浓度。本专利技术所说的粗钨酸钠溶液，系指含有磷、砷、硅至少一种杂质的钨酸钠溶液，其中可以含有钼的化合物，粗钨酸钠原液PH值一般大于10，用矿物酸予以调整到所需范围，一般采用硫酸或盐酸，以硫酸较好，先调PH至8.6左右-->使钨酸钠溶液中硅酸盐水解成硅酸沉淀被部分除去;再调PH至7.5-8.3，较好范围为7.8-8.1。萃取料液中的三氧化钨浓度可调整在60-140g/l，浓度太高易于产生仲钨酸钠结晶;浓度小于60g/l也可以作为萃取料液，但三氧化钨浓度太小时，影响以后除钼和溶剂萃取法萃钨的生产率，一般三氧化钨浓度取80-120g/l为好。2.使粗钨酸钠水溶液相与有机相充分混合，直至负载磷、砷、硅以及部分钨的有机相与水相平衡。萃取剂选用伯胺，从价格来源等因素考虑，宜采用国内生产的N1923，其结构式为：，R、R1为9-11℃烷基，也可以选用性质相近的其他伯胺为萃取剂，其效果因分子式的不同会略有差异。稀释剂为不溶于水的碳氢化合物，就成本，闪点和毒性而论以煤油为好。有机相与水相的体积比O/A一般为1∶1-3∶1，最好O/A＝1∶1-2∶1。当O/A＝1∶1时，萃取剂在有机相中的体积浓度为1-16%，一般取2-12%，当O/A改变时，上述浓度与O/A呈反比变化，即单位体积水相所对应的萃取剂用量在不同相比时是一致的。萃取温度为5-35℃，N1923作萃取剂时的温度最好在25-30℃，两相混合时间一般取10分钟即达到平衡，分相时间为1-5分钟，在PH值为7.8-8.1范围，提高萃取剂浓度或降低水相PH值，都会使磷、砷、硅的萃取率增大，但钨的萃取率也增大。本阶段只需单级萃取就能满足分离磷、砷、硅的要求。3.将负载有机相与萃余液分开在较好的控制条件下，萃取料液中的磷、砷、硅几乎可全部萃入有机相，萃余液一般含P＜0.005g/l，As＜0.01g/l，SiO2＜0.03g/l，以及料液中90%以上的钼。与磷、砷、硅一起萃入有机相的钨含量随杂质增加而增加，一般情况下，负载有机相含钨量约占料液中钨含量的10-20%。料液杂质含量增高时，相应降低PH值、提高萃取剂浓度或提高相比，亦可使萃余液满足净化要求。此时进入有机相的钨相应增加，当杂质浓度高到使随之萃出的钨占料液中钨含量的50%时，将加重后续反萃和离子交换工序的负担，故应考虑其效益问题。4.反萃负载有机相反萃剂是碳酸钠或氢氧化钠水溶液，按N1923-煤油负载有机相中的钨转变为钨酸钠的理论量计算，碳酸钠的用量≥200%理论量;氢氧化钠用量≥1-->00%理论量，负载有机相与反萃剂的体积比为1∶2-4∶1，一般选用1∶1-2∶1，两相混合时间为10分钟左右，温度为20-40℃，温度增高磷、砷、硅和钨的反萃率随之增大，以伯胺N1923作萃取剂，用氢氧化钠溶液反萃，有时会产生乳化现象，故以用碳酸钠溶液反萃为好。本阶段亦只需单级反萃即可将N1923负载有机相中的磷、砷、硅和钨反萃到反萃液中。5.将经过反萃后的两相分开分相时间只需1-2分钟，经反萃、分离后的N1923有机相返回用于萃取磷、砷、硅。6.用离子交换法处理反萃液含有磷、砷、硅和钨的反萃液一般不需加水稀释，直接送入强碱性阴离子交换树脂如国产717＃树脂交换柱处理。磷、砷、硅基本上随吸附流出液排出而与钨分离，钨酸根被吸附到树脂上，树脂经水洗后，用5N氯化铵加2N氢氧化铵将钨解吸下来，得到除去磷、砷、硅的钨酸铵溶液。本专利技术的工艺能有效地分离出粗钨酸钠溶液中的磷、砷、硅得到深度净化的钨酸钠溶液，反萃后的有机相可不经处理直接返回使用，反萃液用阴离子交换树脂交换柱处理时，无需用水稀释，与通常离子交换法分离粗钨酸钠溶液中磷、砷、硅的工艺相比，节约用水量约十分之九，故而废水排放量少，便于处理。与经典化学沉淀法相比，本工艺不产生含钨量高的大量磷砷渣，不存在磷砷渣的处理问题，减少了含砷化合物对环境的污染。设备简单，操作简便，生产能力大，钨的回收率高。萃取后的钨酸钠溶液，可直接用已有技术除钼后再转化为钨酸铵溶液，与经离子交换法得到的钨酸铵溶液合并，即可作为生产仲钨酸铵的原料。下面为本专利技术的实施例。以下各实例中的符号，说明如下：AWO3-萃取料液中WO3的浓度（克/升），余类推;BWO3-萃余液中WO3的浓度（克/升），余类推;CWO3-有机相中WO3的浓度（克/升），余类推;PH1-萃取料液的PH;PH2-反萃剂碳酸钠或氢氧化钠溶液的PH;EWO3-WO3的萃取率，余类推;FWO3-反萃液中WO3浓度（克/升），余类推;GWO3-WO3的反萃取率，余类推;N1923-N1923-煤油有机相中N1923的体积百分浓度;-->O/A-有机相与水相体积之比;N    反萃剂碳酸钠或氢氧化钠的当量浓度N;N/W    反萃剂的克量数与负载有机相中钨的摩尔数之比。例1-7用化学纯试剂人工配制的含磷和砷的钨酸钠溶液，用硫酸调至预定的PH和浓度。用一定N1923浓度的煤油有机相进行萃取，有机相与水相体积之比为1∶1，在分液漏斗中于振荡器上振荡10分钟，温度30-35℃。试验结果见表一。例8-12碱分解钨精矿所得工业钨酸钠溶液，成分为（克/升）：WO3206.25，As0.06P0.0263SiO20.268Mo0.03。工业钨酸钠溶液先用硫酸调PH至8.5-8.6，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从钨酸钠溶液中分离磷、砷、硅的方法，本专利技术的特征是在弱碱性条件下将钨酸钠溶液中的磷、砷、硅萃取到由伯胺和惰性有机溶剂组成的有机萃取剂中，得到纯净的钨酸钠溶液，再用反萃法和阴离子交换法进一步分离负载有机相中的钨和磷、砷、硅。

【技术特征摘要】
1、一种从钨酸钠溶液中分离磷、砷、硅的方法，本发明的特征是在弱碱性条件下将钨酸钠溶液中的磷、砷、硅萃取到由伯胺和惰性有机溶剂组成的有机萃取剂中，得到纯净的钨酸钠溶液，再用反萃法和阴离子交换法进一步分离负载有机相中的钨和磷、砷、硅。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有机萃取剂由结构式为的伯胺和煤油组成，R、R1为烷基，优先选用9－11碳烷基，其体积浓度为1-16%（nA＝1∶1时）。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：钨酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洲溪，薛生晖，黄芍英，龚柏凡，黄蔚庄，
申请(专利权)人：中南工业大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]