离子交换法制备纯仲钨酸铵方法技术

用离子交换法制备仲钨酸铵的方法，将碱性粗钨酸钠溶液通过多孔强碱性阴离子交换树脂吸附钨，再以氯化铵－氢氧化铵混和溶液为解吸剂，洗脱出的钨酸铵溶液蒸发出仲钨酸铵结晶，其结晶母液经丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂吸附钨，以氢氧化钠溶液为解吸剂，洗脱出来的钨酸钠溶液作为原料返回使用。本工艺流程短，成本低，设备简单，操作方便，易于自动化，产品质量高稳定，流程形成闭路，避免了离子交换过程中仲钨酸铵结晶的出现。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钨化合物的制取，更确切地说是用离子交换法从粗钨酸钠溶液中提取制备纯仲钨酸铵。制备仲钨酸铵的方法有经典的工艺方法，该法包括粗钨酸钠溶液净化，白钨沉淀，盐酸分解，洗涤到氨液浸出等工序，其主要缺点是流程长，钨回收率低，工人的操作环境差，设备易被腐蚀。萃取法制备仲钨酸铵的工艺方法的优点是流程短，转型快，收率高;其缺点是萃取法本身不能完全除去杂质，需保留净化除杂质工序，有机溶剂污染环境，影响工人们的身体健康，同时仍存在设备被腐蚀的问题。近来，出现了离子交换法制备仲钨酸铵的方法，胡兆瑞等（株州硬质合金厂，有色冶炼，P9-15，P35    N06，1981）采用强碱性阴离子交换树脂201×7从碱性钨酸钠溶液中吸附钨。将解吸得到的钨酸铵溶液，经蒸发结晶制得仲钨酸铵。该法流程的优点是流程短，设备简单，操作方便，劳动强度小，过程易于自动化，减少了对环境的污染，工人们的操作环境好，而且对磷、砷、硅等杂质有一定的净化效果。但是，钨酸铵溶液中，含氯高，在蒸发结晶时影响仲钨酸铵的产品性能。该流程的结晶母液沿无妥善处理的方法。同时由于使用的强碱性阴离子交换树脂201×7吸附钨的容量低，粗钨酸钠进料液浓度低（12-30克/升），料液-->稀释倍数大，蒸发结晶时能量消耗大。中国专利文献CN86108390A描述了用两步离子交换法制备高纯仲钨酸铵的方法，首先用多孔强碱性阴离子交换树脂（WA）从含40-50克/升WO3的碱性溶液中吸附钨，用1摩尔/升氯化钠溶液作为解吸剂，其解吸液含60-80克/升WO3，用硫酸或盐酸将其酸化到PH2.5-4作为下一步离子交换的料液，用丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂（WC）吸附钨，以20%氨水作为解吸剂，解吸液中含250-300克/升WO3，经蒸发结晶制备出高纯仲钨酸铵。该流程克服了上述用强碱性阴离子交换树脂201×7的离子交换法工艺的吸附钨容量低，粗钨酸钠进料液浓度低，料液稀释倍数大等缺点，而又保持了它的某些优点。但是，由于在第二步离子交换中钨的解吸不只是一个单一的化学反应过程，而且还伴随有钨的形态的转换。在解吸过程中溶液要经历由弱酸性介质向碱性介质变化，这时钨的形态则由偏钨酸铵向正钨酸盐过渡。在这一过程中必须经仲钨酸铵结晶区域（PH6-8）。如果形成仲钨酸铵反应速度大于仲钨酸铵与氨水反应生成钨酸铵的速度，部分来不及溶解的仲钨酸铵结晶就会逐渐长大。这些晶体一旦长大，就很难返溶。虽然在设备上进行了改进，尽可能避免结晶的产生，而使设备复杂化，也给操作带来了很大不便，难于操作，常常稍有不慎仍会出现结晶，给解吸带来困难，甚至难于进行下去。该工艺对结晶母液也没有好的处理方法。本专利技术的目的就在于研究出能克服上述两种离子交换-->法制取仲钨酸铵工艺方法的缺点，而又能保持他们的优点的一种新的制备仲钨酸铵的工艺方法，使本专利技术的工艺方法即能消除在离子交换过程中仲钨酸铵结晶的出现，便于操作，使设备简化劳动强度减小，过程易于自动化，又使吸附钨的容量高，粗钨酸钠进料液浓度高，料液稀释倍数小，生产出来的钨酸铵结晶性能良好，成本低，结晶后的母液又能得到很好的处理。本专利技术的一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，将含有0.01-0.50摩尔/升的氢氧化钠和小于50克/升三氧化钨的钨酸钠溶液作为进料液，通过多孔强碱性阴离子交换树脂吸附钨，以1.5-6摩尔/升氯化铵和0.5-10摩尔/升氢氧化铵混合溶液为解吸剂将钨洗脱，将解吸液蒸发浓缩结晶出仲钨酸铵，进行固液分离后，再将分离出结晶后的PH0.1-5的结晶母液通过丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂吸附钨，以0.5-6.0摩尔/升的氢氧化钠溶液为解吸剂将钨从丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂上洗脱，该洗脱液作为进料液返回使用。为了避免分离结晶后的结晶母液在循环使用中杂质钼的积累，在结晶母液通过丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂之前对结晶母液进行除钼处理，其方法是加入硫化钠，加入硫化钠的量为理论量的100-140%并加热至60°-70℃保持半小时，用2.4摩尔/升盐酸调节结晶母液的PH为2.5-3，待钼沉淀后，过滤将沉淀除去。将各地的黑钨精矿，白钨精矿经加工处理后的粗钨酸-->钠溶液均可作为本工艺流程的进料液。例如将黑钨精矿经球磨、碱分解、过滤稀释（用自来水稀释）得到的粗钨酸钠溶液为进料液。稀释后的粗钨酸钠溶液中三氧化钨的含量应小于50克/升WO3，含小于0.025克/升钼，含小于0.1克/升磷，含小于0.1克/升砷，含小于2.5克/升二氧化硅，氯离子的浓度小于0.25摩尔/升，氢氧化钠浓度为0.01-0.5摩尔/升。为了制备高纯的仲钨酸铵，粗钨酸钠溶液中以含25-35克/升WO3，含小于0.015克/升钼，含小于0.04克/升磷，含小于0.02克/升砷，含小于0.90克/升二氧化硅，氢氧化钠的浓度为0.01-0.2摩尔/升，氯离子的浓度小于0.2摩尔/升为佳。合乎本专利技术工艺要求的粗钨酸钠溶液以小于0.12米/分的线速度通过多孔强碱性阴离子交换树脂吸附钨而除去硅、磷、砷、钼等杂质。在一定范围内通过多孔强碱性阴离子交换树脂的线速度越小，吸附效果越佳，树脂的交换工作容量也越大，除去杂质的效果也越好，但是线速度越小，生产效率越低，反之线速度越大，吸附的效果越差，树脂的交换工作容量也越低，除去杂质的效果也越差，因此以线速度0.044-0.088米/分通过多孔强碱性阴离子交换树脂为好，又以0.052-0.066米/分通过多孔强碱性阴离子交换树脂更佳。多孔强碱性阴离子交换树脂的交换工作容量达到200-500毫克/克干树脂，停止供给粗钨酸钠溶液，但其树脂的交换工作容量控制在300-400毫克干树脂为佳。流出液（即吸附后的余液）中的三氧化钨的浓度小于0.1克/-->升WO3，送到污水站处理。用去离子水清洗负载钨的多孔强碱性阴离子交换树脂。以1.5-6.0摩尔/升氯化铵和0.5-10摩尔/升氢氧化铵的混合溶液为解吸剂，但解吸剂又以4.5-5.0摩尔/升氯化铵和1.5-2.0摩尔/升氢氧化铵混合溶液为好。将解吸剂以0.007-0.059米/分的线速度通过负载钨的多孔强碱性阴离子交换树脂，将钨洗脱下来。解吸剂的线速度在一定范围内，其线速度越小解吸钨的效果越好，但是生产周期长，生产效率低;反之解吸剂的线速度越大吸钨的效果越差，解吸不完全。所以解吸剂的线速度以0.02-0.03米/分为佳。解吸液即洗脱下来的钨酸铵（NH4）2WO4溶液平均比重1.16-1.34含150-350克/升WO3，但以含260-350克/升WO3为佳。解吸液中还含有0.1-0.8摩尔/升氯化铵，含0.5-3.5摩尔/升氢氧化铵。以本领域普通技术人员均知的方法，在常压下于50℃至沸腾的温度范围内对解吸液进行蒸发，但蒸发的温度不得低于50℃，否则仲钨酸铵的晶形发生改变。蒸发至母液的比重为1.02-1.08，进行固液分离，固液分离的方法可用过滤、压滤、离心分离等方式。固液分离后的仲钨酸铵于50°-150℃烘干，最好是在95°-110℃烘干，烘干4-5小时。将分离结晶后PH0.1-5的含有0.5-155克/升WO3的结晶母液，通过丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂吸附钨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，将含有０．０１－０．５０摩尔／升氢氧化钠和小于５０克／升三氧化钨的钨酸钠溶液作为进料液，通过多孔强碱性阴离子交换树脂吸附钨，将解吸液蒸发，结晶出仲钨酸铵，进行固液分离，本专利技术的特征是，以１．５－６摩尔／升氯化氨和０．５－１０摩尔／升氢氧化铵混合溶液为解吸剂将钨洗脱，再将分离结晶后的ＰＨ０．１－５的结晶母液通过丙烯酸型弱性碱性阴离子交换树脂吸附钨，以０．５－６．０摩尔／升的氢氧化钠溶液为解吸剂，将钨从丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂上洗脱。

【技术特征摘要】
1、一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，将含有0.01-0.50摩尔/升氢氧化钠和小于50克/升三氧化钨的钨酸钠溶液作为进料液，通过多孔强碱性阴离子交换树脂吸附钨，将解吸液蒸发，结晶出仲钨酸铵，进行固液分离，本发明的特征是，以1.5-6摩尔/升氯化氨和0.5-10摩尔/升氢氧化铵混合溶液为解吸剂将钨洗脱，再将分离结晶后的PH0.1-5的结晶母液通过丙烯酸型弱性碱性阴离子交换树脂吸附钨，以0.5-6.0摩尔/升的氢氧化钠溶液为解吸剂，将钨从丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂上洗脱。2、根据权利要求1的一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，其特征是，在结晶母液通过丙烯酸型弱碱性阴离子交换树脂之前，用加入硫化钠的方法对结晶母液进行除钼。3、根据权利要求1的一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，其特征是，其进料液通过多孔强碱性阴离子交换树脂的线速度小于0.12米/分。4、根据权利要求1的一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，其特征是，多孔强碱性阴离子交换树脂的交换工作容量为200-500毫克/克干树脂，又以300-400毫克/克干树脂为佳。5、根据权利要求1的一种用离子交换法制备仲钨酸铵的工艺方法，其特征是，以4.5-5.0摩尔/升氯化铵和1.5-2.0摩尔/升氢氧化铵的混合溶液为洗脱多孔强碱性阴离子交换树脂上的钨的解吸剂，解吸剂通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣炬，陈常识，宋玉林，崔正峰，田满，李忠乐，李阳，阎殿荣，翟青山，
申请(专利权)人：吉林锗厂，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]