钨和钒分离制造技术

本文描述分离钨的方法，具体地讲，分离钨和钒的方法。方法一般可包括用适用于五价钒还原成一种或多种较低钒氧化态的还原剂在水溶液中处理含钨物质，使得钨可更容易地从钒分离，例如，通过溶剂萃取。在某些实施方案中，本文公开方法可提供足够纯度用于工业用途的钨、钒或钨和钒二者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钨和钒分离专利
本专利技术涉及从不同源分离钨的方法，具体地讲，涉及在钒存在下分离钨。本专利技术进一步涉及用这些方法得到具有高纯度的经纯化含钨组合物(商品级钨组合物)。专利技术背景钨是用于制造例如烧结碳化物的重要商业材料，烧结碳化物可用于金属、木材、复合材料、塑料和陶瓷的成形，并可用于采矿和建筑业。钨也用作可用于钢生产的成合金材料的元素。钨也用于例如照明灯丝、电极、电和电子触点、线和金属片的应用。对于这些工业应用，所需的主要商业中间体为仲钨酸铵，由此通常得到钨并转化成用于各种应用的形式。同样，钒也是已知用于制造防锈弹簧和高速工具钢的重要商业材料。已知五氧化二钒(V2O5)用于陶瓷、用作催化剂和用于制造超导磁体，并且硫酸氧钒和偏钒酸钠已用作膳食补充剂。存在很多天然钨源，然而，在这些源中，一般发现钨与一种或多种其它金属结合。例如，一般发现钨在矿中为黑钨矿(铁和锰的钨酸盐)和白钨矿(天然钨酸钙)形式。也已知很多二次钨源，例如，来自循环用过的钨基材料，如废催化剂、金属工具、灯丝等。从这些和其它源分离钨，具体地讲，从其它金属分离钨，是用这些源得到钨的限制因素。例如，从钼分离钨已引起相当注意。参见例如授予Kurtak的美国专利3,158,438、授予Chiola等的美国专利3,607,008、授予Zelikman等的美国专利3,969,478、授予Ozensoy等的美国专利4,275,039和授予Beckstead等的美国专利4,328,190，所述专利通过引用结合到本文中。可能阻止从不同源分离钨的另一种杂质是钒，然而，对分离钨和钒报告的方法很少。已知的少数方法包括沉淀方法，用于从包含钨和钒的混合物选择性去除钨。见Luo等,MineralsEngineering16:665-670(2003);Luo等,Hydrometallurgy72(1-2):1-8(2004);和授予Kiyosawa等的美国专利申请公布2013/0283975，这些参考文献全文通过引用结合到本文中。分离钨和钒的一种方法包括钒(V)在溶液中电还原成钒(IV)，随后使溶液中的钨吸附到选择性树脂，保留钨和洗脱钒。参见Durisova,Sep.Sci.Tech.44,12:2750-2760(1999)，其通过引用结合到本文中。已知方法一般提供低选择性，需要长反应时间，和/或只应用于具有低金属浓度的材料，使它们对很多应用有应用性限制。有利提供从包含钒的混合物分离钨(即，分离钨和钒)的有效方法，具体地讲，跨宽范围金属浓度适用的方法。这些方法的环境和可持续性益处不仅扩展到回收可循环进入可用产品的钨和钒，而且减小对于矿石必须提取的钨和钒的量，并再循环用于氮氧化物/NOx还原的催化剂(deNOx催化剂)，否则其将要处置填埋。专利技术概述本公开提供分离钨的方法，具体地讲，分离钨和钒的方法。方法一般可包括用适用于五价钒还原成较低氧化态(例如，包括但不限于还原成四价钒)的还原剂处理在水溶液中的含钨物质。在某些实施方案中，本文公开方法可提供对于商业用途足够纯度的钨、钒或钨和钒二者。在本专利技术的一个方面提供一种分离钒和钨的方法，该方法包括：提供包含钒和钨的水溶液；用能够还原五价钒的还原剂处理水溶液，即，还原五价钒(例如，还原成四价钒)的还原剂；使水溶液与有机溶剂混合，以形成负载的有机层和水性萃余液；并从水性萃余液分离负载的有机层，其中水性萃余液包含水溶液中约50%重量或更多的钒，且负载的有机层包含水溶液中约50%重量或更多的钨。在某些实施方案中，水溶液为酸性(例如，具有约0至约5或约0至约3的pH)。在一些实施方案中，方法进一步包括通过将酸加到水溶液调节水溶液的pH。根据本文公开方法处理的水溶液的组成可以变化。例如，在一些实施方案中，水溶液包含废deNOx催化剂浸出液。在某些实施方案中，水溶液中钨的浓度可以为约1.5g/L或更大，水溶液中钒的量可以为约0.1g/L或更大。在其它实施方案中，水溶液中钨的浓度可以为约7.5g/L或更大，水溶液中钒的浓度可以为约0.5g/L或更大。在其它实施方案中，水溶液中钨的浓度可以为约1.5g/L至约150g/L，水溶液中钒的浓度可以为约0.1至约10g/L。在本文公开方法中利用的还原剂可以变化，在一些实施方案中，还原剂包括选自锌、草酸、铁和二氧化硫的剂。在一些实施方案中，有机溶剂一般可包括一种或多种(例如，所有三种)萃取剂、稀释剂和相改性剂。示例性萃取剂包括仲胺或叔胺。在一些实施方案中，萃取剂选自三辛基胺、三异辛基胺及其组合。示例性稀释剂包括烃(包括但不限于煤油)。示例性相改性剂包括醇和/或磷酸酯。在一些实施方案中，本文公开方法包括处理负载的有机层，以进一步纯化该层得到钨富集物质。进一步纯化的方法可以变化，在一些实施方案中，这些处理方法包括通过混合负载的有机层与水性洗涤液洗涤负载的有机层，以得到包含钨的经洗涤有机物。在一些实施方案中，处理包括通过使负载的有机层与水性反萃液接触反萃负载的有机层，以得到包含钨的反萃余液。在某些实施方案中，这些处理方法可串联使用，例如，其中处理包括如本文所述洗涤，随后通过使经洗涤有机物与水性反萃液接触，反萃经洗涤有机层，以得到包含钨的反萃余液。在某些实施方案中，水性洗涤剂可包括氨、盐酸、硫酸或其组合。在某些实施方案中，水性反萃液包含氢氧化铵。在一些实施方案中，处理步骤可提供钨富集物质，该物质包括水溶液中约25%重量或更少的钒；水溶液中约15%重量或更少的钒；或水溶液中约5%重量或更少的钒。在一些实施方案中，处理步骤包括去除负载的有机层中的至少部分任何杂质，其中杂质选自锌、钼、铝、钙、铬、铁、镁、锰、钠、磷、硫、硅、钛、锆及其组合。在一些实施方案中，处理可进一步包括在此去除后浓缩溶液，其中钨富集物质包含约15%重量或更少杂质，或约5%重量或更少杂质。在一些实施方案中，可处理水性萃余液，以得到钒富集物质。在某些实施方案中，该处理步骤可包括将水性萃余液与含磷酸萃取剂(例如，二乙基己基磷酸，DEHPA)混合。这种方法一般可提供钒富集物质，通过将钒络合物萃取进入有机层，在从水性层分离后得到含钒有机溶液(其中可进一步处理和/或浓缩有机含钒溶液)。在本专利技术的另一个方面提供一种分离钒和钨的方法，所述方法包括：提供从碱性消解废deNOx催化剂产生的包含钒和钨的富浸出溶液；改变溶液的pH，以提供酸性溶液；用还原剂处理酸性溶液，以还原五价钒(例如，还原成四价钒)；使水溶液与有机溶剂混合，以得到负载的有机层和水性萃余液；分离负载的有机层和水性萃余液；使负载的有机层与水性洗涤液接触，以得到经洗涤有机层；使经洗涤有机层与水性反萃液接触，以得到反萃余液；并浓缩反萃余液，以提供钨富集物质，其中钨富集物质包含富浸出溶液中约50%重量或更多的钨和富浸出溶液中约50%重量或更少的钒。在本专利技术的另一个方面提供一种双相系统，所述双相系统包括：包含钒(IV)、钒(III)、钒(II)或其任何组合的水性相；和包含钨的有机相。在某些实施方案中，有机相包含双相系统中约50%重量或更多钨。在某些实施方案中，水性相包含双相系统中约50%重量或更多钒。在本专利技术的另一个方面，本公开还提供从任何本文公开方法得到的钨酸盐。附图简述为了了解本专利技术的实施方案，参考附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离钒和钨的方法，所述方法包括：提供包含钒和钨的水溶液；用还原剂处理水溶液，以还原五价钒；使水溶液与有机溶剂混合，以形成负载的有机层和水性萃余液；并且分离负载的有机层和水性萃余液，其中水性萃余液包含水溶液中约50%重量或更多的钒，且其中负载的有机层包含水溶液中约50%重量或更多的钨。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 US 62/1709801.一种分离钒和钨的方法，所述方法包括：提供包含钒和钨的水溶液；用还原剂处理水溶液，以还原五价钒；使水溶液与有机溶剂混合，以形成负载的有机层和水性萃余液；并且分离负载的有机层和水性萃余液，其中水性萃余液包含水溶液中约50%重量或更多的钒，且其中负载的有机层包含水溶液中约50%重量或更多的钨。2.权利要求1的方法，其中所述水溶液为酸性。3.权利要求1的方法，其中所述水溶液的pH为约0至约5或约0至约3。4.权利要求2的方法，所述方法进一步包括通过将酸加到水溶液调节水溶液的pH。5.权利要求1的方法，其中所述水溶液包含废deNOx催化剂浸出液。6.权利要求1的方法，其中所述水溶液中钒的浓度为约0.1g/L或更大，且水溶液中钨的浓度为约1.5g/L或更大，或者水溶液中钒的浓度为约0.5g/L或更大，且水溶液中钨的浓度为约7.5g/L或更大，或者水溶液中钒的浓度为约0.1g/L至约10g/L，且水溶液中钨的浓度为约1.5g/L至约150g/L钨。7.权利要求1的方法，其中所述还原剂选自锌、草酸、铁和二氧化硫。8.权利要求1的方法，其中所述有机溶剂包括一种或多种萃取剂、稀释剂和相改性剂。9.权利要求8的方法，其中所述萃取剂包括仲胺或叔胺。10.权利要求8的方法，其中所述萃取剂选自三辛基胺、三异辛基胺及其组合。11.权利要求8的方法，其中所述稀释剂包括烃。12.权利要求8的方法，其中所述稀释剂包括煤油。13.权利要求8的方法，其中所述相改性剂为醇或磷酸酯。14.权利要求1至13中任一项的方法，所述方法进一步包括处理负载的有机层，以进一步纯化萃取物，得到钨富集物质。15.权利要求14的方法，其中所述处理包括通过使负载的有机层与水性反萃液接触，反萃负载的有机层，以得到包含钨的反萃余液。16.权利要求15的方法，其中所述水性反萃液包含氢氧化铵。17.权利要求15的方法，其中所述处理进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：S拉姆普拉萨德，A费恩斯，
申请(专利权)人：克里斯特尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US