高钙钨矿物碱压煮分解方法技术

本发明专利技术提供了一种高钙钨矿物的碱压煮分解方法。它是先将高钙钨矿物（白钨精矿、白钨中矿、黑白钨混合矿、高钙钨细泥、含钙＞３％的黑钨精矿等）磨细，再将磨细的高钙钨矿物与为理论用量１．８－４倍的高浓度碱一起加入普通搅拌压煮釜中，在温度１３０－２００℃和压力０．１５－１．０Ｍｐａ的条件下保温压煮，压煮料卸出后，在一定的温度和ＮａＯＨ浓度下进行过滤洗涤，获得洗净的钨酸钠溶液，钨酸钠溶液含ＷＯ↓［３］为８０－３００ｇ／ｌ，含游离ＮａＯＨ为９０－２８０ｇ／ｌ。本发明专利技术的工艺流程简单，操作方便，分解率高，易于实现连续化和大型化工业生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用碱分解方法从钨矿物原料中提取钨的领域，特别是从以白钨精矿为代表的高钙钨矿物中用碱分解提取钨的方法。众所周知，能在工业上成功地应用的钨矿物提取冶金方法中，黑钨矿是采用碱分解，白钨矿是采用盐酸分解或苏打压煮。在一个相当长的时间内，国内外专家普遍认为，用碱(NaOH)分解白钨矿在工业上是不可能的，前苏联学者A.H.泽里克曼还将此观点载入其教材中。我国的李洪桂教授等人对钨矿物原料碱分解的基础理论及工艺进行了长期的研究，专利技术了“机械活化”(俗称热球磨)碱分解白钨矿的方法(李洪桂等著，中南工业大学出版社出版的《钨矿物原料碱分解的基础理论及新工艺》，P.147-151)。CN85100350介绍了用加压热磨反应器(热球磨)碱分解白钨矿和黑白钨混合矿的方法，US4353878介绍了在常压下碱分解钨矿物的方法。上述两项专利文献中都提到可用碱分解方法处理白钨矿，但是都没有提供碱分解白钨精矿的实施例，据我们所知，目前的生产实践中也没有用碱分解白钨精矿的实例。热球磨碱分解方法为间断作业，还存在卸料操作不便，从球磨中冲洗出已分解物料的用水量不易控制，容易导致白钨矿碱分解可逆反应的发生和程度加大，从而降低白钨矿的分解率，以及设备寿命短、维修不便、难于大型化、不能连续作业等技术问题。常压碱浸方法存在浸出时间长(一般为2-5小时)，能耗高，试剂用量大(碱用量，对钨精矿而言，为3-8.5倍理论量，对钨中矿而言，为5-9倍理论量)，白钨矿分解率较低(分解率，对钨精矿而言为98-99％，对钨中矿而言为97-98％)等问题。本专利技术的目的是为了克服目前生产实践和用上述专利技术处理以白钨矿，特别是白钨精矿为代表的高钙钨矿物碱分解工艺中存在的缺点，提出一种采用普通压煮釜用碱压煮分解高钙钨矿物的方法，该方法不仅可以处理白钨精矿、还可以处理白钨中矿、黑白钨混合矿、高钙钨细泥和含Ca＞3％的高钙黑钨精矿，它是一种能实现设备大型化和连续生产的。众所周知，在钨矿物的碱分解工艺中，只要保持足够高的NaOH浓度，就可发生如下反应在上述反应中，对于含Fe、Mn的钨矿物(黑钨矿)，在25℃时的平衡常数分别为1.15×104和1.7×105(李洪桂主编《稀有金属冶金学》，1990年)，逆反应的平衡常数(正反应平衡常数的倒数)分别为8.7×10-5和5.9×10-6，可见，逆反应很难进行。而对于含Ca的钨矿物(白钨矿)，需控制较高的温度和NaOH浓度，反应才能够顺利进行，当温度为70℃，NaOH浓度为121.6g/l时，反应平衡常数为2.61×10-3(李洪桂主编《稀有金属冶金学》，1990年)，逆反应平衡常数为383.14，说明逆反应容易进行，且随温度和NaOH浓度的降低，逆反应速度程度加大。由此可见，碱分解以白钨精矿为代表的高钙钨矿物必须采用特殊的工艺控制条件方能顺利地实现。因此，为实现专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案先将高钙钨矿物磨细，再将高钙钨矿物和为理论用量1.8-4倍(按高钙钨矿物中的WO3计算)、浓度为350-700g/l的NaOH溶液加入普通搅拌压煮釜中进行压煮分解，控制固液比(重量比)为0.5-1.2，压煮温度为130-200℃，压煮压力为0.15-1.0MPa，保温压煮时间为1-3小时，压煮分解完成后，冷却和卸料，排出的压煮料在温度为70-100℃，NaOH浓度为90-280g/l的条件下进行过滤洗涤，得到洗净的钨酸钠溶液。采用本专利技术，钨精矿分解后的干渣中WO3的含量为1.5-2.5％，钨精矿的分解率达98.5％以上，处理钨中矿、钨细泥的分解率达97％以上。所获钨酸钠溶液含WO380-300g/l，含游离NaOH为90-280g/l，送后续工序用常规方法生产仲钨酸铵。本专利技术能处理白钨精矿，还可以处理白钨中矿、黑白钨混合矿、高钙钨细泥和含Ca＞3％的黑钨精矿。采用本专利技术时，先将高钙钨矿物磨细至-0.045mm＞92％。本专利技术在压煮分解时还可加入0-1倍理论量的Na2CO3(按高钙钨矿物中的WO3量计算)，或加入0-0.9倍理论量的碱金属磷酸盐或磷酸(按高钙钨矿物中的Ca含量计算)，可使高钙钨矿物的分解率稳定和提高。本专利技术的优点在于工艺与设备简单易行，能顺利地实现连续化、大型化工业生产，易于实现工艺过程稳定控制。相对于热球磨碱分解方法而言，虽然将球磨和压煮分为两道工序，但省去了热球磨的加料和卸料两个繁琐的辅助操作，而且，配料和压煮的操作便利，只需开关阀门，安全省力。特别是本专利技术方法压煮卸料能利用压煮釜内的正压，顺利地卸完压煮料，避免了热球磨卸料时用水量不易控制的缺陷，有利于控制压煮料液的温度和NaOH浓度，有效地抑制可逆反应的发生，确保稳定的高分解率。相对于常压碱分解方法而言，本专利技术方法分解时间短，试剂用量小，能耗低，分解率高。本专利技术方法的优点还在于原料适应性广，适合我国钨资源丰富而种类繁多的特点，特别适用于我国原有黑钨碱压煮冶炼厂实现生产线上黑钨和白钨原料的转换，扩大使用原料的范围。采用本专利技术方法还可以将钨冶炼净化工序产生的磷砷渣(废渣)作原料投入，省去了目前专门设置的回收磷砷渣中WO3的工序，有利于降低生产成本。本专利技术方法的原则工艺流程如附附图说明图1，实施例如下。实施例1某白钨精矿WO3含量为67％，磨细至粒度为-0.045mm达92％，将该精矿500g与NaOH浓度为550g/l的液碱600ml一起加入搅拌压煮釜中，NaOH添加量为理论量(按WO3含量计算)的2.86倍，固液比为0.83，在温度为182-190℃，压力为0.9-1.0MPa的条件下保温压煮1.5小时。冷却与卸料，在温度为75-85℃，NaOH浓度为150g/l的条件下过滤洗涤，获得洗净的钨酸钠溶液，钨酸钠溶液的碱度(NaOH浓度)为150g/l，干渣中WO3的含量为2.05％，白钨精矿的分解率为98.78％。实施例2白钨精矿品位与磨矿细度同实施例1。将该精矿500g、磷砷渣20g与NaOH浓度为500g/l的液碱700ml一起加入搅拌压煮釜中，NaOH添加量为理论量(按WO3含量计算)的3倍，固液比为0.74，在温度为182-190℃，压力为0.9-1.0MPa的条件下保温压煮1.5小时。冷却与卸料，在温度为75-85℃，NaOH浓度为140g/l的条件下过滤洗涤，获得洗净的钨酸钠溶液，钨酸钠溶液的碱度为140g/l，干渣中WO3的含量为2.01％，白钨精矿的分解率为98.79％。实施例3某白钨精矿A的WO3含量为67％，磨细至粒度为-0.045mm达96％，另有某黑钨精矿B含WO3为69％，磨细至粒度为-0.045mm达96％，取A矿500g与B矿100g组成黑白钨混合矿，将该混合精矿与NaOH浓度为500g/l的液碱790ml一起加入搅拌压煮釜中，NaOH添加量为理论量(按WO3含量计算)的2.84倍，固液比为0.76，在温度为180-190℃，压力为0.85-1.0MPa的条件下保温压煮2.5小时。冷却与卸料，在温度为80-90℃，NaOH浓度为110g/l的条件下过滤洗涤，获得洗净的钨酸钠溶液，钨酸钠溶液的碱度为110g/l，干渣中WO3的含量为2.1％，黑白钨混合矿的分解率为98.74％。实施例4白钨精矿A与黑钨精矿B同实施例3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钙钨矿物碱压煮分解方法，其特征在于先将高钙钨矿物磨细，再将高钙钨矿物和为理论用量１．８－４倍（按高钙钨矿物中的ＷＯ↓［３］含量计算）、浓度为３５０－７００ｇ／ｌ的ＮａＯＨ溶液加入普通搅拌压煮釜中进行压煮分解，控制固液比（重量比）为０．５－１．２，压煮温度为１３０－２００℃，压煮压力为０．１５－１．０ＭＰａ，保温压煮时间为１－３小时，压煮分解完成后，冷却和卸料，排出的压煮料在温度为７０－１００℃，ＮａＯＨ浓度为９０－２８０ｇ／ｌ的条件下进行过滤洗涤，得到洗净的钨酸钠溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚珍刚，谢盛德，普崇恩，蒋荣仁，
申请(专利权)人：株洲硬质合金集团有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]