一種鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法與流程
2023-05-17 15:22:06
本發明屬於黑鎢礦或黑白鎢混合礦中鎢的提取技術領域，具體涉及一種鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法。
背景技術：
我國是一個鎢資源大國，鎢礦的儲量、產量及出口量均居世界第一。隨著我國鎢工業的發展，優質黑鎢礦資源被大量消耗，雖然目前鎢冶煉是以白鎢為主，但仍有相當數量的資源為黑鎢礦或黑白鎢混合礦，如福建的行洛坑黑白鎢共生礦床，其保有鎢儲量約30萬噸。但黑鎢礦的總體趨勢是出礦的品位降低，雜質含量升高。目前，國外多採用蘇打壓煮法來處理黑白鎢混合礦及黑鎢礦，這一方法對礦物的適應性廣，能處理各種類型的礦石，但其顯著的缺點在於碳酸鈉消耗量過大，通常為理論量的3.5～5倍，在處理低品位礦時甚至高達5～6倍，試劑消耗量巨大；且蘇打壓煮法需要在高溫(180～230℃)和高壓(1.2～2.6MPa)條件下進行，能耗較大，對設備材質要求高，存在一定的安全隱患。國內處理黑鎢礦或黑白鎢混合礦的主要方法為鈉鹼壓煮法，這一方法能有效地分解黑鎢礦，適當加入添加劑也能高效處理黑白鎢混合礦。與蘇打壓煮法類似，此方法也存在鹼消耗量大的問題，導致生產成本居高不下。針對這些問題，國內外廣大的鎢冶煉工作者們開展了許多工作，但難以找到解決問題的實質性手段。
基於上述情況，本發明提出一種新的思路，採用可從米糠、麩皮等禾穀類農產品下腳料中大量提取的可溶性有機植酸鹽作為浸出劑，使其在常壓下即可與黑鎢礦或黑白鎢混合礦反應生成不溶於水的有機絡合鈣鹽，而鎢以鎢酸根的形態進入溶液；如此而來，可以克服傳統鈉鹼工藝中存在的鹼用量大、能耗高的缺點；通過酸溶-離子交換的手段處理浸出渣，得到的解吸液返回浸出工序，實現浸出劑的再生，整個過程中僅需與理論量相當的鹼用量，遠不需要蘇打壓煮法或鈉鹼壓煮法所需的鹼用量，試劑消耗量大大減少。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，使黑鎢礦或黑白鎢混合礦中的WO3徹底進入到溶液中，而浸出劑與黑鎢礦或黑白鎢混合礦中的鐵、錳以及鈣結合生成沉澱留在渣中，實現黑鎢礦或黑白鎢混合礦的高效分解；進一步採用硫酸溶解浸出渣，用弱鹼性陰離子交換樹脂吸附酸分解液中的有機陰離子，再用NaOH溶液解吸，得到的解吸液即可返回黑鎢礦或黑白鎢混合礦的浸出，實現了浸出劑的再生，從而開發出一條處理黑鎢礦或黑白鎢混合礦的短流程、低成本新途徑。
一種鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，採用可溶性的植酸鹽分解處理黑鎢礦或黑白鎢混合礦。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，在50～95℃下反應。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，攪拌反應1～10h。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，將植酸或可溶性的植酸鹽與NaOH一起加入到去離子水中，配製成植酸根濃度為0.2～1mol/L、NaOH濃度為50～200g/L的鹼性溶液；將黑鎢礦或黑白鎢混合礦磨細(磨細至95％≤300目)後，按液固比為1～10L:1kg的比例加入到配製好的鹼性溶液中反應。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，反應完成後固液分離，得到含鎢溶液和分解渣，含鎢溶液用於生產含鎢產品(如：仲鎢酸銨)。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，將分解渣加入到硫酸中反應，固液分離後將濾液流過弱鹼性陰離子樹脂交換柱以吸附其中的植酸根離子，用NaOH溶液進行解吸，所得解吸液返回用於黑鎢礦或黑白鎢混合礦的分解。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，將分解渣加入到10～100g/L的硫酸中，在50～90℃下浸泡1～10h，固液分離後將濾液以5～10cm/min的速度流過弱鹼性陰離子樹脂交換柱以吸附其中的植酸根離子，用去離子水將樹脂洗滌乾淨，用50～200g/L的NaOH溶液進行解吸，所得解吸液返回用於黑鎢礦或黑白鎢混合礦的分解。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，所述的黑鎢礦或黑白鎢混合礦含WO3質量百分比為15％～65％。
所述的鹼性體系中常壓分解黑鎢礦或黑白鎢混合礦的方法，所述的植酸鹽為植酸鈉、植酸鉀、植酸鋰、植酸銨中的一種或幾種的混合。
本發明的優點體現在如下幾個方面：
1、以有機試劑為浸出劑，大大降低了蘇打或苛性鈉的消耗量；
2、通過酸溶-離子交換實現浸出劑的再生，有利於降低試劑成本；
3、在低溫常壓條件下實現了鹼性體系中黑鎢礦或黑白鎢混合礦的高效分解，消除了傳統的高溫高壓壓煮工藝中存在的安全隱患，節省了能耗；
4、有利於減少無機鹽的排放量，生態效益顯著。
具體實施方式
為了更詳細地解釋本發明，列舉以下實施例進行說明，但本發明不局限於這些實施例。
實施例1
將0.1mol植酸鈉和20gNaOH加入到去離子水中並定容到100ml，將粒度≤350目的20g WO3含量為65％的黑鎢礦加入到植酸鈉和NaOH的混合溶液中，在90℃下攪拌反應2h後固液分離，黑鎢礦的分解率為99％；取10g分解渣加入到50ml 10g/L的稀硫酸中，在90℃下反應1h，過濾後將濾液以5cm/min的線速度流過D301樹脂，交換完成後用去離子水將交換柱洗滌乾淨，再用200g/L的NaOH溶液進行解吸，所得的解吸液返回溶液配製用於下一批次黑鎢礦的分解。
實施例2
將0.05mol植酸鉀和5gNaOH加入到去離子水中並定容到100ml，將粒度≤300目的10g WO3含量為40％的黑白鎢混合礦加入到植酸鉀和NaOH的混合溶液中，在95℃下攪拌反應5h後固液分離，黑白鎢混合礦的分解率為99.1％；取10g分解渣加入到50ml 50g/L的硫酸中，在50℃下反應10h，過濾後將濾液以10cm/min的線速度流過D314樹脂，交換完成後用去離子水將交換柱洗滌乾淨，再用50g/L的NaOH溶液進行解吸，所得的解吸液返回溶液配製用於下一批次黑白鎢混合礦的分解。
實施例3
將0.1mol植酸銨和10gNaOH加入到去離子水中並定容到100ml，將粒度≤350目的100g WO3含量為15％的黑白鎢混合礦加入到植酸銨和NaOH的混合溶液中，在80℃下攪拌反應3h後固液分離，黑白鎢混合礦的分解率為98.5％；取50g分解渣加入到50ml 100g/L的硫酸中，在80℃下反應2h，過濾後將濾液以5cm/min的線速度流過D314樹脂，交換完成後用去離子水將交換柱洗滌乾淨，再用100g/L的NaOH溶液進行解吸，所得的解吸液返回溶液配製用於下一批次黑白鎢混合礦的分解。
實施例4
將0.02mol植酸鈉和20gNaOH加入到去離子水中並定容到100ml，將粒度≤400目的50g WO3含量為40％的黑鎢礦加入到植酸鈉和NaOH的混合溶液中，在90℃下攪拌反應1h後固液分離，黑鎢礦的分解率為99％；取20g分解渣加入到50ml 20g/L的稀硫酸中，在90℃下反應2h，過濾後將濾液以5cm/min的線速度流過D301樹脂，交換完成後用去離子水將交換柱洗滌乾淨，再用200g/L的NaOH溶液進行解吸，所得的解吸液返回溶液配製用於下一批次黑白鎢混合礦的分解。
實施例5
將0.05mol植酸鈉和10gNaOH加入到去離子水中並定容到100ml，將粒度≤300目的50g WO3含量為60％的黑鎢礦加入到植酸鈉和NaOH的混合溶液中，在90℃下攪拌反應5h後固液分離，黑鎢礦的分解率為99.2％；取30g分解渣加入到100ml 20g/L的硫酸中，在70℃下反應10h，過濾後將濾液以5cm/min的線速度流過D301樹脂，交換完成後用去離子水將交換柱洗滌乾淨，再用100g/L的NaOH溶液進行解吸，所得的解吸液返回溶液配製用於下一批次黑鎢礦的分解。