專利名稱：一種銨鹽分解白鎢礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白鎢礦的分解技術(shù)，具體講是采用磷酸銨+液氨分解白鎢礦的方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行白鎢礦冶煉主要有下述幾種工藝1、苛性鈉分解-離子交換工藝白鎢礦苛性鈉分解主要基于下述反應(yīng)CaffO4 (s) +2Na0H (aq) = Na2WO4 (aq) +Ca (OH) 2 (s)堿用量一般為理論量的2. 3 2. 5倍，溫度170°C。在分解結(jié)束后排料和稀釋過(guò)程中，加入少量PO43-(磷酸鹽加入量約為Ca(OH)2轉(zhuǎn)化成Ca3(PO4)2反應(yīng)所需量的3 5% )， 或加入少量F_，兩者原理相同，都是使Ca(OH)2表面生成難溶鈣化合物(Qi3(PO4)2或CaF2) 薄膜而鈍化，達(dá)到抑制逆反應(yīng)進(jìn)行的目的。工業(yè)條件下分解渣含WO3偏高(一般為2. 5% 左右)。此外，由于堿分解時(shí)堿用量過(guò)高，導(dǎo)致后續(xù)離子交換工序排放的交后液中堿含量高 (8 10g/L)，直接排放，則造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。2、白鎢精礦的密閉酸分解白鎢精礦鹽酸分解生成H2WO4,主要基于下述反應(yīng)CaffO4 (s) +2HC1 (aq) = H2WO4 (s) +CaCl2在90 100°C下，濃鹽酸直接分解白鎢精礦制得工業(yè)鎢酸，分解渣含WO3在2%左右。鎢酸經(jīng)氨溶法凈化、蒸發(fā)結(jié)晶制取APT。該法環(huán)境污染嚴(yán)重，酸霧和含酸廢水大量排放， 被國(guó)務(wù)院勒令關(guān)閉。3.白鎢礦磷酸鈉+苛性鈉分解吳建國(guó)，柯家駿，康定昌曾經(jīng)采用磷酸鈉+苛性鈉分解白鎢礦，研發(fā)出低堿-活化分解技術(shù)，成功地將該工藝應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，獲得2008年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，并實(shí)現(xiàn)了冶煉廢水達(dá)標(biāo)排放。上述工藝均為鎢酸鈉鹽-鎢酸酸鹽轉(zhuǎn)型白鎢冶煉工藝，受離子交換工藝的限制，交換廢水無(wú)法閉路循環(huán)，尚不能實(shí)現(xiàn)零排放。由于白鎢礦(CaWO4)的固有化學(xué)特性，自其冶煉工藝誕生以來(lái)，均采用HCl和高堿 (NaOH或Na2CO3)分解礦物，后經(jīng)凈化、轉(zhuǎn)型(氨溶和離子交換)制備純凈的(NH4)2WO4溶液， 再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制取仲鎢酸銨(APT)。因此，只要采用轉(zhuǎn)型工藝，就會(huì)產(chǎn)生酸堿廢液(含有害雜質(zhì))的排放問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種銨鹽分解白鎢礦的方法，實(shí)現(xiàn)白鎢閉路循環(huán)冶煉和零排放，降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。改變延續(xù)近百年的白鎢礦酸、堿分解-銨鹽轉(zhuǎn)型冶煉工藝體系，由鎢酸鈉體系-鎢酸銨體系的轉(zhuǎn)型冶煉工藝改變?yōu)閱我绘u酸銨體系的白鎢冶煉工藝，才能實(shí)現(xiàn)全過(guò)程閉路循環(huán)和零排放。其中研發(fā)白鎢礦銨鹽分解技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)單一鎢酸銨體系白鎢閉路冶煉的關(guān)鍵問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案一種銨鹽分解白鎢礦的方法，使用磷酸銨、液氨作為分解劑，且磷酸銨用量彡1. 8倍理論量，氨濃度彡30g/l，反應(yīng)溫度180 220°C，保溫時(shí)間1. 5 5h， 液固比2 1 3 1，攪拌速度250 450r/min。最佳工藝條件是磷酸銨用量為理論量的1. 8倍，氨濃度30g/l，反應(yīng)溫度200°C， 保溫時(shí)間1.5h，液固比2 1-3 1，攪拌速度250r/min。本發(fā)明未詳細(xì)描述工藝過(guò)程及參數(shù)同現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的積極效果1、白鎢礦銨鹽分解技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，解決了單一鎢酸銨體系的白鎢冶煉工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)白鎢閉路循環(huán)冶煉和零排放提供了技術(shù)途徑。 全國(guó)每年可減少鎢冶煉廢水排放量MOO萬(wàn)m3，燒堿排放量4. 16萬(wàn)噸，氨氮排放量2. 04萬(wàn)噸。2、本發(fā)明可使白鎢冶煉工藝輔助試劑和能耗降低30%、產(chǎn)品仲鎢酸銨生產(chǎn)水用量由 150t/噸產(chǎn)品降低至15t/噸產(chǎn)品，全國(guó)白鎢冶煉可累計(jì)新增效益1. 68億。3、在最佳工藝條件下，磷酸銨分解白鎢礦鎢分解率可達(dá)到98%以上。
具體實(shí)施例方式原料及試劑白鎢礦WO3含量67 %、工業(yè)磷銨(NH4) 3Ρ04 · 3H20含量98 %、工業(yè)液氨含量99%。分解裝置為IL遠(yuǎn)紅外加熱不銹鋼高壓釜。結(jié)果根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定各影響因素的水平，選取磷酸銨用量、溫度、保溫時(shí)間、液固比、氨濃度、攪拌速度六因素制定正交表。實(shí)驗(yàn)仍在IL的高壓釜內(nèi)進(jìn)行，每次實(shí)驗(yàn)白鎢礦用量100g。磷酸銨用量取理論量的1.5、1.8、2.0、2.5、3.0倍；反應(yīng)溫度(°C )分別為:140、160、180、200、220 ；保溫時(shí)間(h)分別取 Ul. 5、2、3、5 ；氨濃度(g/Ι)取 30、60、 80,100,135 ；液固比為:1、1· 5、2、2· 5、3 ；攪拌速度(r/min)分別取 250、350、450、550、750。 選擇L25 (56)，其因素水平如表1所示，分解過(guò)程數(shù)據(jù)及分析結(jié)果如表2所示。表1磷酸銨分解白鎢因素水平
水ABCDEF平磷酸銨用量(倍)溫度(。c)液固比保溫時(shí)間( 氨濃度(g/1)轉(zhuǎn)速(r/min)11.51401:113025021.81601.5:11.56035032.01802:128045042.52002.5:1310055053.02203:15135750從表2可以看出，反應(yīng)的最佳工藝條件為A2B4C5D2E1F1，因素主次為BADECF。影響白鎢分解率的主要因素是反應(yīng)溫度，其次為磷酸銨的用量。實(shí)驗(yàn)中也驗(yàn)證了溫度及磷酸銨用量對(duì)白鎢分解率的影響，當(dāng)溫度從140°C升高到180°C時(shí)，分解率快速增加；當(dāng)磷酸銨用量為1. 5倍時(shí)，分解率不超過(guò)80%，而磷酸銨用量達(dá)到1. 8 2. 0倍時(shí)，分解率可達(dá)到98%
左右ο在正交實(shí)驗(yàn)中得出最佳工藝條件下，磷酸銨分解白鎢礦鎢分解率可達(dá)到98%以上。
正交實(shí)驗(yàn)中得出磷酸銨分解白鎢礦最佳工藝條件如下(1)磷酸銨用量為1. 8倍理論量，氨濃度為30g/l ；(2)溫度 200°C ；(3)保溫時(shí)間 1. 5 ；(4)液固比 2 1 3 1 ；(5)攪拌速度 250r/min。表2磷酸銨分解白鎢正交試驗(yàn)條件及結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種銨鹽分解白鎢礦的方法，其特征是使用磷酸銨、液氨作為分解劑，且磷酸銨用量彡1.8倍理論量，氨濃度彡30g/l，反應(yīng)溫度180 220°C，保溫時(shí)間1.5 5h，液固比 2 1 3 1，攪拌速度 250 450r/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種銨鹽分解白鎢礦的方法，其特征是最佳工藝條件是 磷酸銨用量為理論量的1.8倍，氨濃度30g/l，反應(yīng)溫度200°C，保溫時(shí)間1.5h，液固比 2:1-3: 1，攪拌速度 250r/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及白鎢礦的分解技術(shù)，具體講是采用磷酸銨+液氨分解白鎢礦的方法。本發(fā)明使用磷酸銨、液氨作為分解劑，且磷酸銨用量≥1.8倍理論量，氨濃度≥30g/l，反應(yīng)溫度180～220℃，保溫時(shí)間1.5～5h，液固比2∶1～3∶1，攪拌速度250～450r/min，實(shí)現(xiàn)了白鎢閉路循環(huán)冶煉和零排放，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C22B34/36GK102154547SQ20111006353
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者萬(wàn)林生, 習(xí)雪康, 代亞琦, 孫麗, 徐國(guó)鉆, 李紅超, 王忠兵, 趙立夫, 黃澤輝, 龔丹丹 申請(qǐng)人:崇義章源鎢業(yè)股份有限公司, 江西理工大學(xué)