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威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果

编辑:管理员    发布时间:2016/5/18 15:23:54

威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果

3. 1单柱实验

    在离子交换分离和提纯物质的过程中,最重要的是研究离子交换的基本性能,如所选树脂对溶液中目标离子的吸附性能、解吸性能、对存在于交换溶液中且与目标离子共存的离子分离效果等。在生产实践中通过改变吸附和解吸过程的工艺参数来改善树脂对离子的吸附和解吸性能。

    在单柱试验中,通过改变交换过程中吸附方式、吸附料液浓度、吸附料液碱度和交换接触时间这些因素,来观察树脂吸附钨的性能的变化,获得最佳的吸附效果;通过考察解吸方式、解吸剂的组成、解吸接触时间等因素的变化,观察其对解吸液中的钨酸钱的纯度和浓度的影响,获得最佳的效果;通过考察杂质的行为,分析了树脂在新工艺条件下分离杂质的能力。

单柱的条件实验采用单因素实验。在某次实验中将要考察的单因素在一定范围内变化,其余的实验条件固定。(威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果)

3.1.1钨吸附行为研究

离子交换吸附过程的行为可用流出曲线来表征,流出曲线是以交后液体积为横坐标,交后液中WO3浓度为纵坐标做出。流出曲线反映了在恒速条件下不同时刻流出液中离子浓度的变化规律。流出曲线的波形(斜率变化)、宽度(贯穿点至饱和点)及贯穿点出现的位置是表征交换体系中离子交换特点的三个参数。本节考察吸附方式、吸附料液浓度、吸附料液碱度和交换接触时间等因素对吸附过程的影响并选出了最佳的吸附条件。

3.1.1.1吸附方式对吸附的影响

    实验中配制WO3的浓度分别为18.68g/L17.02g/L的两种浓度不同吸附料液进行吸附,分别采用下行法和上行法。实验固定条件是吸附料液碱度,按WO3/NaOH≈3/1(质量比)左右的比例控制;吸附接触时间60min;洗涤过程采用下行法。洗水体积为350ml;解吸剂是采用2.5mol/L  NH3H2O的混合铵溶液;解吸采用下行法;解吸时间是60min。做钨的吸附流出曲线如图3


 

 

 

3-1中显示上行法吸附比下行法吸附的穿透点和饱和点出现的晚一些。计算出不同吸附方式下饱和吸附容量,计算结果见表3-l:

 

 

由表3-1可以看出上行法的饱和吸附容量比下行法要高很多。分析是当采用下行法时,吸附料液的密度比交后液密度大,树脂层中交换带不稳定,影响了交换的效果。新工艺的吸附接触方式采用上行法。

3.1.1.2吸附料液浓度对吸附的影响

    现在工业中的钨离子交换的吸附料液浓度过低只有1525L,需要大量的水冲稀,这严重影响了工厂的生产能力,减少水的消耗量是迫切需要解决的问题。在现行钨矿浸出的条件下,减少稀释倍数,就会提高离子交换法的生产能力。

    实验中配制料液中WO3浓度为可变条件,W03浓度分别是24.081, 42.406,62.845, 80.642102.1 g/L(实验编号是1, 2, 3, 4, 5) 5次实验的固定条件是吸附料液碱度按W03/NaOH-`}=3/1(质量比)左右的比例控制;吸附采用上行法;接触时间60min;洗涤过程采用下行法接收洗水350m1;解吸采用下行法;解吸剂是采用2.5mo1/L NH4HC03+lmol/L NH3}H20的混合溶液;解吸时间是60min。图3-2为不同料液浓度钨吸附流出曲线:(威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果)

 

 

从图3-2看出:实验1的贯穿点和饱和点出现的最晚,实验5的贯穿点和饱和点出现的最早。计算不同吸附料液浓度时的吸附量、解吸量和饱和吸附容量,结果见表3-2

    由表3-2可以看出:吸附量和解吸量略有差别,但在误差允许范围之内。由此可以得出,离子交换试验中物料是守衡的,而且树脂解吸的比较彻底。

综合表3-2和图3-2可以看出5组实验的饱和点按照浓度的大小依次出现,但是其饱和容量却是比较稳定。即是说当吸附料液WO3浓度在24g/L~102g/L之间时,树脂对钨的饱和容量稳定在105~115g/L  WO3之间。在实验考察的范围内,在采用上行法操作的情况下,新工艺对钨具有较强的吸附能力且吸附料液浓度对饱和吸附容量影响不大。因此新工艺可以大幅度的提高吸附料液WO3浓度至80~100gIL。另外单柱和串柱实验的吸附都是饱和吸附,树脂的吸附量和解吸量是一样的,由表3-2可看出解吸量基本相同,误差小。因此在以后的实验中饱和吸附容量根据解吸量来计算。

3.1.1.3料液碱度对吸附的影响

    钨矿浸出的粗钨酸钠溶液中经常含有或多或少碱,料液中游离碱浓度过大会出现与钨竞争交换的现象,影响钨的吸附效果,因此现行工艺要求NaOH<8g/L。如果碱的存在对离子交换能力没有影响,就会提高工艺对吸附料液的适应性,这将是很有实际意义的,而且新工艺料液中的碱经过交换后将是进入到交后液中,直接返回钨矿浸出过程中,就可以回收资源,节省成本。

    实验中可变条件是料液中NaOH的浓度,分别是20.162, 42.674, 65.823g/L实验固定条件是,吸附料液浓度为80g/L左右,吸附采用上行法,接触时间60min;洗涤过程采用下行法,洗水取350ml;解吸剂是采用2.5mol/L NH4HC03+1 mol/LNH3}H20的混合溶液,解吸采用下行法,解吸时间是60min。图3-3为不同料液浓度下的钨的吸附流出曲线:

从图3-3可以看出:随着吸附料液中NaOH度的增加,吸附流出曲线的贯穿点的出现时间相差不大,且曲线形状没有明显的变化。根据图3-3计算出不同料液NaOH浓度的饱和吸附容量结果如表3-3所示:

 

  从表3-3中可以看出:随着吸附料液碱度的提高,交换容量变化不大。综合图3-3和表3-3可以得出,在实验考察的范围内,吸附料液碱度对吸附过程没有明显的影响,料液NaOH度可达65g/L以上。现行工艺中当NaOH浓度由约10g/L上升到40g/L时,树脂的饱和容量下降约1/3,因此现行工艺要求NaOH浓度小于8g/L。新工艺中吸附料液的碱量不但可以适量的增大,而且料液中碱也可以回收再利用,不会浪费。新工艺对吸附料液的碱度适应性比现行的工艺要好。.

    1.1.4接触交换时间对吸附的影响

    接触交换时间是离子交换过程的重要操作指标,接触交换时间与钨的吸附效果和设备的生产能力有密切的关系。接触时间短,则料液流速大,循环周期小。设备的生产能力就会增大。(威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果)

    吸附接触时间分别为40min, 60min, 80min, 100min,固定其它条件如下:吸附料液浓度为80叭左右;吸附料液碱度按WO3/NaOH-}=3/1(质量比)左右的比例控制,吸附采用上行法;洗涤过程采用下行法,洗水体积为350m1;解吸剂是采用2.5mo1/L NH4HO3+lmoI/LNH3H20的混合溶液,解吸采用下行法,解吸时间是60min。图3-4为不同接触时间条件下的钨的吸附流出曲线。根据图3-4计算不同吸附接触时间的吸附量、解吸量和饱和容量结果如表3-4

3-4显示:不同交换接触时间下的离子交换流出曲线几乎是重叠。从表3-4中可以看出:随着吸附料液接触时间的变化,交换容量的变化不大。

 

    综合图3-4和表3-4可以看出,在实验考察范围内,交换接触时间对钨的吸附影响很小。这可能是由于吸附料液浓度较高,离子交换过程的传质速度加快,因此在实验考察的范围内可采用较快的流速,在缩短接触时间的同时,不影响吸附交换容量。这将大大提高离子交换设备的生产能力。

 

3. 1. 2钨解吸行为的研究

离子交换解吸过程的WO3行为可用解吸曲线来表征,解吸曲线是以解吸流出液体积为横坐标,解吸液中WO3浓度为纵坐标做出。解吸曲线反映了在恒速条件下不同时刻解吸液中离子浓度的变化规律。解吸曲线的波峰、解吸的难易、快慢、解吸过程是否彻底及是否存在拖尾的现象等是决定实验效果的重要参数。本节考察了解吸的方式,解吸接触时间,解吸剂的组成等因素对解吸效果的影响并选出了新工艺的最佳解吸条件。

3.1.2.1解吸方式对解吸的影响

    实验可变条件是解吸的接触方式,分别采用上行法和下行法,首先按以下条件吸附,吸附料液浓度为80L左右,吸附料液碱度按WO3/NaOH≈3/1(质量比)左右的比例控制,吸附采用上行法,接触时间60min;然后进行顶洗,顶洗过程采用下行法,洗水取350ml;解吸剂是采用2.5mol/L NH4HC03+1 mollLNH3Hz0的混合溶液,解吸时间是60min。图3-5为不同解析方式的钨的解吸曲线。

 

 

从图3-5可以看出上行法的解吸高峰液比下行法的高峰液中的W03浓度要低很多,而且上行法的拖尾现象比较严重,这样将对整个交换柱的生产周期起到了不利的影响。分析是解析过程中,解吸液的钨酸按溶液密度较大,扩散造成解吸带混乱,影响了解吸效果。所以解吸过程的接触方式采用下行法。

3.1.2.2解吸剂组成对钨解吸的影响

    解吸剂组成的考察分为两个过程,首先是进行碳酸氢钱浓度条件实验,然后是氨水的浓度条件实验。实验中在考察选择碳酸氢钱的浓度时,发现当解析剂中氨水的浓度小于0.5moI/L的时候,解吸过程会出现气泡和仲钨酸按沉淀,影响解吸的顺利进行。所以在考察碳酸氢钱的时候,也要加入适量的氨水。

  一碳酸氢按的浓度对解吸过程的影响

    实验中当解吸剂中碳酸氢钱的浓度小于2mo1/L氨水浓度大于O.Smol/L时,解析过程可以顺利的进行,但是解吸过程中解吸高峰液的WO:浓度不稳定且较低。分析是解吸剂中氨水与碳酸氢钱发生反应生成了碳酸钱,影响了解析效果。当碳酸氢按的浓度大于3mo1/L氨水浓度大于1 mollL时,解析过程可以顺利的进行,但是实验的解吸效果与采用2.5mo1/L的碳酸氢按解析效果基本上一样,分析是解吸剂中的碳酸氢钱开始大量分解。解吸剂宜选择2.5mol/LNHC03 0二氨水的浓度对解析过程的影响

  首先按以下条件进行吸附:吸附料液浓度为80L左右,吸附料液碱度按W03/NaOH } 3 / 1(质量)左右的比例控制,吸附采用上行法,接触时间60min;然后进行顶洗,顶洗过程采用下行法,洗水体积为350m1;解吸采用下行法,解吸时间是60min,解析剂的组成分别是:2.5mo1/L NH4HCO3+lmol/L NH3/H20,2.5moI/L  NH4HCO3+1.5mol/L NH3H2O、2.5mol/L NH4CO3+2mo1/L NH33H2O。图3-6为不同解吸剂组成时钨的解析曲线。

 

 

 

 

    从图3-6中可以看出:3次实验的解吸曲线均是高而窄,则解吸液中钨的浓度比较集中,没有明显的拖尾现象。从图还可以看出新工艺解吸高峰液中WO3浓度可以高到90g/L左右。计算3次实验的饱和吸附容量结果如表3-5

 

    由表3-5可以看出,实验中当解吸剂氨水的浓度变化时,3次实验的解吸量没有发生明显的变化。综合图3-6和表3-5可得出。实验2的解吸高峰液中WO3浓度最高,且解吸曲线较窄。实验3的氨水的量虽然增加了,但是高峰液却没有很明显的增加。分析可能是当氨水浓度增大时,氨水与NH4HC03反应生成困H4)}C03。对于强碱性树脂,HC03一对树脂的亲和力比CO32-强,降低了树脂上钨酸根离子的解吸效果。实验确定解吸剂组成为2.5mo1/L NH4CO3+ 1mol/LNH3H2O。

另外注意到新工艺解吸高峰液WO3的浓度小于现行工艺解吸高峰液WO3的浓度。不过新工艺的优势是,流出液中的钨酸按经过蒸发结晶生产APT后,结晶母液不需加另外的工序,可以直接返回钨矿浸出过程中,这样可以节省生产成本。

3.1.2.3接触时间对解吸的影响

    接触时间与钨的解吸效果和设备的生产能力有密切的关系。接触时间短,则解吸剂流速大,循环周期小,设备的生产能力就会增大。实验中控制树脂解吸接触时间分别为120 min60min, 2次试验固定条件是吸附料液浓度为80 g/L左右;吸附料液碱度按W03/NaOH-=3/1(质量)左右的比例控制;吸附采用上行法;接触时间60min;洗涤过程采用下行法,洗水体积为350ml;解吸剂是采用2.5mol/L NH4HC03+lmol/LNH3H2O的混合溶液;解吸采用下行法。图3-7为不同接触时间条件下钨的解吸流出曲线:

 

 

    从图3-7中可以看出:接触时间为120min的实验解吸高峰液W3浓度高一些,而且解吸拖尾现象比较轻一些,解吸完全时用的时间比较少,节省了解吸剂。计算实验的吸附量、解析量和饱和吸附容量,结果如表3-6:

 

 

    由表3-6看出:当接触时间不同时,吸附量和解吸量基本上平衡。综合图3-7和表3-6可以判断出延长解吸的接触时间有利于钨的解吸。3.1.3杂质在钨吸附、顶洗和解吸过程中的行为研究

    实验吸附料液中W03 82 gILNaOH-27.8 g/L, P 0.41 gIL, As 0.572 g/L,吸附采用上行法;接触时间60min;顶洗过程采用下行法,洗水体积为350m1;解吸剂是采用2.SmollLNHC03+1 moI/LNH3-O的混合溶液;解吸采用下行法;解吸时间是60min;实验吸附料液中含吸附和解吸样均为35m1取一次。实验结果如图3-8和图3-9所示:

 

    由图3-8为实验条件下钨、磷、砷的吸附流出曲线。由图3-8可以看出,在吸附过程中吸附料液中的杂质P, As先于钨穿透,随交后液排出。且随着交后液的体积逐渐增大。当树脂到达钨穿透点时,交后液中的杂质浓度接近料液中的浓度

 

 

    图3-9为钨的解吸曲线及解吸液中P, As的杂钨比的变化曲线。图3-9看出,P, As的杂钨比在解吸前期都是呈急剧下降趋势,说明P, As对树脂的亲和力远远小于W042",容易被解吸下来。将图分为三个区,A区中wo3浓度较低,杂质含量相对高,可以将此区溶液回收作为下次循环吸附料液,在交换过程中可将大部分杂质除去。B区用来结晶生产APT的。C区中w03浓度低,杂钨比低,可以考虑返回配制解吸剂。

    表3-7所示为杂质P, As在吸附过程和顶洗过程中排出的总量

 

 

    由表3-7可以看出实验的吸附和洗涤过程,可以除去大量的杂质,除P率为85%,除As率为91%0

    综合表3-7、图3-8和图3-9可以得出,新工艺吸附和洗涤过程可以除去大量的杂质,解吸高峰液中杂钨比很低。但是与现行离子工艺相比新工艺除杂效果稍差一些。

3. 1 .4单柱实验结论

本节进行了碳酸氢根型树脂离子交换法回收钨的试验。采用201-W树脂从钨矿碱浸出液中回收钨酸钠,并采用新的离子交换工艺,从理论和实践两方面分析考察了吸附料液的浓度、碱度和交换接触方式、接触时间对离子交换吸附过程的影响;还考察了解吸剂的组成,解吸交换方式、接触时间对离子交换解吸过程的影响;最后考察了杂质的行为。通过一系列的实验得出以下结论。

[1].采用上行法吸附方式,能维持高浓度钨料液吸附过程交换带的稳定,吸附料液W03浓度提高至801 00g/L,吸附容量还能维持在11 0g/L上下。

[2].当吸附料液的碱度升高时,吸附过程没有受到大的影响,新工艺对吸附料液的碱度适应性比现行工艺要好。

[3].在实验考察范围内,适当减少吸附接触时间,不会影响吸附交换容量。

[4].解吸过程采用下行法,提高了解吸过程的效率。

[5].解吸剂中的碳酸氢按的浓度越高越好,但是碳酸氢馁的溶解度随温度升高会逐渐减低。宜采用2.5mo1/L的碳酸氢按。

[6].解吸剂中氨水不能小于0.5 moll。否则解吸过程会出现气泡或仲钨酸钱沉淀。实验最终确定采用1 mo1lL的氨水。

[7].在实验的考察范围内,延长解吸接触时间至120min,有利于钨的解吸。

[8].实验采用新的离子交换工艺处理了含杂质的料液,得出除P率为85%,除As率为91%

[9].综合上述实验结论可以得出新工艺的优点:(1)吸附料液浓度增大到80~l00g/L,这样可以减少粗钨酸钠溶液的稀释倍数,节省成本。(2)交后液中有工业价值的苛性钠和碳酸根离子可以返回钨矿浸出过程。不会有浪费资源和危害环境的后顾之忧。(3)可以设想解吸液经过结晶生产APT后,

    也是可以返回的。新工艺的流程基本上可以形成一个封闭的循环过程。3. 2串柱实验

由于吸附料液的W03浓度比较高,单柱吸附过程中,达到穿透点停止进料后柱内仍有大量的钨酸根离子没有被吸附,而且顶洗过程中必然也会有大量钨损失。因此考虑采用串柱的方式,改进试验。串柱实验采用经过单柱考察获得最佳的操作条件进行试验。试验中吸附料液含WO3 73 g/L, OH- 24.4 g/L ,P 0.53 g/L ,As0.518 g/L;吸附采用上行法;接触时间60min;解吸过程采用单柱的下行法;解吸接触时间是60min;解吸剂是采用2.5mol/LNH4HCO3+1 mol/LNH3H2O的混合按溶液。串柱吸附实验的具体操作方法见第二章。

3. 2. 1串柱实验模拟料液的研究

3.2.1.1吸附交换容量和解吸曲线比较

    图3-10所示为单柱吸附和二柱串联吸附的解吸曲线对比情况,从吸附容量来看二者相差无几。事实上,当料液W03浓度足够高时,单柱达到穿透点(流出液WO3浓度0.1L左右)时,柱中残存的料液W03量足以使树脂吸附饱和。单柱吸附是饱和吸附,而此时部分钨量必随顶洗液流失,这部分钨量占到每柱吸附WO3投入量20%上下。采用串柱吸附的意义也就是吸附过程和顶洗过程基本上没有钨的损失。

 

 

 

3.2.1.2杂质行为的研究

(1)吸附过程

    在串柱吸附工艺中,每根树脂的吸附过程的结束标志是W03穿透,交后液中不含钨。以交后液的体积为横坐标,交后液中的杂质浓度为纵坐标。作图3-11

 

 

    由图3- 1可以看出,随着交后液体积增加交后液中的杂质浓度也逐渐增大。磷的流出曲线高度比砷的要高一些,即是说磷的亲和力要比砷小,优先被W 042交换下来。(威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果)

  计算出交后液和洗水中杂质的质量如表3-8

 

 

 

 

由表3-8可以看出吸附和顶洗过程除去了大量的杂质。P除杂率85--90%,砷除杂率有75%

(2)解吸过程比较

      图3-12所示为串柱实验钨的解吸曲线及解吸液中P, As的杂钨比的变化曲线:

 

 


 

 

    由图3-12看出,与单柱工艺一样,P, As等杂质相对钨的质量分数在解吸前期都是呈急剧下降趋势,说明P,As对树脂的亲和力远远小于W042",在解析过程中被优先交换下来。将图3-12分为三个区。AW03浓度较低,杂质很高,可以将此区溶液回收作为下次循环的吸附料液,在交换过程中可将大部分杂质除去。BW03浓度较高,杂质含量低,用于蒸发结晶生产APT o C区中W03浓度降低,杂钨比较低,可返回配制解吸剂。3.2.2串柱实验实际料液的研究

    本着理论与实践相结合的原则。用新工艺处理了来自某厂的生产料液以检验其适应性。原料溶液中含W03 75.23 gIL ,OH" 27.658 g/L , P 2.037 giL, As 9.19 g/L并含有较高的杂质硅等且未经除杂。吸附采用上行法,接触时间60min,解吸过程用下行法,接触时间60min。解吸剂是采用2.5mol/L NH4HC03+lmol/LNH3H20的混合按溶液。实验的具体操作条件和方法见第二章。

    分析实验吸附过程中所取样品的钨的浓度,根据数据处理方法计算出串柱吸附工艺树脂对钨的平均吸附容量为108.9g/L.,数值大小与单柱试验相符。

分析解吸过程中所取样品中磷、砷、钨的浓度,以解吸流出液体积为横坐标,

解吸流出液中杂质浓度与WO3浓度比值为纵坐标作图,结果如图3-13所示:

 

 

 

由图3-13可以看出,与图3-}2相似P, As等杂质相对钨的质量分数在解吸前期呈急剧下降趋势,在B区中,W03的浓度最高达到,且其中杂质含量很低。用于蒸发结晶生产APT

3.2.3串柱实验结论

由本章试验可以得出以下结论:

[1].串柱实验吸附和顶洗过程基本上没有钨损失,吸附交换容量与单柱试验相符,解吸曲线形状相似。

[2].串柱的吸附和顶洗过程可以除去绝大部分杂质,除杂率为P 85---90%, As75%

[3].新工艺基本上取得了预期的效果。

3. 3讨论与建议

    用HCO3-型强碱性阴离子树脂进行吸附,NH4HCO3+(NH4)2CO3混合钱溶液进行解析,采用新的离子交换工艺可以有效地从钨矿碱分解液中提取钨制取钨酸按溶液,在转型的同时能满意地除去磷、砷等杂质。综合考虑,对苛性钠浸出法分解钨矿来说,新工艺的流程图可以设计如图3-14。新工艺流程是一个封闭的过程,实现了流程中水的重复利用,最大程度的节省了水资源。流程中有一个淋洗除杂的工序,淋洗剂可以采用含碳酸氢根或碳酸根的溶液。流程中有一个结晶母液返回的工序,工业上用钨酸按生产APT的方法有三种:(1)蒸发结晶法。(2)中和法。(3)冷冻法。其中中和法会增加杂质,影响新工艺的循环周期;冷冻法由于其特点,主要用来制取W-Re, W Cu等成分均匀的复合粉末。实验推荐采用蒸发结晶,具体是否可行有待进一步验证。流程中有一个苛化工序,该工序有两个目的,其一是将主要成分为苏打和氢氧化钠的交后液和洗水转化为浸出所需的苛性钠溶液,回收了资源,节约了成本。其二是将工艺流程中不断积累的杂质磷、砷等形成渣排出,这样可以保持新工艺的物料进出平衡,提高新工艺的生产适应力。苛化过程反应为:

 

 

    一般说,苛化时并不需要将其中的Na2CO3完全转化为NaOH,因为对含钙黑钨矿或白钨矿来说苛性钠浸出时含有一定量的苏打有助于提高钨分解率。实际上,在苛化前或苛化后还应有一个浓缩工序,这样才能使系统得水量平衡,因为过程中产生的交后液和洗水的体积大于浸出所需体积,浓缩的方法可以是蒸发、电渗析,推荐用电渗析在苛化前进行浓缩。对苏打高压浸出法分解钨矿来说,也可组成类似的流程,它比苛性钠浸出法更为简单,无需苛化交后液和洗水,因为其中的苏打正是苏打高压浸出所需要的。

    由此可见无论是采用苛性钠浸出法或是苏打高压浸出法分解钨矿,用本研究所提出的新的离子交换法均能组成从钨矿到产品APT的闭路流程,过程中产生的交后液和洗水经适当处理后均可返回浸出同时可以尽量减少钨损失,APT结晶母液也可直接返回主流程而无需另设工序处理回收。

    本研究所提出的新工艺较现行离子交换和萃取法有着明显的优越性。回收了钨矿碱浸液中过剩碱并去掉了无机酸的消耗,因而大大节约了化学试剂的消耗并减少了三废的排出和提高了金属的回收率。相对于现行的离子交换法来说,新工艺的吸附料液WO3浓度可达80~100左右,远远高于现在的15~25g/L,这就大大降低了耗水量,新工艺还能回收料液中的过剩碱并没有现行离子交换法存在的有害废水处理这个负担很重的问题。现在国内三分之二的企业采用的是离子交换净化工艺,因此新工艺应该有很好的应用范围。

 

 

 

 

    当然,本研究所提出的HC仇一型强碱性阴离子树脂离子交换工艺也存在一些问题,首先是产生的钨酸按溶液中WO3浓度偏低,只有90g/L左右,而经典法、现行的离子交换法和萃取法生产的钨酸钱溶液WO3浓度一般均在200g/L以上,流出液中WO3浓度低,后续蒸发量就大,因而蒸发能耗也就高。流出液中WO3浓度低的另外一个潜在的问题是蒸发结晶时仲钨酸钱的过饱和度小,蒸发结晶产生的APT的粒度、形状等物理性能就可能难以符合要求,至于是否存在这个问题需要进一步的研究。解决高峰液WO3浓度低的最好办法是通过非蒸发手段对高峰液进行浓缩,这样即可减少蒸发能耗,又能解决APT物理性能问题。减压膜蒸馏法技术作为一种可以充分利用冶金生产过程中大量废热和余热资源的节能型技术,对减压膜蒸馏法深度脱除返担液中的易挥发性萃取剂MIBK、回收稀土冶金中稀土氯化物溶液中的高浓度氨氮及浓缩低浓度硫酸稀土溶液作过的广泛研究,取得的较好的试验结果。可以设想这种技术应用到浓缩钨酸按溶液上,也是可行的。当然这仅是一种设想,具体是否可行有待进一步研究。

    新工艺的另外一个问题是洗涤过程中洗水的量偏高。在我国现在主张节约用水的形势下,洗水的量高还要耗费资源。为此设计将流程中交后液中基本不含苏打和杂质的部分作为顶洗过程中的水,达到节约资源的目的。另外洗水量偏高,则返回浸出过程后系统水量不平衡,需要浓缩则会消耗能源。因此可以前半部分返回浸出过程,后半部分用于钨矿浸出液的稀释。洗水中的杂质在整个流程中会积累,最终会影响吸附效果。因此本研究提出在返回前增加一个苛化过程。减少杂质的积累,增加吸附料液的纯度,提高离子交换工艺的效率。

    新工艺没有除钥的作用,为此可以选用文献中先容的选择沉淀法除铝以及离子交换密实移动床一流化床除铝的方法。

从以上分析讨论可知,本研究所提出的HCO3一型强碱性阴离子树脂离子交换工艺较现行工艺有着明显的优点,虽然还存在着一些问题,但通过适当的措施均可以解决,因而该方法是一种非常有前途的提钨方法。

结论

本文针对现行钨湿法冶金离子交换工艺的吸附料液浓度过低,浪费资源且废水排放量大,以及交后液无法回收造成碱浪费和APT结晶母液回收困难的问题,研究了一种采用HCO3-型强碱性阴离子树脂进行吸附,NH4HCO3+(NH4)2CO3混合按溶液进行解吸的离子交换新工艺。研究结果证明新工艺在技术上是可行,新工艺能从钨矿碱浸出液中提取钨制取纯钨酸钱溶液,在转型的同时实现了磷、砷等杂质的分离,工艺流程短。通过研究可以得到以下结论:

[1]采用上行法吸附接触方式,吸附料液WO3浓度提高至80~100g/L,是传统方法的4~5倍,同时吸附容量还能维持在110g/L上下,交后液为浓度较高的碳酸钠溶液,经处理后可返回浸出。(威尼斯注册送28提取钨的湿法冶金工艺实验结果)

[2]新工艺可以适应的吸附料液碱度可达65g/L以上。与传统工艺相比,新工艺既保持了传统工艺的优点,又突破了对交前液浓度的限制,可在高的WO3浓度、高的NaOH浓度的条件下实现钨的吸附、净化和转型而且新工艺的碱可以返回钨矿浸出过程再利用,省去酸的消耗。

[3]在实验考察范围内,适当减少吸附接触时间,不会影响吸附饱和容量,这样可以减少生产循环周期,提高生产能力,另外,吸附料液的提高还能大幅度减小溶液储存体积以及降低溶液混合和输送能量消耗。

[4]解吸过程宜采用下行法,有利于钨的解吸;解吸剂最佳组成是采用2.5moI/LNH4HCO3+I mol/LNH3的混合溶液;延长解吸接触时间至120min,有利于钨的解吸。新工艺用单柱的方法处理了含P, As的配制料液,得除P率为85%,除As率为91%0[5]串柱吸附实验中基本上没有钨损失。采用新工艺处理了工业实际料液验证了结论.

    新工艺基本上解决了现行工艺的固有的弊端,实现钨湿法冶金的清洁生产。鉴于现在国内有三分之二的钨产品企业采用的是离子交换法生产工艺,因此新工艺应该有很好的应用范围。随着我国钨矿总储量的下降,尽早的实现循环和节省型生产模式是大家面临的共同任务。

 

 

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