[发明专利]一种分解钨精矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种分解钨精矿的方法。

背景技术

钨是重要的稀有高熔点金属，自然界的钨矿物中仅黑钨矿和白钨矿具有工业价值，我国钨资源储量中，白钨矿的基础储量占全国钨基础储量的70.4%，但由于白钨矿品位（WO₃含量）低，组成复杂，并多与其他金属伴生、不易开发利用等原因，自1907年以来我国开采的钨矿一直以黑钨为主，然而经过长时间开采，迄今我国黑钨矿资源已面临枯竭（张启修，赵秦生主编，《钨钼冶金》，北京冶金出版社，2005.9:47-49）；而在河南栾川，每年约浮选产出3万t低品位白钨精矿，这种低品位钨精矿仅约含20~30% WO₃，品位低，组成复杂，开发难度大，其中的有价元素未得到利用，这些品位较低且组成复杂的白钨精矿的开发和利用已刻不容缓。

钨矿物利用的第一阶段是钨矿物原料分解，国内外对钨矿物分解方法研究很多，有酸法和碱法两种经典方法，总体来看，工业上采用的主要有下列几种形式：苏打烧结-水浸出法、苛性钠浸出法、苏打高压浸出法和酸分解法，前三种属于碱分解法。

在碱分解法中，第一种苏打烧结-水浸出法，可处理黑钨精矿或低品位黑白钨混合矿，常采用反射炉或回转窑烧结生产，如南非英美有限公司（AACSA，Anglo American Corporation of South Africa Limited）提出的从含钨原料中回收钨的方法（EP0011475A1，1980.5.28公开），首先，将高品质白钨精矿或黑钨精矿在活性组分如碱金属氯化物、碱金属的碳酸盐或者其混合物存在下焙烧，焙烧温度500~800℃，第二步水洗，从焙烧产物中提取水溶性钨，该苏打烧结-水浸出法系统较复杂，能耗大，需要烟气处理，杂质浸出率高，回收率等指标低于各种湿法分解方法，在20世纪逐渐为苛性钠浸出法或苏打高压浸出法所取代；第二种苛性纳浸出法主要用于分解黑钨精矿，当加入碱金属氟化物、磷酸盐和碳酸盐作添加剂时也能用于分解白钨矿，可采用常压浸出和高压浸出，常压浸出时，苛性钠用量一般取理论量的1.6~6.0倍，采用高压搅拌浸出釜时，浸出温度一般为150~180℃，压力在0.5~1MPa，由于浸出液中含有大量游离氢氧化钠，必须进行钨碱分离后才能进入净化工序，如阿马克斯公司 (Amax Inc)提出的黑钨矿、白钨矿混合矿的联合碱压浸出法（US4,320,096，1982.3.16公开），采用苛性钠与碳酸钠混合碱，在180~310℃、压力14~100公斤/厘米²条件下分解提取混合矿中的钨，又如中科院化工冶金研究所 提出的含钙的钨矿物料的处理方法（86100031，1986.9.10公开），处理高钙黑钨精矿、含钙难选物料和钨细泥、白钨矿氨浸渣等黑钨矿与白钨矿的混合物料时，在氢氧化钠浸取液中添加磷酸盐或磷酸，浸出黑钨矿的同时，促使白钨矿也溶解，将其中钙转变成羟基磷酸钙沉淀，钨以钨酸钠形式进入溶液，常压下将黑钨矿与白钨矿同时浸出，其添加的磷酸盐包括钠盐、钾盐、铵盐及磷酸，再如宋善章提出一种分解白钨矿的方法（200410023187.3，2005.1.26公开），包括一次压煮和二次压煮两个步骤，一次压煮步骤是先将白钨矿和高氟的粗Na₂WO₄溶液加入搅拌压煮釜中，控制固液比(重量比)0.5～0.7，压煮温度160℃～180℃，压力0.5～0.8MPa，保温1小时排料，降温至70℃～80℃过滤，得到低氟的精Na₂WO₄溶液和一次滤渣，二次压煮步骤是将一次压煮的滤渣和理论量1.4～1.5倍的NaF一起加入压煮釜中进行压煮，压力0.8～1.0MPa，温度180℃～195℃，保温1～1.5小时排料，降温至70～80℃过滤，得到高氟的粗Na₂WO₄溶液，该方法中采用的分解试剂为NaF，能有效分解白钨矿，但低于100℃时矿粒表面生成CaF₂薄膜，阻碍反应进一步进行，分解温度必须控制在100℃以上；第三种苏打高压浸出法广泛用于处理白钨矿和低品位黑白钨混合矿及黑钨矿，浸出在180-310℃高温下进行，如阿马克斯公司 (Amax Inc)提出的白钨精矿苏打压煮浸出法（US4,351,808，1982.9.28公开），将白钨精矿和碳酸钠在高压釜中混合，在180~310℃高压浸煮，分解提纯白钨精矿；该苏打高压浸出法苏打耗量大，净化过程中需要大量酸去中和，并由此产生大量氯化钠或硫酸钠废液，加重环境负担。