[发明专利]钨和钒分离有效

专利信息
申请号: 201680039739.0 申请日: 2016-06-03
公开(公告)号: CN107922994B 公开(公告)日: 2019-07-16
发明(设计)人: S.拉姆普拉萨德;A.费恩斯 申请(专利权)人: 克里斯特尔美国有限公司
主分类号: C22B3/26 分类号: C22B3/26;C22B34/22;C22B34/36
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 麦振声;罗文锋
地址: 美国马*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 分离
【说明书】:

本文描述分离钨的方法,具体地讲,分离钨和钒的方法。方法一般可包括用适用于五价钒还原成一种或多种较低钒氧化态的还原剂在水溶液中处理含钨物质,使得钨可更容易地从钒分离,例如,通过溶剂萃取。在某些实施方案中,本文公开方法可提供足够纯度用于工业用途的钨、钒或钨和钒二者。

发明领域

本发明涉及从不同源分离钨的方法,具体地讲,涉及在钒存在下分离钨。本发明进一步涉及用这些方法得到具有高纯度的经纯化含钨组合物(商品级钨组合物)。

发明背景

钨是用于制造例如烧结碳化物的重要商业材料,烧结碳化物可用于金属、木材、复合材料、塑料和陶瓷的成形,并可用于采矿和建筑业。钨也用作可用于钢生产的成合金材料的元素。钨也用于例如照明灯丝、电极、电和电子触点、线和金属片的应用。对于这些工业应用,所需的主要商业中间体为仲钨酸铵,由此通常得到钨并转化成用于各种应用的形式。

同样,钒也是已知用于制造防锈弹簧和高速工具钢的重要商业材料。已知五氧化二钒(V2O5)用于陶瓷、用作催化剂和用于制造超导磁体,并且硫酸氧钒和偏钒酸钠已用作膳食补充剂。

存在很多天然钨源,然而,在这些源中,一般发现钨与一种或多种其它金属结合。例如,一般发现钨在矿中为黑钨矿(铁和锰的钨酸盐)和白钨矿(天然钨酸钙)形式。也已知很多二次钨源,例如,来自循环用过的钨基材料,如废催化剂、金属工具、灯丝等。从这些和其它源分离钨,具体地讲,从其它金属分离钨,是用这些源得到钨的限制因素。

例如,从钼分离钨已引起相当注意。参见例如授予Kurtak的美国专利3,158,438、授予Chiola等的美国专利3,607,008、授予Zelikman等的美国专利3,969,478、授予Ozensoy等的美国专利4,275,039和授予Beckstead等的美国专利4,328,190,所述专利通过引用结合到本文中。可能阻止从不同源分离钨的另一种杂质是钒,然而,对分离钨和钒报告的方法很少。已知的少数方法包括沉淀方法,用于从包含钨和钒的混合物选择性去除钨。见Luo等,Minerals Engineering 16:665-670 (2003); Luo等, Hydrometallurgy 72(1-2):1-8(2004);和授予Kiyosawa等的美国专利申请公布2013/0283975,这些参考文献全文通过引用结合到本文中。分离钨和钒的一种方法包括钒(V)在溶液中电还原成钒(IV),随后使溶液中的钨吸附到选择性树脂,保留钨和洗脱钒。参见Durisova, Sep. Sci. Tech. 44, 12:2750-2760 (1999),其通过引用结合到本文中。已知方法一般提供低选择性,需要长反应时间,和/或只应用于具有低金属浓度的材料,使它们对很多应用有应用性限制。

有利提供从包含钒的混合物分离钨(即,分离钨和钒)的有效方法,具体地讲,跨宽范围金属浓度适用的方法。这些方法的环境和可持续性益处不仅扩展到回收可循环进入可用产品的钨和钒,而且减小对于矿石必须提取的钨和钒的量,并再循环用于氮氧化物/NOx还原的催化剂(deNOx催化剂),否则其将要处置填埋。

发明概述

本公开提供分离钨的方法,具体地讲,分离钨和钒的方法。方法一般可包括用适用于五价钒还原成较低氧化态(例如,包括但不限于还原成四价钒)的还原剂处理在水溶液中的含钨物质。在某些实施方案中,本文公开方法可提供对于商业用途足够纯度的钨、钒或钨和钒二者。

在本发明的一个方面提供一种分离钒和钨的方法,该方法包括:提供包含钒和钨的水溶液;用能够还原五价钒的还原剂处理水溶液,即,还原五价钒(例如,还原成四价钒)的还原剂;使水溶液与有机溶剂混合,以形成负载的有机层和水性萃余液;并从水性萃余液分离负载的有机层,其中水性萃余液包含水溶液中约50%重量或更多的钒,且负载的有机层包含水溶液中约50%重量或更多的钨。

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