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钨的离子交换无氨冶炼方法

355   编辑:中冶有色技术网   来源:赣南科技学院  
2024-10-21 15:06:34
权利要求

1.一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、动态吸附:将201×7U强碱性阴离子交换树脂置入模拟交换柱中,先用纯水对201×7U强碱性阴离子交换树脂浸泡24h,然后用0.5mol/L的盐酸溶液浸泡24h,浸泡完成后用清水洗涤,再将低浓度钨酸钠溶液置入模拟交换柱中进行动态吸附,最后用纯水进行洗涤,得到洗涤水Ⅰ,洗涤完成后吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进入下一个环节,洗涤水Ⅰ收集处理;

S2、无氨解吸:对步骤S1中吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进行动态解吸,解吸剂为氯化钠和氢氧化钠混合溶液,收集解吸液,得到高浓度钨酸钠溶液,进入下一个环节,解吸后的201×7U强碱性阴离子交换树脂经过纯水洗涤,进入下一个动态吸附周期循环利用,得到洗涤水Ⅱ,洗涤水Ⅱ收集处理;

S3、酸沉净化:将步骤S2中得到的高浓度钨酸钠溶液利用无机酸进行中和酸沉净化,中和酸沉净化完成后进行过滤和洗涤,得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ,滤液Ⅰ收集处理,滤渣Ⅰ进行三次搅拌洗涤得到滤渣Ⅳ,用双氧水对滤渣Ⅳ进行常温溶解,溶解完成后对溶解液进行加热至60℃~80℃,然后加入硫酸搅拌酸沉,搅拌速度为40r/min~60r/min,搅拌酸沉终点为溶液中硫酸浓度为1mol/L~2mol/L,搅拌酸沉完成后进行过滤,再用热纯水洗涤,洗涤后得到钨酸和洗涤水Ⅲ,再对钨酸进行烘干,进入下一个环节,酸沉净化结束后的酸沉母液和洗涤水Ⅲ收集处理;

S4、氧化焙烧:将步骤S3中得到的钨酸进行氧化焙烧,焙烧温度为650℃~750℃,焙烧时间为2h~5h,焙烧完成得到氧化钨粉。

2.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S1中模拟交换柱材质为有机玻璃,尺寸为φ4cm×60cm。

3.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S1中用纯水浸泡201×7U强碱性阴离子交换树脂时纯水液面超过树脂层2cm,用清水洗涤浸泡完成的201×7U强碱性阴离子交换树脂直至模拟交换柱出水pH值为5~7,动态吸附的终点为模拟交换柱中出水WO3浓度≥0.5g/L。

4.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S2中解吸剂里氯化钠浓度为180g/L~220g/L、氢氧化钠浓度为0.5g/L~5g/L。

5.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S2中按解吸液出液顺序,分三次收集解吸液,第一次收集树脂体积18%~22%当量的解吸液用于返回动态吸附,第二次收集树脂体积59%~61%当量的解吸液进入下一个环节,此次收集的解吸液为高浓度钨酸钠溶液,第三次收集树脂体积19%~21%当量的解吸液用于配制下一周期的解吸剂。

6.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S3中的中和酸沉净化过程中常温搅拌2h~3h,中和酸沉净化终点为溶液中无机酸浓度为2mol/L~4mol/L。

7.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S3中对滤渣Ⅰ进行三次搅拌洗涤的过程为:第一次搅拌洗涤,用无机酸作为洗涤剂,酸浓度为1mol/L~2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,滤液Ⅱ收集处理,滤渣Ⅱ进行第二次搅拌洗涤,此次搅拌洗涤依旧用无机酸作为洗涤剂,酸浓度为1mol/L~2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ收集处理,滤渣Ⅲ进行第三次搅拌洗涤,此次搅拌洗涤用热纯水作为洗涤剂,洗涤液固质量比为3:1~5:1,搅拌洗涤1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅳ和滤渣Ⅳ,滤液Ⅳ收集处理,三次搅拌的速度均为40r/min~60r/min。

8.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S3中用双氧水对滤渣Ⅳ进行常温溶解时,液固质量比为1:1~3:1,溶解时间为1h~3h。

9.根据权利要求1所述的一种钨的离子交换无氨冶炼方法,其特征在于,步骤S3中无机酸为盐酸或硫酸或硝酸。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及钨的冶炼技术领域,具体涉及一种钨的离子交换无氨冶炼方法。

背景技术

[0002]APT(仲钨酸铵)作为钨冶炼过程中的关键中间产品,其生产方法多样,主要包括以下几种路径:首先,通过氢氧化钠分解后进行离子交换,接着使用铜盐进行除钼处理,最终通过蒸发结晶得到产品。另一种方法是碳酸钠分解后进行净化除杂,然后利用硫化酸沉淀法去除钼,同样以蒸发结晶作为最终步骤。第三种路径涉及碳酸钠分解,随后通过碱性萃取,结合铜盐或树脂吸附技术去除钼,最后同样以蒸发结晶结束。此外,还有通过酸分解、碱溶,再通过离子交换、酸性萃取或碱性萃取进行除杂,最后通过蒸发结晶得到APT。然而,这些制备过程中不可避免地需要引入氨水或铵盐,导致氨氮污染物的产生。特别是在废水和废气中,氨的存在增加了资源化利用的难度,并带来了较高的治理成本。这些问题严重制约了钨冶炼行业向更加环保和可持续的方向发展。

[0003]为了解决钨冶炼氨氮污染治理难题,研究者们开拓了多种工艺,取得了显著的进步,但同时也还存在一些不足。其中,废水蒸馏脱氨法首先将含氨废水pH值利用氢氧化钠或者氧化钙、氢氧化钙等调为≥13,再通过蒸汽加热,使废水中的氨优先转化为气态氨的形式,实现从废水中脱离,最终通过冷凝,将氨转化为氨水,实现氨的循环利用,该工艺在处理较高浓度的氨氮废水时,优势较为明显,在处理低浓度氨氮废水时,则存在能耗高,碱用量大的缺点。MAP沉淀法则利用磷酸盐(磷酸三钠、磷酸氢钠等)和镁盐(氯化镁、硫酸镁等),与废水中的氨形成磷酸铵镁盐沉淀,实现氨的脱除,该工艺引入磷酸盐,脱氨的同时,带来了新的污染问题,另外沉氨剂消耗量较大,使得成本较高。次氯酸钠/高氯酸钠/高氯酸钙氧化法,适合处理低浓度的氨氮废水,但会引入氯酸根,使得现场环境差,容易出现氯气中毒现象。含氨废气冷凝-吸收法,利用换热器,将含氨废气先冷凝,制备成低浓度氨水(低浓度氨水可返回蒸馏,制备高浓度氨水),再利用水淋洗-酸淋洗,实现废气中氨氮的脱除,该工艺脱氨效果较好,但存在淋洗液量较大,碱消耗高的问题。

[0004]综上可知,钨冶炼通过制备APT再得到氧化钨这一路径,引入了铵盐或者氨水,造成冶炼过程存在氨氮污染物扩散的问题,虽然经过持续的技术攻坚,目前已经取得了显著的治理效果,但依旧存在治理成本高、未从源头上解决氨氮污染物外逸风险的问题。

发明内容

[0005]针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种钨的离子交换无氨冶炼方法,包括以下步骤:

S1、动态吸附:将201×7U强碱性阴离子交换树脂置入模拟交换柱中,先用纯水对201×7U强碱性阴离子交换树脂浸泡24h,然后用0.5mol/L的盐酸溶液浸泡24h,浸泡完成后用清水洗涤,再将低浓度钨酸钠溶液置入模拟交换柱中进行动态吸附,最后用纯水进行洗涤,得到洗涤水Ⅰ,洗涤完成后吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进入下一个环节,洗涤水Ⅰ收集处理;

S2、无氨解吸:对步骤S1中吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进行动态解吸,解吸剂为氯化钠和氢氧化钠混合溶液,收集解吸液,得到高浓度钨酸钠溶液,进入下一个环节,解吸后的201×7U强碱性阴离子交换树脂经过纯水洗涤,进入下一个动态吸附周期循环利用,得到洗涤水Ⅱ,洗涤水Ⅱ收集处理;

S3、酸沉净化:将步骤S2中得到的高浓度钨酸钠溶液利用无机酸进行中和酸沉净化,中和酸沉净化完成后进行过滤和洗涤,得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ,滤液Ⅰ收集处理,滤渣Ⅰ进行三次搅拌洗涤得到滤渣Ⅳ,用双氧水对滤渣Ⅳ进行常温溶解,溶解完成后对溶解液进行加热至60℃~80℃,然后加入硫酸搅拌酸沉,搅拌速度为40r/min~60r/min,搅拌酸沉终点为溶液中硫酸浓度为1mol/L~2mol/L,搅拌酸沉完成后进行过滤,再用热纯水洗涤,洗涤后得到钨酸和洗涤水Ⅲ,再对钨酸进行烘干,进入下一个环节,酸沉净化结束后的酸沉母液和洗涤水Ⅲ收集处理;

S4、氧化焙烧:将步骤S3中得到的钨酸进行氧化焙烧,焙烧温度为650℃~750℃,焙烧时间为2h~5h,焙烧完成得到氧化钨粉。

[0006]进一步,步骤S1中模拟交换柱材质为有机玻璃,尺寸为φ4cm×60cm。

[0007]进一步,步骤S1中用纯水浸泡201×7U强碱性阴离子交换树脂时纯水液面超过树脂层2cm,用清水洗涤浸泡完成的201×7U强碱性阴离子交换树脂直至模拟交换柱出水pH值为5~7,动态吸附的终点为模拟交换柱中出水WO3浓度≥0.5g/L。

[0008]进一步,步骤S2中解吸剂里氯化钠浓度为180g/L~220g/L、氢氧化钠浓度为0.5g/L~5g/L。

[0009]进一步,步骤S2中按解吸液出液顺序,分三次收集解吸液,第一次收集最先流出的树脂体积18%~22%当量的解吸液,此时的解吸液中钨酸纳浓度较低,收集后返回步骤S1动态吸附中,第二次收集其后流出的树脂体积59%~61%当量的解吸液,此时收集的解吸液为高浓度钨酸钠溶液,进入下一个环节,第三次收集最后流出的树脂体积19%~21%当量的解吸液,此时的解吸液中钨酸纳浓度也较低,收集后用于配制下一周期的解吸剂。

[0010]进一步,步骤S3中的中和酸沉净化过程中常温搅拌2h~3h,中和酸沉净化终点为溶液中无机酸浓度为2mol/L~4mol/L。

[0011]进一步,步骤S3中对滤渣Ⅰ进行三次搅拌洗涤的过程为:第一次搅拌洗涤,用无机酸作为洗涤剂,酸浓度为1mol/L~2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,滤液Ⅱ收集处理,滤渣Ⅱ进行第二次搅拌洗涤,此次搅拌洗涤依旧用无机酸作为洗涤剂,酸浓度为1mol/L~2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ收集处理,滤渣Ⅲ进行第三次搅拌洗涤,此次搅拌洗涤用热纯水作为洗涤剂,洗涤液固质量比为3:1~5:1,搅拌洗涤1h,搅拌洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅳ和滤渣Ⅳ,滤液Ⅳ收集处理,三次搅拌的速度均为40r/min~60r/min。

[0012]进一步,步骤S3中用双氧水对滤渣Ⅳ进行常温溶解时,液固质量比为1:1~3:1,溶解时间为1h~3h。

[0013]进一步,步骤S3中无机酸为盐酸或硫酸或硝酸。

[0014]与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

1.通过动态吸附,利用201×7U强碱性阴离子交换树脂,将低浓度钨酸钠溶液中的WO42-从溶液转移至固态树脂上,实现杂质元素的脱除,再以氯化钠和氢氧化钠为无氨解吸剂,得到高浓度的钨酸钠溶液,依托无机酸酸沉净化,配合洗涤,制备得到高纯钨酸,最后通过氧化焙烧,制备成氧化钨粉,该方法通过无氨工艺,不用通过制备中间体APT再得到氧化钨,从根本上杜绝了氨氮污染物的产生,有效避免了氨氮在冶炼过程中的扩散,显著降低了氨氮污染物的治理难度和成本,为钨冶炼行业的绿色转型提供了有力支持。

[0015]2.在无氨解吸过程中分三次收集解吸液,第二次收集的具有高浓度钨酸纳的解吸液用于进入下一工艺,而第一次和第三次收集的钨酸纳浓度较低的解吸液则用于返回上一步骤使用和用于制备下一周期的解吸剂,改方式显著降低了原材料的消耗和生产成本。这种资源的循环利用策略,不仅提高了生产过程的可持续性,而且减少了对环境的影响。同时酸沉净化环节结束后的酸沉母液可以通过氢氧化钠调pH值,也可用于制备下一周期的解吸剂,整体实现了绿色化学和循环经济的设计理念。

附图说明

[0016]为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施方式,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0017]图1是本发明实施例的钨的离子交换无氨冶炼方法流程图。

具体实施方式

[0018]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述,以进一步阐述本发明,显然,所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的样式。

[0019]实施例一:如图1所示,此实施例的钨的离子交换无氨冶炼方法流程包括以下步骤:

S1、动态吸附:量取280ml的201×7U强碱性阴离子交换树脂,装入模拟交换柱中(模拟交换柱材质为有机玻璃,尺寸为φ4cm×60cm,树脂层高度为40cm),对树脂先进行纯水浸泡24h,浸泡时液面超过树脂层2cm,然后用0.5mol/L的盐酸溶液浸泡24h,浸泡完成后用2000ml清水洗涤,洗涤至交换柱出水pH值为5.0即可。利用蠕动泵将配制好的低浓度钨酸钠溶液(WO3 21.31g/L,NaOH 5.76g/L)泵入模拟交换柱中进行动态吸附,控制流量3ml/min,当模拟交换柱中出水WO3浓度≥0.5g/L时停止吸附,此时泵入模拟交换柱的低浓度钨酸钠溶液体积为2200ml,动态吸附完成,然后进入洗涤工序,用2000ml纯水进行洗涤,洗涤水流量5ml/min,洗涤完成后,得到洗涤水Ⅰ,将动态吸附出水和洗涤水Ⅰ混合后,量得体积为4125ml,取样测得WO3浓度为0.11g/L,则总吸附的WO3为46.43g,吸附率为99.04%,吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进入下一个环节。

[0020]S2、无氨解吸:对步骤S1中吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进行动态解吸,解吸剂为氯化钠和氢氧化钠混合溶液,其中氯化钠浓度为195.71g/L,氢氧化钠浓度为4.5g/L,控制泵入解吸剂流量为2ml/min,加入总的解吸剂的体积为180ml,按解吸液出液顺序分三次收集解吸液,第一次收集体积为50ml,WO3浓度为3.20g/L,WO3浓度较低,收集后返回动态吸附,第二次收集体积为170ml,WO3浓度为245.13g/L,WO3浓度高,为高浓度钨酸钠溶液,进入酸沉净化环节,第三次收集体积为50ml,WO3浓度为3.45g/L,WO3浓度较低,收集后用于配制下一周期的解吸剂,总的解吸率为90.47%,解吸后的201×7U强碱性阴离子交换树脂经过纯水洗涤,进入下一个动态吸附周期循环利用,得到洗涤水Ⅱ,洗涤水Ⅱ收集处理。

[0021]S3、酸沉净化:将步骤S2中得到的高浓度钨酸钠溶液(二段解吸液),利用盐酸进行中和酸沉净化,加入盐酸酸沉终点为酸浓度到4mol/L,常温搅拌2h,酸沉完成,进行过滤和洗涤,得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ。酸沉滤液Ⅰ收集处理,滤渣Ⅰ进行3次搅拌洗涤。第一次洗涤,用盐酸溶液作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,滤液Ⅱ收集处理,滤渣Ⅱ进行第二次洗涤,此次洗涤用盐酸作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ收集处理,滤渣Ⅲ进行第三次洗涤,此次洗涤用热纯水洗涤,洗涤液固质量比为5:1,搅拌洗涤1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅳ和滤渣Ⅳ,滤液Ⅳ收集处理,滤渣Ⅳ用双氧水常温溶解,液固质量比为3:1,溶解时间为3h,溶解完成后对溶解液进行加热至80℃,然后加入硫酸搅拌酸沉,酸沉终点为溶液中硫酸浓度到2mol/L,酸沉完成后进行过滤,再用热纯水洗涤,洗涤后得到钨酸和洗涤水Ⅲ,再对钨酸进行烘干,进入下一个环节,酸沉净化结束后的酸沉母液和洗涤水Ⅲ收集处理。

[0022]S4、氧化焙烧:将步骤S3中得到的钨酸进行氧化焙烧,焙烧温度为750℃,焙烧时间为5h,焙烧完成得到氧化钨粉,对氧化钨粉进行制样,再利用直读光谱仪,分析氧化钨粉中各杂质元素的含量,结果为:Na 8.0 ppm、K 7.0 ppm、Mg 0.62 ppm、Al 4.47 ppm、Si 0.58ppm、Ca 5.12 ppm、Ti 4.26 ppm、V 2.42 ppm、Mn 0.27 ppm、Fe 3.69 ppm、Co 0.19 ppm、Ni0.93 ppm、Cu 1.0 ppm、As 3.85 ppm、Mo 6.0 ppm、Cd 1.07 ppm、Cr 5.79 ppm、Sn 2.1ppm、Sb 1.90 ppm、Pb 0.2 ppm、Bi 0.47 ppm、P 4.0 ppm,杂质元素总含量<50ppm,说明本实施例获得的氧化钨粉的质量超过国家标准的质量要求。

[0023]实施例二:此实施例的钨的离子交换无氨冶炼方法流程与实施例一的一样,具体工艺参数为:

S1、动态吸附:量取280ml的201×7U强碱性阴离子交换树脂,装入模拟交换柱中(模拟交换柱材质为有机玻璃,尺寸为φ4cm×60cm,树脂层高度为40cm),对树脂先进行纯水浸泡24h,浸泡时液面超过树脂层2cm,然后用0.5mol/L的盐酸溶液浸泡24h,浸泡完成后用2000ml清水洗涤,洗涤至交换柱出水pH值为5.0即可。利用蠕动泵将配制好的低浓度钨酸钠溶液(WO3 15.24g/L,NaOH 5.06g/L)泵入模拟交换柱中进行动态吸附,控制流量3ml/min,当模拟交换柱中出水WO3浓度≥0.5g/L时停止吸附,此时泵入模拟交换柱的低浓度钨酸钠溶液体积为3000ml,动态吸附完成,然后进入洗涤工序,用2000ml纯水进行洗涤,洗涤水流量5ml/min,洗涤完成后,得到洗涤水Ⅰ,将动态吸附出水和洗涤水Ⅰ混合后,量得体积为4910ml,取样测得WO3浓度为0.10g/L,则总吸附的WO3为45.23g,吸附率为98.93%,吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进入下一个环节。

[0024]S2、无氨解吸:对步骤S1中吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进行动态解吸,解吸剂为氯化钠和氢氧化钠混合溶液,其中氯化钠浓度为211.32g/L,氢氧化钠浓度为5.0g/L,控制泵入解吸剂流量为2ml/min,总的解吸剂的体积为180ml,按解吸液出液顺序分三次收集解吸液,第一次收集体积为50ml,WO3浓度为2.30g/L,WO3浓度较低,收集后返回动态吸附,第二次收集体积为170ml,WO3浓度为262.11g/L,WO3浓度高,为高浓度钨酸钠溶液,进入酸沉净化环节,第三次收集体积为50ml,WO3浓度为2.87g/L,WO3浓度较低,收集后用于配制下一周期的解吸剂,总的解吸率为99.09%,解吸后的201×7U强碱性阴离子交换树脂经过纯水洗涤,进入下一个动态吸附周期循环利用,得到洗涤水Ⅱ,洗涤水Ⅱ收集处理。

[0025]S3、酸沉净化:将步骤S2中得到的高浓度钨酸钠溶液(二段解吸液),利用盐酸进行中和酸沉净化,加入硝酸酸沉终点为酸浓度到3mol/L,常温搅拌3h,酸沉完成,进行过滤和洗涤,得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ。酸沉滤液Ⅰ收集处理,滤渣Ⅰ进行3次搅拌洗涤。第一次洗涤,用硝酸溶液作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,滤液Ⅱ收集处理,滤渣Ⅱ进行第二次洗涤,此次洗涤用硝酸作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ收集处理,滤渣Ⅲ进行第三次洗涤,此次洗涤用热纯水洗涤,洗涤液固质量比为4:1,搅拌洗涤1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅳ和滤渣Ⅳ,滤液Ⅳ收集处理,滤渣Ⅳ用双氧水常温溶解,液固质量比为4:1,溶解时间为3h,溶解完成后对溶解液进行加热至70℃,然后加入硫酸搅拌酸沉,酸沉终点为溶液中硫酸浓度到2mol/L,酸沉完成后进行过滤,再用热纯水洗涤,洗涤后得到钨酸和洗涤水Ⅲ,再对钨酸进行烘干,进入下一个环节,酸沉净化结束后的酸沉母液和洗涤水Ⅲ收集处理。

[0026]S4、氧化焙烧:将步骤S3中得到的钨酸进行氧化焙烧,焙烧温度为700℃,焙烧时间为5h,焙烧完成得到氧化钨粉,对氧化钨粉进行制样,再利用直读光谱仪,分析氧化钨粉中各杂质元素的含量,结果为:Na 9.0 ppm、K 8.0 ppm、Mg 0.85 ppm、Al 4.86 ppm、Si 1.32ppm、Ca 5.89 ppm、Ti 4.11 ppm、V 4.62 ppm、Mn 0.68 ppm、Fe 5.06 ppm、Co 0.43 ppm、Ni0.77 ppm、Cu 3.5 ppm、As 3.10 ppm、Mo 9.0 ppm、Cd 1.57 ppm、Cr 4.69 ppm、Sn 3.91ppm、Sb 1.87 ppm、Pb 0.44 ppm、Bi 0.62 ppm、P 6.0 ppm,杂质元素总含量<50ppm,说明本实施例获得的氧化钨粉的质量超过国家标准的质量要求。

[0027]实施例三:此实施例的钨的离子交换无氨冶炼方法流程与实施例一的一样,具体工艺参数为:

S1、动态吸附:量取280ml的201×7U强碱性阴离子交换树脂,装入模拟交换柱中(模拟交换柱材质为有机玻璃,尺寸为φ4cm×60cm,树脂层高度为40cm),对树脂先进行纯水浸泡24h,浸泡时液面超过树脂层2cm,然后用0.5mol/L的盐酸溶液浸泡24h,浸泡完成后用2000ml清水洗涤,洗涤至交换柱出水pH值为5.0即可。利用蠕动泵将配制好的低浓度钨酸钠溶液(WO3 18.01g/L,NaOH 3.26g/L)泵入模拟交换柱中进行动态吸附,控制流量2ml/min,当模拟交换柱中出水WO3浓度≥0.5g/L时停止吸附,此时泵入模拟交换柱的低浓度钨酸钠溶液体积为2550ml,动态吸附完成,然后进入洗涤工序,用2000ml纯水进行洗涤,洗涤水流量5ml/min,洗涤完成后,得到洗涤水Ⅰ,将动态吸附出水和洗涤水Ⅰ混合后,量得体积为4460ml,取样测得WO3浓度为0.08g/L,则总吸附的WO3为45.57g,吸附率为99.23%,吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进入下一个环节。

[0028]S2、无氨解吸:对步骤S1中吸附饱和的201×7U强碱性阴离子交换树脂进行动态解吸,解吸剂为氯化钠和氢氧化钠混合溶液,其中氯化钠浓度为218.67g/L,氢氧化钠浓度为4.69g/L,控制泵入解吸剂流量为2ml/min,总的解吸剂的体积为180ml,按解吸液出液顺序分三次收集解吸液,第一次收集体积为50ml,WO3浓度为3.05g/L,WO3浓度较低,收集后返回动态吸附,第二次收集体积为170ml,WO3浓度为264.79g/L,WO3浓度高,为高浓度钨酸钠溶液,进入酸沉净化环节,第三次收集体积为50ml,WO3浓度为2.65g/L,WO3浓度较低,收集后用于配制下一周期的解吸剂,总的解吸率为99.41%,解吸后的201×7U强碱性阴离子交换树脂经过纯水洗涤,进入下一个动态吸附周期循环利用,得到洗涤水Ⅱ,洗涤水Ⅱ收集处理。

[0029]S3、酸沉净化:将步骤S2中得到的高浓度钨酸钠溶液(二段解吸液),利用硫酸进行中和酸沉净化,加入硫酸酸沉终点为酸浓度到4mol/L,常温搅拌2h,酸沉完成,进行过滤和洗涤,得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ。酸沉滤液Ⅰ收集处理,滤渣Ⅰ进行3次搅拌洗涤。第一次洗涤,用硫酸溶液作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ,滤液Ⅱ收集处理,滤渣Ⅱ进行第二次洗涤,此次洗涤用硫酸作为洗涤剂,酸浓度为2mol/L,洗涤液固质量比为1:1,搅拌洗涤时间1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ收集处理,滤渣Ⅲ进行第三次洗涤,此次洗涤用热纯水洗涤,洗涤液固质量比为4:1,搅拌洗涤1h,洗涤完成后进行过滤,得到滤液Ⅳ和滤渣Ⅳ,滤液Ⅳ收集处理,滤渣Ⅳ用双氧水常温溶解,液固质量比为5:1,溶解时间为3h,溶解完成后对溶解液进行加热至60~80℃,然后加入硫酸搅拌酸沉,酸沉终点为溶液中硫酸浓度到2mol/L,酸沉完成后进行过滤,再用热纯水洗涤,洗涤后得到钨酸和洗涤水Ⅲ,再对钨酸进行烘干,进入下一个环节,酸沉净化结束后的酸沉母液和洗涤水Ⅲ收集处理。

[0030]S4、氧化焙烧:将步骤S3中得到的钨酸进行氧化焙烧,焙烧温度为650℃~750℃,焙烧时间为4h,焙烧完成得到氧化钨粉,对氧化钨粉进行制样,再利用直读光谱仪,分析氧化钨粉中各杂质元素的含量,结果为:Na 5.0 ppm、K 4.0 ppm、Mg 0.53 ppm、Al 3.25 ppm、Si 0.41 ppm、Ca 3.25 ppm、Ti 2.28 ppm、V 2.81 ppm、Mn 0.31 ppm、Fe 3.15 ppm、Co0.22 ppm、Ni 0.45 ppm、Cu 1.2 ppm、As 2.49 ppm、Mo 5.0 ppm、Cd 0.96 ppm、Cr 3.38ppm、Sn 2.57 ppm、Sb 1.34 ppm、Pb 0.23 ppm、Bi 0.32 ppm、P 3.0 ppm,杂质元素总含量<50ppm,说明本实施例获得的氧化钨粉的质量超过国家标准的质量要求。

[0031]以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节,而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将上述具体实施方式看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0032]此外,应当理解,虽然本说明书按照各实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

说明书附图(1)

声明:
“钨的离子交换无氨冶炼方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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