[發明專利]一種磷硫混酸加壓分解白鎢礦的方法

有效

• 申請號: 201810331443.7
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108707765B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 趙中偉;陳星宇;李江濤;劉旭恒;何利華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B34/36
• 分類號: C22B34/36;C22B3/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明涉及一種磷硫混酸加壓分解白鎢礦的方法，其主要改進點為，在用磷酸和硫酸的混合酸從白鎢礦中提取鎢的過程中，對反應體系進行加壓處理，使其溫度高于100℃。本發明通過對磷硫提取白鎢礦的反應體系進行加壓高溫處理，可在保證鎢的提取率的情況下，減少磷酸和硫酸的添加量,省去硫酸鈣晶種的添加。而且本發明的方法與現有的不加壓的方法相比，依然具有分解率高、不產生危廢分解渣、分解成本低的優點。

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域金屬鎢的提取，具體涉及一種通過加壓分解白鎢礦的方法。

背景技術

中國的鎢資源儲量世界第一，其中白鎢礦占鎢資源儲量2/3以上，中國發明專201010605095.1、201010605107.0、201010605103.2、201010605110.2、201010605094.7提出了采用硫酸-磷酸協同分解鎢礦的新方法，高效的實現了白鎢礦的分解，為白鎢礦提供了一種全新的冶煉工藝。硫磷混酸在處理白鎢礦時有幾個優點：第一鎢礦是分解率高；第二是不產生危廢分解渣；第三是分解采用價格低廉的硫酸，分解成本低；第四是分解只需要在常壓條件下就能實現。一直以來，本課題組都是基于這幾大優點去分解鎢礦。

但是在實際采用硫磷混酸分解白鎢礦時，想要達到99％以上鎢的分解率，所采用的硫酸濃度為200～300g/L，磷酸濃度為100～250g/L，實際上酸濃度很高。即便是分解完成后得到濾液中硫酸和磷酸的濃度依然很高，提取完鎢后不能隨便中和排放。這樣將會導致大量酸的浪費，尤其是磷酸，從而增加鎢礦分解成本。因此，在工業生產中分解濾液提取完鎢后都是補加消耗的酸再返回浸出。當浸出液中雜質含量很高會影響鎢礦分解時，這種濾液將不能再循環需要開路處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種磷硫混酸加壓分解白鎢礦的方法，本發明的方法在用磷酸和硫酸的混合酸從白鎢礦中提取鎢的過程中，對反應體系進行加壓處理，使其溫度為110～250℃。

我們通過分析硫磷混酸協同浸出的原理可知，磷酸的加入僅作為鎢的絡合劑，而且1mol的磷就可以絡合12mol的鎢，因此磷酸的實際消耗很少，主要消耗的還是硫酸。雖然磷酸配位鎢的能力非常強，但是實際中還要消耗大量的磷酸。進一步通過分析可知，磷酸絡合鎢形成磷鎢雜多酸的反應過程動力學較慢，在常規分解條件下只有通過高濃度才能快速實現鎢向磷鎢雜多酸轉變，以此達到快速分解鎢礦的目的。因此，申請人考慮犧牲一些之前的優點來實現白鎢礦的高效分解，對反應主體系進行加壓處理，當加壓時，反應溫度可以突破常壓下的100℃，這時礦物分解反應過程動力學將會被強化，反應速率得到提高，進而降低分解過程對酸濃度的要求。

另外一方面，硫磷混酸進行白鎢礦分解時，想要達到高的分解率，控制反應固相產物硫酸鈣的晶型結構至關重要，只有生成的晶粒尺寸粗大硫酸鈣晶體才不會對白鎢礦粒包裹影響其分解。實際上，硫酸鈣的晶粒尺寸受溶液中硫酸根和磷酸根的濃度影響，硫酸和磷酸的濃度越高就會降低硫酸鈣的晶粒尺寸，不利于粗大晶體的形成，因此在常壓采用高濃度的酸進行處理的過程中通常需要添加硫酸鈣晶種。而本發明發現加壓溫度升高可以增加硫酸鈣的溶解度，從而降低硫酸鈣的過飽和度，使硫酸鈣結晶形核速率降低，有利于硫酸鈣晶體尺寸的長大，不需添加硫酸鈣即可形成晶粒尺寸粗大硫酸鈣晶體，從而有利于白鎢礦的高效分解。

優選的，所述白鎢礦中WO₃的品位為10～70％。

優選的，所述混合酸中，磷酸濃度為10～200g/L；

進一步優選的，磷酸的濃度為20～100g/L。上述低濃度的酸有利于生成晶粒尺寸粗大的硫酸鈣。

優選的，所述混合酸中，硫酸的濃度為10～500g/L；

進一步優選的，硫酸的濃度為50～200g/L。通過上述調整，有利于生成晶粒尺寸粗大的硫酸鈣。

作為酸濃度的優選組合，磷酸的濃度為40～80g/L,硫酸的濃度為80～140g/L。