专利名称：一种分解钨矿物提取钨的方法
技术领域：
本发明属于钨矿物提取钨领域，具体涉及一种分解钨矿物提取钨的方法。
背景技术：
碱浸法常用来分解黑钨，中国专利CN85100350提出了采用加压热磨反应器处 理钨矿提取钨的方法，该法彻底改变了氢氧化钠不能分解白钨矿的看法，它主要是在加 压热磨反应器内充分利用磨矿过程对物料机械活化作用、对矿粒表面生成物膜的剥离作 用和对矿粒的破碎作用而为反应创造巨大的推动力，再加上适当的温度就能使矿物分解 率达98%以上。这种方法的不足之处在于其设备需专门设计加工，结构较复杂，磨损 严重，安全问题较为突出。随后我们发现(中国专利CN1307140A)，在高压釜中同样 可以用氢氧化钠来分解各种钨矿，但为了保证浸出效果，需保持较大的液固比，因此需 较大的碱耗量。如果要降低碱耗量，则相应的要减小液固比，此时碱浓度较高，根据我 们对NaOH分解白钨矿热力学研究所建立的赝三元相图法(Zhongwei Zhao and Honggui Li, Metallurgicaland materials transactions B, 2008，39B 519-523)分析可知，只要碱 浓度足够高，即使在较低的温度下，白钨矿也能被碱彻底地分解。在该理论指导下， 我们发明了一种常压条件下，氢氧化钠分解白钨矿及黑白钨混合矿的方法(中国专利 CN1465725A)，该法可在溶液沸点温度以下操作，过程只需常压下就可以进行，液固比 小，能耗较低，安全性好。然而，较高的碱浓度虽然保证钨矿碱分解反应在热力学上的 可行性，但是由于高浓度碱性矿浆粘度高不利于传质，反应过程中不能及时的更新矿物 表面，动力学上的不利因素导致分解不彻底，渣含钨较高，另外，它仍属于间歇式的槽 式操作，生产效率较低。我们注意到现代化工中，多螺杆塑料挤出机被广泛地运用于塑料的造粒、着 色、混炼，塑料薄膜、塑料型材、管材生产以及塑料注射机的给料机中。由于它具有 相互啮合的螺杆，对高粘度的塑料产生强大的剪切力而使有机物料得到强烈的机械活化 作用，并且导致聚合或者裂解等反应，形成所谓高效“塑炼”效果，同时机器的自洁性 好，可实现连续作业。本发明借鉴反应挤出技术，利用“塑炼”的工作环境可为高粘度反应物料创造 良好物理、化学条件的特点，提出连续分解钨矿物提取钨的反应挤出法。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碱用量，水矿比小，分解温度低、能耗低，可降低 生产成本，连续生产，分解效率高的分解钨矿物的方法。本发明的一种分解钨矿物提取钨的方法，将粒度不高于200目的钨矿物加入到 NaOH溶液中调浆，然后将矿浆连续加入到多螺杆挤出机中，反应终止后，将挤出料溶 解，过滤，洗涤，干燥。所述的钨矿物包括白钨矿、黑白钨混合矿、黑钨矿或人造白钨。
所述的白钨矿含W0340-78% ；所述的黑白钨混合矿含WO3S 40-75%，以 CaWO4形态存在的WO3占总WO3的0.5-99%，所述的黑钨矿含WO3为40-75%。对所述的白钨矿，NaOH用量为理论量的2.0-4.0倍，对黑白钨混合矿，NaOH 用量为理论量的2.0-4.0倍；对黑钨矿，NaOH用量为理论量的1.5-3.0倍；对人造白钨， NaOH用量为理论量的1.1-3.0倍。所述的反应过程水矿质量比为0.1-0.5。所述的反应过程控制温度为5_150°C，优选100-150°C。所述的反应过程螺杆转速为50-500转/分，优选120-280转/分。所述的矿浆连续加入到多螺杆挤出机中直至反应完成的时间为0.5-5小时。所述的多螺杆挤出机为各种类型的双螺杆挤出机，三螺杆挤出机或四螺杆挤出 机。本发明使用较少的碱用量和水配制高浓度的碱液，并于钨矿混合调浆，利用挤 出机内螺杆与螺杆以及螺杆与筒壁共同作用产生强大的剪切应力，不断对矿物进行机械 活化并更新矿物表面，将机械力作用与化学分解过程相结合，强化了浸出过程。在良好 的动力学条件下，反应速度快，在较低的温度下就可实现钨矿的连续分解。本发明具有的优点是①用低碱用量、高浓度的碱溶液分解钨矿，水矿比小，分解温度低、能耗低， 可降低生产成本。②是一种连续分解钨矿的方法，大大提高了工作效率。③该法处理钨矿物，渣含不溶性WO3低。为了更详细地解释本发明，列举以下实施例进行说明，但本发明不局限于这些 实施例。
具体实施例方式实施例1 某白钨精矿含69.87% WO3, 11.35% Ca,粒度为_325目。矿重 30kg,控制水矿比为0.5 1，3.0倍理论碱用量，调浆后连续加入双螺杆挤出机反应器 内反应，螺杆转速160转/分、温度150°C，保温3h，将挤出料溶解，过滤，烘干，渣中 含WO3为0.75%，分解率达99.59%。实施例2 某白钨中矿含45.12% WO3,粒度为-325目。矿重40kg，控制水 矿比0.36 1，4.0倍理论碱用量，调浆后连续加入三螺杆挤出机反应器内反应，螺杆 转速180转/分、温度150°C，保温0.5h，将挤出料溶解，过滤，烘干，渣中含WO3为 3.32%,分解率达97.5%。实施例3 黑钨与白钨混合中矿含56.37% WO3 (其中白钨矿与黑钨矿大体各占 1/2)。粒度为-325目。取上述矿30kg，控制水矿比为0.5 1，2.0倍理论碱用量，双 螺杆挤出机螺杆转速180转/分、温度140°C，保温2.5h，将挤出料溶解，过滤，烘干， 干渣中含WO3为0.84%，分解率达99.35%。实施例4:黑钨与白钨混合中矿含56.37% WO3 (其中白钨矿与黑钨矿大体各占 1/2)。粒度为-325目。取上述矿0.4kg，控制水矿比为0.36 1，4.0倍理论碱用量， 四螺杆挤出机螺杆转速130转/分、温度130°C，保温3h，将挤出料溶解，过滤，烘干，干渣中含WO3为0.76%，分解率达99.41%。实施例5:某黑钨中矿含41.23% WO3,粒度为_325目。矿重300kg，控制 水矿比为0.1 1，3倍理论碱用量，调浆后连续加入双螺杆挤出机反应器内反应，螺 杆转速50转/分、温度120°C，保温4h，将挤出料溶解，过滤，烘干，渣中含WO3为 1.12%,分解率达 98.81%。实施例6:某黑钨精矿含74.85% WO3,粒度为-325目。取上述矿300kg置于 理论量3倍的NaOH溶液中调浆，控制水/矿比0.3 1、螺杆转速500转/分，冬季室 温条件下反应5h，在三螺杆挤出机反应器内反应挤出，挤出料溶解，过滤，烘干，渣中 含WO3为4.23%，分解率达98.57%。实施例7 某黑钨精矿含74.85 % WO3,粒度为_325目。取上述矿40kg置于 理论量3倍的NaOH溶液中调浆，控制水/矿比0.39 1、螺杆转速260转/分、温度 120在双螺杆挤出机反应器内反应2.5h，挤出料溶解，过滤，烘干，渣中含WO3为 1.3%,分解率达99.56%。实施例8:某人造白钨含73.14% WO3,粒度为-325目。取上述矿200kg置于 理论量3倍的NaOH溶液中调浆，控制水/矿比0.3 1、螺杆转速200转/分、温度 130在双螺杆挤出机反应器内反应反应3h，挤出料溶解，过滤，烘干，渣中含WO3 % 1.57%,分解率达 99.18%。实施例9某白钨精矿含69.87% WO3, 11.35% Ca,矿重0.4kg，控制水矿比0.36 1，
2倍理论碱用量，螺杆转速160转/分、温度120°C，在双螺杆挤出机内反应3h，将挤出 料溶解，过滤，烘干，渣中含WO3为1.78%，分解率达99.14%。对比例1将白钨精矿含67.57% WO3, 9.49% Ca,矿重0.3kg，控制液固比为0.8，2倍理
论碱用量，搅拌转速400转/分、温度160°C，在高压釜中保温2h，分解后卸料过滤、水 洗、烘干，渣含钨为11.99%，分解率为93.46%。
权利要求
1.一种分解钨矿物提取钨的方法，其特征在于，将粒度不高于200目的钨矿物加入到 NaOH溶液中调浆，然后将矿浆连续加入到多螺杆挤出机中，反应终止后，将挤出料溶 解，过滤，洗涤，干燥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的钨矿物包括白钨矿、黑白钨混合 矿、黑钨矿或人造白钨。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的白钨矿含W0340-78%;所述的 黑白钨混合矿含WO3为40-75%，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3的0.5-99%，所 述的黑钨矿含WO3为40-75%。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对所述的白钨矿，NaOH用量为 理论量的2.0-4.0倍，对黑白钨混合矿，NaOH用量为理论量的2.0-4.0倍；对黑钨矿， NaOH用量为理论量的1.5-3.0倍；对人造白钨，NaOH用量为理论量的1.1-3.0倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应过程水矿质量比为 0.1-0.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应过程控制温度为5-150°C。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应过程螺杆转速为50-500转/分。
8.根据权利要求1或6或7所述的方法，其特征在于，所述的反应过程温度为 100-150°C ；螺杆转速为120-280转/分。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的矿浆连续加入到多螺杆挤出机中 直至反应完成的时间为0.5-5小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多螺杆挤出机为各种类型的双 螺杆挤出机，三螺杆挤出机或四螺杆挤出机。
全文摘要
本发明提供了一种分解钨矿物提取钨的方法，属于提取钨领域，是钨矿原料碱分解新方法。将钨矿物与高浓度NaOH溶液混合调浆，结合挤出机的特点，充分利用其螺杆与螺杆以及螺杆与筒壁共同作用产生强大的剪切应力，不断活化矿物并更新矿物表面，将机械力作用与化学分解过程相结合，强化了浸出过程。与碱压煮相比，保证了较低的碱用量，并实现钨矿的低温连续分解，降低了生成成本，提高了工作效率。
文档编号C22B34/36GK102011017SQ20101055213
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者刘旭恒, 李洪桂, 梁勇, 赵中伟, 陈爱良 申请人:中南大学