专利名称：用钽冶金副产物生产复合盐的方法
技术领域：
本发明涉及一种钠还原法制钽粉后所得熔盐混合副产物的回收再利用方法，尤其是用钽冶金副产物生产复合盐的方法。
背景技术：
钽冶金副产物是钠还原法制钽粉后所得熔盐混合副产物。外观一般为白色多孔块状，夹杂淡蓝色和淡紫色，腐蚀性强。钠还原法制钽粉法以KF和KCl为稀释剂，采用金属钠还原氟钽酸钾，得到钽粉，副产物为熔盐混合物，主要成分为KF、NaCl、NaF和KCl，含可回收 Ta2O5 约 0. 4 0. 7%。国内传统处理方法是副产物堆放储存一定量后，再集中溶于水，提取滤渣中的 Ta2O5，其中的大量F_、C1_离子对环境有害，不能任意排放。通常的处理方法是用石灰、碳酸钙或氯化钙等钙的化合物与其反应，使氟离子转化为不溶于水的氟化钙，再固化回收。该方法过程复杂，而且需要投入大量新的原料，成本高，不利于低成本回收钽冶金副产物。
发明内容
本发明的目的是提供一种用钽冶金副产物生产复合盐的方法，能够低成本回收钽冶金副产物用于生产KF/KC1复合盐，从而作为生产K2TaF7和冶金级钽粉的稀释剂。一种用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特别之处在于，包括如下步骤在溶解槽中加入纯水，再加入钽冶金副产物，用量为钽冶金副产物纯水=1 2-3，边加边搅拌， 直至完全溶解，得到浑浊溶液，静置澄清6 10小时；将溶液上层清液放出，进行精密过滤， 过滤后进入调酸槽；将剩余的含渣溶液搅浑，进行粗过滤，之后滤液再进行精密过滤，过滤后的清液进入调酸槽；在调酸槽中将清液PH值调节到7 9后，再将清液蒸发浓缩、离心甩干得到复合盐晶体，然后烘干即可。其中钽冶金副产物为颗粒状，尺寸约为10 40mm。其中溶解过程是先将纯水加热到60 90°C，再加入钽冶金副产物颗粒。其中精密过滤采用精密过滤机进行，过滤精度达到彡1 μ m,并且耐F_、CF腐蚀。其中粗过滤采用板框压滤机或吸滤器滤布过滤，过滤精度达到< 200目，并且耐 F_、C1_ 腐蚀。其中在调酸槽中使用20-40%重量百分比的氢氟酸或者20-35%重量百分比的盐酸，在搅拌的条件下，加入到精密过滤后的清液中，调节PH值到7 9。其中蒸发浓缩在浓缩结晶器中进行，结晶时间为5-48h。其中离心甩干在浓缩结晶器中进行，利用离心机将晶浆分离为母液和含少量水的混合盐晶体，要求混合盐晶体含水量< 10%。其中烘干是用流化床或电阻式加热转炉，在120-350°C条件下，烘干复合盐晶体， 要求晶体产品含水量< 0. 05%。本发明所生产的复合盐产品，各指标均达到使用要求，适用于生产K2TaF7和冶金级钽粉的稀释剂，从而实现了副产物的循环再利用，既环保还节约了生产成本。
具体实施例方式本发明的工艺为，破料-溶解-过滤-调酸-蒸发浓缩-离心甩干-烘干。(1)破碎使用破碎机将大块(尺寸约为300 500mm)的钽冶金副产物，破碎为小颗粒(颗粒尺寸约为10 40mm)。(2)溶解在溶解槽中加入纯水，并加热到60 90°C，再缓慢加入按比例计量的副产物颗粒，搅拌6 10小时，直至颗粒完全溶解于热水中，形成浑浊溶液。(3)精密过滤将溶解槽中上层清液打入精密过滤机，目的是除去清液中不溶物和其它杂质，防止影响结晶产品品质。要求过滤机过滤精度要彡1 μ m，耐F—、Cl—腐蚀能力强。(4)粗过滤将溶解槽中下层含渣溶液打入粗过滤设备，滤除其中的大量含NaF、 钽的废渣。滤液因含少量微小不溶物，因此还要再次进入精密过滤机过滤。粗过滤设备可以是板框压滤机或吸滤器滤布，要求过滤精度要< 100目，耐F—、Cl—腐蚀能力强。(5)调酸在调酸槽中，使用氢氟酸(重量百分比浓度20-40% )或盐酸(重量百分比浓度20-35% )在搅拌条件下，调节滤液pH值至7. 0 9. 0。(6)蒸发浓缩蒸发浓缩的目的是除去溶液中的水份，析出复合盐晶体，为了快速除去多余水份，必须采用真空加热除水，要求溶液温度达到70-80°C，真空浓缩锅内真空度达到-0. 06 -0. 08Mpa。浓缩过程中，必须每4小时续液一次，连续浓缩5_48小时后停止加热，破坏真空。该过程中所用的所有溶液必须是经过精密过滤除去不溶物的溶液。(7)经蒸发浓缩后，先开启离心机，并打开蒸发器下阀门放浓缩液，开始过滤，离心机高速运转，过滤后的复合盐自动从离心机出料口排出，进入烘干设备中进行烘干。(8)烘干烘干晶体采用流化床或电阻式加热转炉，工作温度设置为120-350°C。 烘干设备要求内部温度均勻，不沾物料。烘干完成后，要求复合盐产品含水量<0.05%。实施例1开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入1000L纯水，开启加热，加热至85°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒500kg，8小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清9小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机(过滤精度为小于Ium)进行过滤，滤液过滤至调酸槽中。溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机(过滤精度为小于 50um)进行过滤，然后滤液再进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入氢氟酸(重量百分比浓度为20 20L，调节溶液pH值= 8. 2。将溶液打入浓缩结晶器中，开启加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 8MPa，加热温度设定为150°C。48小时后，饱和溶液的比重为1.25g/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入电阻式加热转炉烘干，温度设定为350°C，烘干2小时得到复合盐产品，符合指标，见表1所示。实施例2开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入1100L纯水，开启加热，加热至65°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒550kg，6小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清8小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机进行过滤(过滤精度为小于Ium)，滤液过滤至调酸槽中。溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机过滤(过滤精度为小于50um)，滤液进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入氢氟酸(重量百分比浓度为20%)22L，调节溶液pH值=7. 1。将溶液打入浓缩结晶器中，开启油加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 78MPa，加热温度设定为140°C。 36小时后，饱和溶液的比重为1. Mg/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入电阻式加热转炉烘干，温度设定为300°C，烘干2小时得到复合盐产品，具体见表1。实施例3开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入1080L纯水，开启加热，加热至70°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒M0kg，5. 5小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清7小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机进行过滤(过滤精度为小于Ium)，滤液过滤至调酸槽中。 溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机(过滤精度为小于50um)，滤液进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入氢氟酸(重量百分比浓度为20%)21L，调节溶液pH值=7.5。将溶液打入浓缩结晶器中，开启油加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 78MPa，加热温度设定为140°C。 38小时后，饱和溶液的比重为1. Mg/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入电阻式加热转炉烘干，温度设定为310°C，烘干2小时得到复合盐产品，具体见表1。实施例4开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入900L纯水，开启加热，加热至75°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒450kg，7. 5小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清9小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机进行过滤(过滤精度为小于Ium)，滤液过滤至调酸槽中。 溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机(过滤精度为小于50um)，滤液进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入盐酸(重量百分比浓度为30% )20L，调节溶液pH值=7. 5。将溶液打入浓缩结晶器中，开启油加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 75MPa，加热温度设定为130°C。 20小时后，饱和溶液的比重为1. Mg/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入流化床烘干，温度设定为 280°C，烘干后得到复合盐产品。见表1所示。实施例5开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入1200L纯水，开启加热，加热至87°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒600kg，9小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清10小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机进行过滤(过滤精度为小于Ium)，滤液过滤至调酸槽中。 溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机(过滤精度为小
5于50um)，滤液进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入盐酸(重量百分比浓度为30% )35L，调节溶液pH值=8. 5。将溶液打入浓缩结晶器中，开启油加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 75MPa，加热温度设定为145°C。20 小时后，饱和溶液的比重为1. M6g/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入流化床，温度设定为330°C， 烘干后得到复合盐产品，符合指标。见表1所示。实施例6开启破碎机，将大块钽冶金副产物投入破碎机，破碎至10 40mm尺寸颗粒。在溶解槽中，加入900L纯水，开启加热，加热至72°C，再开启溶解槽的搅拌桨和通风，缓慢加入副产物颗粒450kg，7小时后完全溶解，关闭搅拌桨，静置澄清8小时；打开溶解槽中部出口阀，将上层清液放入精密过滤机进行过滤(过滤精度为小于Ium)，滤液过滤至调酸槽中。 溶解槽下层含渣溶液搅浑后，由溶解槽下部出口阀放出，进入板框压滤机(过滤精度为小于50um)，滤液进入精密过滤机过滤，再进入调酸槽，滤渣直接排出、包装。在调酸槽中，开启搅拌桨，缓慢加入盐酸(重量百分比浓度为30%)20L，调节溶液pH值=7.5。将溶液打入浓缩结晶器中，开启油加热、搅拌和真空泵，真空度为-0. 75MPa，加热温度设定为135°C。25 小时后，饱和溶液的比重为1. 253g/cm3，停止加热，破坏真空，将晶浆排入离心机，离心甩干后，得到甩干晶体和母液。母液返回浓缩结晶器。甩干晶体进入流化床，温度设定为^KTC, 烘干后得到复合盐产品，符合指标。见表1所示。表1复合盐标准及实施例指标数值
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权利要求
1.一种用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于，包括如下步骤在溶解槽中加入纯水，再加入钽冶金副产物，用量为钽冶金副产物纯水=1 2-3，边加边搅拌，直至完全溶解，得到浑浊溶液，静置澄清6 10小时；将溶液上层清液放出，进行精密过滤，过滤后进入调酸槽；将剩余的含渣溶液搅浑，进行粗过滤，之后滤液再进行精密过滤，过滤后的清液进入调酸槽；在调酸槽中将清液PH值调节到7 9后，再将清液蒸发浓缩、离心甩干得到复合盐晶体，然后烘干即可。
2.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中钽冶金副产物为颗粒状，尺寸约为10 40mm。
3.如权利要求2所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中溶解过程是先将纯水加热到60 90°C，再加入钽冶金副产物颗粒。
4.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中精密过滤采用精密过滤机进行，过滤精度达到< 1 μ m,并且耐F—、CF腐蚀。
5.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中粗过滤采用板框压滤机或吸滤器滤布过滤，过滤精度达到< 200目，并且耐F_、CF腐蚀。
6.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中在调酸槽中使用20-40%重量百分比的氢氟酸或者20-35%重量百分比的盐酸，在搅拌的条件下， 加入到精密过滤后的清液中，调节PH值到7 9。
7.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中蒸发浓缩在浓缩结晶器中进行，结晶时间为5-48h。
8.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中离心甩干在浓缩结晶器中进行，利用离心机将晶浆分离为母液和含少量水的混合盐晶体，要求混合盐晶体含水量< 10%。
9.如权利要求1所述的用钽冶金副产物生产复合盐的方法，其特征在于其中烘干是用流化床或电阻式加热转炉，在120-350°C条件下，烘干复合盐晶体，要求晶体产品含水量彡 0. 05%。
全文摘要
本发明涉及一种钠还原法制钽粉后所得熔盐混合副产物的回收再利用方法，尤其是用钽冶金副产物生产复合盐的方法。其特征在于，包括如下步骤在溶解槽中加入纯水，再加入钽冶金副产物，边加边搅拌，直至完全溶解，静置澄清6～10小时；将溶液上层清液放出，进行精密过滤，过滤后进入调酸槽；将剩余的含渣溶液搅浑，进行粗过滤，之后滤液再进行精密过滤，过滤后的清液进入调酸槽；在调酸槽中将清液pH值调节到7～9后，再将清液蒸发浓缩、离心甩干得到复合盐晶体，然后烘干即可。本发明所生产的复合盐产品，各指标均达到使用要求，适用于生产K2TaF7和冶金级钽粉的稀释剂，从而实现了副产物的循环再利用，既环保还节约了生产成本。
文档编号C22B7/04GK102352444SQ20111014203
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者万军, 严国元, 宋晓丽, 张伟宁, 李明阳, 汪文涛, 温新宁, 米玺学, 聂全新, 邓六良, 郑培生, 颉维平, 鲁东 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司