一种处理白钨矿提取钨的方法与流程

本发明涉及矿物加工领域，尤其涉及一种从白钨矿中提取钨的方法。

背景技术：

全球近70%的钨资源由白钨矿构成。目前，随着黑钨矿资源的不断枯竭，白钨矿已成为了主要的工业原料。

过去，分解白钨矿的常用的方法主要有苏打压煮法，盐酸浸出法和苏打烧结法，由于存在各自的不足，均已被淘汰。20世纪80年代，随着中南大学李洪桂教授开发了碱热球磨工艺，改变了“在工业条件下不可能用NaOH分解法处理白钨矿”的看法，以及碱分解白钨矿理论和工艺逐步成熟和进步，使白钨矿碱压煮工艺逐步成为钨冶炼工业的主流工艺，目前，全国近95%以上的钨冶炼企业均采用该工艺分解白钨矿。但该法采用的设备为压煮器，仍属高压设备，需带8-15公斤的压力才能保证白钨矿的分解，存在一定的安全隐患，同时，生产过程为间歇性的单釜操作，生产的规模和效率受到一定的制约。因此，急需开发新的安全、连续、高效的钨矿分解工艺。

其实，我国第一代钨冶炼生产工艺-碳酸钠烧结法，可在烧结温度800-900℃条件下连续分解白钨矿，形式上便可满足上述要求，但又几个关键的问题需要解决。众所周知，碳酸钠烧结法最早用来冶炼黑钨矿，也适用于处理白钨矿，但在处理白钨矿时，反应生成的硅酸钙又能与Na₂WO₄进行二次反应而生成CaWO₄，造成钨矿分解率仅为95%左右，且会产生大量的CO₂温室气体（《有色金属提取冶金手册》编委会.有色金属提取冶金手册-稀有高熔点金属（上）[M].北京：冶金工业出版社，2005:88-95），因此，采用焙烧法分解白钨矿需进一步提高钨矿的分解率，同时解决CO₂气体的产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用范围广，能耗低，分解率高，生产成本低廉的氢氧化钠与二氧化硅混合分解白钨矿提钨的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种处理白钨矿提取钨的方法，包括如下步骤。

步骤一，将白钨矿粒度研磨至小于200目。

步骤二，将研磨后的白钨矿与固体NaOH和SiO₂混合均匀。

步骤三，将步骤二得到的混合物置于高温炉中焙烧。

步骤四，对步骤三得到的焙烧物进行水浸得到钨酸钠溶液。

进一步地，以WO₃计，所述白钨矿中含钨30～70wt. %，NaOH用量为理论量的1.0～3.0倍，SiO₂用量是理论量的1.0-1.5倍。

进一步地，在所述步骤三中，焙烧温度控制在600~800℃，焙烧时间控制在1.0~3.0小时。

进一步地，在所述步骤四中，浸出的液固比为2:1～5:1；浸出温度控制在室温至95℃，浸出时间控制在3.0~5.0小时。

进一步地，浸出温度控制在50~80℃。

本发明的有益效果是：本发明所述的氢氧化钠与二氧化硅混合分解白钨矿提钨的方法，通过将白钨矿与固体氢氧化钠和二氧化硅混合焙烧实现反应；与现有工艺相比，克服了使用高压釜存在的生产间歇操作、有一定安全隐患的问题，同时，与早期的碳酸钠烧结法分解钨矿相比，反应温度低近200℃，钨提取率提高约5%，大大降低了能耗和提高了宝贵钨资源的利用率。

附图说明

图1为本发明提供的处理白钨矿提取钨的方法的工艺流程图。

图2为本发明中焙烧产物的XRD分析检测图。

具体实施方式

由氢氧化钠分解白钨矿的经典理论——赝三元相图可知，只要氢氧化钠的浓度足够高，便可在常温常压的条件下分解白钨矿，倘若将氢氧化钠的浓度提高至极致，即固体氢氧化钠，同时配上一定的温度，是否同样分解白钨矿，形成氢氧化钠焙烧分解白钨矿的方法。基于此设想，课题组将白钨精矿和氢氧化钠混料后，置于刚玉坩埚中进行焙烧，结果发现渣含钨为3.88%，结果并不理想；而按同样的配料，置于陶瓷坩埚，并按同样的条件进行焙烧时，渣含钨仅为0.25%，效果极佳。两个实验的差别仅为坩埚材质，后经查验，两种坩埚材质中SiO₂含量陶瓷坩埚远高于刚玉坩埚。因此，按照相同的白钨精矿和氢氧化钠配料比，同时加入一定量SiO₂，置于刚玉坩埚中，在相同焙烧条件下焙烧，渣含钨为0.28%，进一步证明了SiO₂在氢氧化钠焙烧分解白钨矿过程中的作用，焙烧产物经过XRD分析检测为Na₂CaSiO₄（Na₂O·CaO·SiO₂），为一种新的三元渣，而非苏打烧结法生成的硅酸钙，由此，推断出该反应的方程式如下。

CaWO₄+4NaOH+SiO₂=Na₂WO₄+Na₂CaSiO₄+2H₂O

基于上述研究发现，本发明提出了一种氢氧化钠与二氧化硅混合分解白钨矿提钨的方法，为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图1，本发明提供的氢氧化钠与二氧化硅混合分解白钨矿提钨的方法，改变了现有技术中用NaOH溶液分解白钨矿的工艺，改用NaOH固体和SiO₂固体焙烧分解白钨矿。

具体来说，包括如下步骤。

步骤一，将白钨矿粒度研磨至小于200目，以WO₃计，所述白钨矿中含钨30～70wt. %。

步骤二，将研磨后的白钨矿与固体NaOH和SiO₂混合均匀，NaOH用量为理论量的1.0～3.0倍，SiO₂用量是理论量的1.0-1.5倍。

步骤三，将步骤二得到的混合物置于高温炉中焙烧；焙烧温度控制在600~800℃，焙烧时间控制在1.0~3.0小时。

步骤四，对步骤三得到的焙烧物进行水浸得到钨酸钠溶液，其中，浸出的液固比为2:1～5:1；浸出温度控制在室温至95℃，浸出时间控制在3.0~5.0小时。优选所述浸出温度控制在50~80℃。

以下为更具体的实施例。

实施例１：某白钨精矿含62.45%WO₃，粒度为-200目。矿重100g，2.0倍理论NaOH用量，1倍理论SiO₂用量，700℃焙烧2.0h，焙烧产物加水搅拌浸出，液固比5:1，温度70℃，保温3h, 过滤，水洗，烘干，渣中含不溶性WO₃为0.26%，分解率达99.78%。

实施例2：某白钨矿中含46.77%WO₃，粒度为-250目。矿重80g，2.5倍理论NaOH用量，1.3倍理论SiO₂用量，800℃焙烧3h，焙烧产物加水搅拌浸出，液固比4:1，温度50℃，保温4h, 过滤，水洗，烘干，渣中含不溶性WO₃为0.21%，分解率达99.85%。

实施例3：某白钨矿中含52.36%WO₃，粒度为-250目。取上述矿150g，1.5倍理论NaOH用量，1.2倍理论SiO₂用量， 600℃焙烧1h，焙烧产物加水搅拌浸出，液固比2:1，温度为室温，保温3.5h, 过滤，水洗，烘干，渣中含不溶性WO₃为8.48%，分解率达93.76%。

实施例4：某白钨矿中含35.71%WO₃，粒度为-300目。矿重200g，1.3倍理论NaOH用量，1.5倍理论SiO₂用量，650℃焙烧3h，焙烧产物加水搅拌浸出，液固比3:1，温度80℃，保温5h，过滤，水洗，烘干，渣中含不溶性WO₃为0.33%，分解率达98.64%。

从上述试验数据可以得出，本发明的氢氧化钠与二氧化硅混合分解白钨矿提钨的方法，可高效分解任意白钨矿，与现有碱分解工艺相比，克服了使用高压釜存在的生产间歇操作、有一定安全隐患的问题，同时，与早期的碳酸钠烧结法分解钨矿相比，反应温度低近200℃，钨提取率提高约5%，大大降低了能耗和提高了宝贵钨资源的利用率。

以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。