专利名称：常压碱煮流程高钙钨矿物分解法的制作方法
技术领域：
本发明属于钨化工冶金领域。具体说涉及一种常压碱煮流程高钙钨矿物分解法。
钨冶金原料按种类分为黑钨矿、白钨矿及黑白钨混合矿，按钨品位分为钨精矿、钨中矿及钨细泥，其共同特征是WO320-76％、Ca0.2-20％。钨矿物分解方法有许多，我国现行广泛采用常压碱煮工艺，其特征是将钨矿物细磨后与NaOH配制一定浓度在反应釜内压力控制0.15-0.25Mpa条件下进行分解，反应化学式如下(1)(2)由于此分解法设备使用寿命长，成本低，操作方便，所以一直被沿用，但存在不足之处在于原料使用范围小，只适用于Ca＜3％的低钙矿的分解，对于白钨矿及黑白钨混合矿则无法使用。
CN8510035A提出了机械活化分解法，该方法是将钨矿物与NaOH混合物置于专门设计的加压反应器内，磨矿与化学分解过程相结合，减少了钨矿物的预磨环节，其不足之处在于需专门设计反应器，制造费用昂贵，反应器内壁易磨损，使用寿命短，反应条件要求高高电流(200A)、高温度(150-180℃)、高压力(0.5-0.8Mpa)，操作繁琐，不利于安全作业。
CN8610031A的提出了含钙钨矿物的处理方法，其特征是将黑钨矿与白钨矿同时浸出，适用于黑钨矿与白钨矿的混合料物，对于钨矿物Ca3-5％适用，缺点是原料使用范围受限制，但对于高钙矿Ca＞5％的高钙钨矿物仍无法处理。
CN1307140A提出了白钨矿及黑白钨混合矿的NaOH分解法，它是将白钨矿及黑白钨混合矿与NaOH、水混合置于高压釜内压煮，加入逆反应抑制剂进行分解，其不足之处在于反应器要求是高压釜，无法沿用传统的常压碱煮流程，需进行设备改造，且反应条件为高温(150℃-180℃)即高压(0.5-0.8Mpa)，一般生产厂条件难以达到。
本发明的目的是在于提供一种常压碱煮流程高钙钨矿物分解法，该方法沿用现行常压碱煮流程设备对高钙钨矿物进行分解的方法。即提供能适用原料为WO320-76％、Ca0.2-20％的常压碱煮分解法。在该方法中由于加入添加剂二氧化硅和磷酸盐，有效地抑制化学反应式(2)逆反应，使钨矿的分解率达98％以上，大大拓宽原料使用范围，提高了钨资源利用率。
本发明的常压碱煮流程高钙钨矿物分解法，沿用现行常压碱煮流程，其特征在于包括以下步骤a).根据钨矿物原料中钙与二氧化硅的含量，向其中加入添加剂二氧化硅或石英砂；b).将上述混合料一起加入球磨机中细磨，直至混合料的粒度小于43μm占96％以上，再移入碱煮反应釜内；
c).向反应釜中加入1.7-3.5倍理论量的NaOH水溶液与上述混合料进行反应，反应釜内的控制压力为0.15-0.25Mpa，优选的控制压力为0.2-0.23Mpa；反应温度为110℃-130℃，优选温度为120℃-125℃；保温时间2-4小时，优选保温时间2-2.5小时；d).保温结束后卸料至预先配制好的与物料体积比为1-2的磷酸盐溶液中稀释，接着固-液分离，经过滤洗涤后的反应式(1)(2)的反应产物钨酸钠溶液进入系统，完成分解过程，钨矿物分解率达98％以上。
本发明的方法特别适合于高钙钨矿物为WO320-76％、Ca0.2-20％的黑钨矿、白钨矿及黑白钨混合矿。
本发明的常压碱煮流程高钙钨矿物分解法的方法，其中所述添加剂二氧化硅总量为原料中二氧化硅含量与加入添加剂石英砂所含二氧化硅量之和；其中所述的添加剂石英砂为SiO2＞90％的天然矿石；添加剂二氧化硅用量的摩尔数为原料中钙含量摩尔数的30％-50％。
本发明的方法中所用的添加剂磷酸盐为Na3PO4·12H2O或Na2HPO4或NaH2PO4，其用量的摩尔浓度为原料中钙含量摩尔数的4％-9％。
在本发明的方法中，NaOH用量视钨矿物种类、品位、钨含量的不同控制在理论量1.7-3.5倍，向反应釜中加入的氢氧化钠水溶液的起始浓度为9-13mlo/L的NaOH水溶液。
在反应结束后，卸料至预先配制好含有添加剂磷酸盐溶液中进行稀释，并迅速固一液分离，以减少反应式(2)逆反应，分解后混合物料过滤与洗涤过程在2小时内完成，钨分解率高且稳定。
本发明的特征还在于本发明的常压碱煮流程高钙钨矿物分解法同样适用于低钙矿的分解即Ca＜5％，添加剂加入量视原料种类含量不同而定。
本发明的方法常压碱煮流程高钙钨矿物分解法具有以下优点1.扩大了原料使用范围，本发明适用不同种类，不同含量的钨矿物，无需受钙含量的限制，降低企业生产成本，提高钨资源的利用率。
2.生产设备可沿用现行常压碱分解流程，无需新增设备，节省了设备投资。
3.反应釜为常压容器，属于化工领域标准设备，造价低，且设备使用寿命长。
4.反应条件为低温低压，普遍厂家可达到生产要求，且有利于安全作业。
5.钨矿物分解率高且稳定，克服了上述分解法分解率不稳定现象。
6.操作简单，维修方便，生产能力大，生产效率高。
实施例实施例1白钨矿含WO366.02％、Ca11.42％、SiO24.16％，钨矿物投入总量为550kg，补加石英30kg(含SiO295％，即相当于SiO2总摩尔数为原料中钙摩尔数37.19％)，预磨至少于43um占96％以上，NaOH用量为理论量2.35倍，加水配制成NaOH起始浓度为10.5mol/L，泵入1000L反应釜在压力0.20Mpa，保温2.5小时，稀释剂配入Na3PO4·12H2O用量35kg(相当于PO33-摩尔数为原料钙摩尔数的5.87％)，卸料过滤后残渣中含WO32.30％，钨分解率为98.78％。
实施例2黑白钨混合矿含WO358.93％、Ca6.4％、SiO25.6％，投矿总量550kg，不补加石英砂(原料中SiO2摩尔数为Ca摩尔数的39.77％)，预磨至小于43um占96％以上，NaOH用量为理论量1.9倍，加水配制成NaOH起始浓度为12mol/L，泵入1000L反应釜在压力0.16Mpa，保温3.5小时，稀释剂配入Na3PO4·12H2O用量15kg(相当于PO43-摩尔数为原料钙摩尔数的4.487％)，卸料过滤后残渣中含WO31.56％，钨分解率为98.94％。
实施例3白钨中矿含WO345.78％、Ca8.39％、SiO26.44％，投矿总量550kg，补加石英砂10kg(含SiO295％，即相当于SiO2总摩尔数为原料中钙摩尔数的48.67％)，预磨至少于43um占96％以上，NaOH用量为理论量2.45倍，加水配制成NaOH起始浓度为9.5mol/L，泵入1000L反应釜在压力0.18Mpa，保温3小时，稀释剂配入Na3PO4·12H2O用量20kg(相当于PO43-摩尔数为原料钙摩尔数的4.56％)，卸料过滤后残渣中含WO32.13％，钨分解率为98.14％。
实施例4高钙白钨中矿含WO339.08％、Ca19.8％、SiO212.92％，投矿总量900kg，补加石英砂50kg(含SiO295％，即相当于SiO2总摩尔数为原料中钙摩尔数的41.78％)，预磨至少于43um占96％以上，NaOH用量为理论量3倍，加水配制成NaOH起始浓度为9mol/L，泵入2000L反应釜在压力0.25Mpa，保温2小时，稀释剂配入Na2HPO4摩尔数为原料中钙摩尔数6％，卸料过滤后残渣中含WO1.28％，钨分解率为98.03％。
实施例5黑白钨含WO353.88％、Ca3.8％、SiO21.6％，投矿总量1000kg，补加石英砂15kg(含SiO295％，即相当于SiO2总摩尔数为原料中钙摩尔数36.18％)，预磨至小于43um占96％以上，NaOH用量为理论量1.7倍，加水配制成NaOH起始浓度为12mol/L，泵入2000L反应釜在压力0.15Mpa，保温3.5小时，稀释剂配入Na2PO4摩尔数为原料中钙摩尔数的9％，卸料过滤后残渣中含WO31.05％，钨分解率为99.08％。
实施例6白钨细泥含WO326.91％、Ca7.56％、SiO28.4％，投矿总量900kg，不补加石英(相当于原料中SiO2摩尔数为钙摩尔数50.5％)，预磨至少于43um占96％以上，NaOH用量为理论量3.5倍，加水配制成NaOH起始浓度为9mol/L，泵入2000L反应釜在压力0.25Mpa，保温4小时，稀释剂配入Na3PO4·12H2O用量30kg(相当于PO33-摩尔数为原料钙摩尔数的4.64％)，卸料过滤后残渣中含WO30.82％，钨分解率为97.97％。
权利要求
1.常压碱煮流程高钙钨矿物分解法，沿用现行常压碱煮流程，其特征在于包括以下步骤a).根据钨矿物原料中钙与二氧化硅的含量，向其中加入添加剂二氧化硅或石英砂；b).将上述混合料一起加入球磨机中细磨，直至混合料的粒度小于43μm占96％以上，再移入碱煮反应釜内；c).向反应釜中加入1.7-3.5倍理论量的NaOH水溶液与上述混合料进行反应，反应釜内的控制压力为0.15-0.25Mpa，温度110℃-130℃，保温时间2-4小时；d).保温结束后卸料至预先配制好的与物料体积比为1-2的磷酸盐溶液中稀释，接着固一液分离，经过滤洗涤后的反应产物钨酸钠溶液进入系统，完成分解过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中反应釜内的控制压力为0.2-0.23Mpa，温度为120℃-125℃，保温时间2-2.5小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的高钙钨矿物为WO320-76％、Ca0.2-20％的黑钨矿、白钨矿及黑白钨混合矿。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂二氧化硅总量为原料中二氧化硅含量与加入添加剂石英砂所含二氧化硅量之和。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的添加剂石英砂为SiO2＞90％的天然矿石；添加剂二氧化硅用量的摩尔数为原料中钙含量摩尔数的30％-50％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂磷酸盐为Na3PO4·12H2O或Na2HPO4或NaH2PO4，用量的摩尔浓度为原料中钙含量摩尔数的4％-9％。
7.根据权利要求1所述的方法，其中向反应釜中加入的氢氧化钠水溶液的浓度为9-13mlo/L的NaOH水溶液。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法也适用于Ca＜5％的低钙钨矿的分解。
全文摘要
本发明涉及一种常压碱煮流程高钙钨矿物分解法,属于钨化工冶金领域,该方法沿用现行常压碱煮流程,在钨矿物细磨过程加入添加剂二氧化硅,在NaOH分解后加入添加剂磷酸盐,并改变传统碱煮法工艺条件,使钨分解率达98%以上。本发明的方法改变了传统碱煮法原料要求Ca<5%的限制,对于含量WO
文档编号C22B3/00GK1380429SQ0210050
公开日2002年11月20日 申请日期2002年1月29日 优先权日2002年1月29日
发明者潘恩树, 夏庆林 申请人:潘恩树