一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法
【专利摘要】本发明公开了一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，包括：将钨矿原料与水按体积比10：3混合加入球磨机中球磨得到钨矿浆，向所述钨矿浆中加入氢氧化钠溶液进行碱压煮获得碱压煮浆料，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；所述粗酸钠溶液泵入加料预热装置；将预热好的粗钨酸钠溶液依次经过三效蒸发单元、一效蒸发单元和二效蒸发单元蒸发结晶后分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤得到浓缩氢氧化钠溶液和钨酸钠晶体。本发明方法自动化程度高，操作方便，可大幅度降低能耗、减轻后期废水中和治理负担、减少人工成本、降低劳动强度、易实现，符合国家降本增效、节能减排的政策。
【专利说明】一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钨冶炼【技术领域】，主要涉及到一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法。
【背景技术】 [0002]随着钨矿资源的不断开采，钨精矿尤其是高品位的黑钨精矿储量越来越少，白钨精矿及杂质含量较闻的中矿成为日后鹤冶炼原料的王要来源。现有技术中白鹤精矿和中矿的冶炼普遍采用高碱压煮技术，投碱量一般为理论量的2.8~4倍，碱压煮浆料压滤后得到的粗钨酸钠溶液中过剩NaOH与WO3的质量比达到0.7~1.2，甚至更高，如果不回收，不仅对后续工序带来不利影响，而且最终还要消耗硫酸对其进行中和后才能排放。因此不论从降低原材料单耗、降低生产成本或是从环境保护、节能减排的角度来说都有回收钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩NaOH的必要。
[0003]当前钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩NaOH的回收方法主要是浓缩结晶法，采用带搅拌的单效蒸发结晶锅蒸汽间接加热达到浓缩结晶的目的。浓缩结晶法的原理是钨酸钠在不同的氢氧化钠浓度下的溶解度变化大，随着氢氧化钠浓度的升高，钨酸钠的溶解度是递减的，所以随着氢氧化钠溶液的不断浓缩，钨酸钠结晶就出现的越来越多，从而将两者分开。实践证明，采用这种原始的蒸发技术进行钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩NaOH的回收存在能耗高、效率低、运行成本高、自动化程度低、环保压力大等问题。
[0004]中国专利CN102963911A公布了一种从钨冶炼中的钨酸钠溶液回收余碱的方法，把从压煮釜出来的混合料液通过压滤机液固分离后的滤液，用泵送入三效蒸发结晶器，首先进入第一道预热管中进行预热，然后进入一效蒸发结晶器，一效蒸发浓缩产生的二次蒸汽作为二效蒸发浓缩的热源，二效蒸发结晶器析出的钨酸钠晶体送板框压滤机进行固液分离；浓缩液继续进入三效浓缩器中，三效蒸发结晶器析出的钨酸钠晶体经板框压滤机进行固液分离；二效蒸发结晶器和三效蒸发结晶器析出的钨酸钠晶体一同入板框压滤机进行固液分离；滤液入储槽用以返回压煮工序配碱，滤渣卸入溶解槽中。该方法的不足之处在于:一是采用的三效顺流蒸发工艺，较之三效逆流或三效混流工艺能耗更大，例如制碱工业处理含NaOH 125~135g / L, NaCl 190~210g / L的溶液制取NaOH浓度为42~50%的液碱时，采用三效顺流蒸发则每吨NaOH消耗蒸汽3.5~3.8t，采用三效逆流/三效混流蒸发则每吨NaOH消耗蒸汽2.6~2.8t，能耗较之三效顺流蒸发显著降低；二是二效蒸发结晶段已存在钨酸钠晶体析出，虽配有出晶口，但随着混合液浓度的升高，黏度逐渐增强，依然容易造成加热管程结垢，导致堵管发生。
[0005]本发明方法采用三效混流蒸发方法回收钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠，三效蒸发和一效蒸发过程中钨酸钠结晶非常少，不会出现堵管现象，不仅降低了氢氧化钠回收成本，节能环保，而且提闻了鹤酸纳结晶率。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，而提供的一种工艺简单、易于实现、能耗低、适应性广、自动化程度高的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩NaOH的回收方法。
[0007]本发明用于解决上述技术问题的技术方案是公开了一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0008]步骤一,将鹤矿原料与水按体积比10:3混合加入球磨机中球磨得到鹤矿衆，向所述鹤矿衆中加入氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液添加量为所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠含量是所述钨矿原料中三氧化钨含量的1.0~1.4倍，之后将加入所述氢氧化钠溶液的所述钨矿浆泵入带搅拌的中压反应釜中进行碱压煮获得碱压煮浆料，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；
[0009]步骤二，将所述粗钨酸钠溶液经进料泵送入三效蒸发结晶器的加料预热装置中，待所述粗钨酸钠溶液预热温度达到三效蒸发单元加热器的沸腾温度时，所述粗钨酸钠溶液泵入三效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经三效分离结晶装置进行汽液分离，分离所得残余蒸汽进入冷凝装置，分离所得一次浓缩液进入一效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经一效分离结晶装置进行汽液分离；
[0010]步骤三，所述一次浓缩液经所述一效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得一次蒸汽作为加热源进入二效蒸发单元的蒸发装置，分离所得二次浓缩液进入二效蒸发单元的蒸发装置，浓缩结晶后经二效分离结晶装置进行汽液分离；
[0011]步骤四，所述二次浓缩液经二效分离结晶装置，分离所得二次蒸汽作为加热热源进入所述三效蒸发单元的蒸发装置，分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤，滤液为浓缩氢氧化钠溶液返回仲鹤酸铵生产流程，滤洛为鹤酸钠晶体溶解压滤后进入鹤冶炼离子交换前溶液配制工序。
[0012]优选的是，所述步骤一所述碱压煮时液固比为I~1.2:1。
[0013]优选的是，所述步骤一所述粗钨酸钠溶液中含氢氧化钠质量浓度为80~150g /L和三氧化钨质量浓度为150~180g / L0
[0014]优选的是，所述冷凝装置的冷却水进水温度为32~35°C，出水温度为38~40°C。
[0015]优选的是，由所述冷凝装置获得的冷凝水可返回所述仲钨酸铵生产流程。
[0016]优选的是，所述步骤三所述一效蒸发单元的蒸发装置生蒸汽的入口温度为155°C，蒸汽压力为0.3~0.5MPa。
[0017]优选的是，所述步骤四所述二次浓缩液质量百分比浓度小于42%。
[0018]所述碱压煮过程中向所述钨矿浆中添加氢氧化钠的量一般为，理论用量碱的
2.8~4.0倍，所述理论用碱量为一吨三氧化钨(WO3)消耗0.345t氢氧化钠，比如:一吨钨矿原料含0.5吨WO3, —吨钨矿消耗氢氧化钠:
[0019]ItX0.5tX0.345X (2.8 ~4.0) = (0.5 ~0.7) t。
[0020]本发明的有益效果是本发明方法采用三效混流蒸发工艺，在真空状态下实现溶液的低温蒸发浓缩，浓缩效果好，能耗低，环保压力小，自动化程度高；本发明方法通过严格控制三效蒸发单元和一效蒸发单元分离所得浓缩液的钨酸钠的质量百分比浓度，有效防止钨酸钠结晶出现，从而有效阻止加热器管程结垢，换热效果好，消耗能源低；本发明方法在二效蒸发单元集中结晶钨酸钠，使钨酸钠回收效率高；对粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠回收后，可以降低后续钨冶炼离子交换后液处理成本，降低钨冶炼废水处置过程中调节PH值的用硫酸量，大大降低资源的耗费和成本的支出。总之，本发明方法自动化程度高，操作方便，比间歇回收法节能和劳动强度低本发明较之传统的单效蒸发结晶法，可大幅度降低能耗、减轻后期废水中和治理负担、减少人工成本、降低劳动强度、自动化程度高、易操作、易实现，符合国家降本增效、节能减排的政策。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法为:
[0025]步骤一，将鹤矿原料与水按体积比10:3混合加入球磨机中球磨得到鹤矿衆，向所述鹤矿衆中加入氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液添加量为所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠含量是所述钨矿原料中三氧化钨含量的1.0倍，之后将加入所述氢氧化钠溶液的所述钨矿浆泵入带搅拌的中压反应釜中进行碱压煮获得碱压煮浆料，碱压煮时液固比一般为I~1.2:1，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；
[0026]其中，所述粗钨酸钠溶液中含氢氧化钠和三氧化钨质量浓度分别为80g / L和150g / L ；
[0027]步骤二，将所述粗钨酸钠溶液经进料泵送入三效蒸发结晶器的加料预热装置中，待所述粗钨酸钠溶液预热温度达到三效蒸发单元加热器的沸腾温度时，将所述粗钨酸钠溶液泵入所述三效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经三效分离结晶装置进行汽液分离，分离所得残余蒸汽进入冷凝装置，分离所得一次浓缩液进入一效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经一效分离结晶装置进行汽液分离；
[0028]其中，所述冷凝装置冷却水进水温度为32°C~35°C，出水温度为38°C~40°C，所述一次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为27.2%
[0029]步骤三，所述一次浓缩液经所述一效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得一次蒸汽作为加热源进入二效蒸发单元的蒸发装置，分离所得二次浓缩液进入二效蒸发单元的蒸发装置，浓缩结晶后经二效分离结晶装置进行汽液分离；
[0030]其中，所述一效蒸发单元的蒸发装置生蒸汽的入口温度为155°C，蒸汽压力为
0.5MPa，所述二次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为40.5% ;
[0031]步骤四，所述二次浓缩液经所述二效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得二次蒸汽作为加热源进入所述三效蒸发单元的蒸发装置，分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤所得滤液为浓缩氢氧化钠溶液返回仲钨酸铵生产流程，所得滤渣为钨酸钠晶体进入钨冶炼离子交换前溶液配制工序。
[0032]其中，所述滤液中氢氧化钠的浓度为308g / L7WO3的浓度为36g / L7WO3的结晶率为94.0 %，氢氧化钠的回收率为96.3 %。[0033]实施例2[0034]如图1所示,鹤冶炼粗鹤酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法为:
[0035]步骤一,将鹤矿原料与水按体积比10:3混合加入球磨机中球磨得到鹤矿衆，向所述鹤矿衆中加入氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液添加量为所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠含量是所述钨矿原料中三氧化钨含量的1.2倍，之后将加入所述氢氧化钠溶液的所述钨矿浆泵入带搅拌的中压反应釜中进行碱压煮获得碱压煮浆料，碱压煮时液固比一般为I~
1.2:1，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；
[0036]其中，所述粗钨酸钠溶液中含氢氧化钠和三氧化钨质量浓度分别为100g / L和165g / L ；
[0037]步骤二，将所述粗钨酸钠溶液经进料泵送入三效蒸发结晶器的加料预热装置中，待所述粗钨酸钠溶液预热温度达到三效蒸发单元加热器的沸腾温度时，将所述粗钨酸钠溶液泵入所述三效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经三效分离结晶装置进行汽液分离，分离所得残余蒸汽进入冷凝装置，分离所得一次浓缩液进入一效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经一效分离结晶装置进行汽液分离；
[0038]其中，所述冷凝装置冷却水进水温度为32°C~35°C，出水温度为38°C~40°C，所述一次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为28.0%
[0039]步骤三，所述一次浓缩液经所述一效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得一次蒸汽作为加热源进入二效蒸发单元的蒸发装置，分离所得二次浓缩液进入二效蒸发单元的蒸发装置，浓缩结晶后经二效分离结晶装置进行汽液分离；
[0040]其中，所述一效蒸发单元的蒸发装置生蒸汽的入口温度为155°C，蒸汽压力为
0.5MPa，所述二次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为41.3% ;
[0041]步骤四，所述二次浓缩液经所述二效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得二次蒸汽作为加热源进入所述三效蒸发单元的蒸发装置，分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤所得滤液为浓缩氢氧化钠溶液返回仲钨酸铵生产流程，所得滤渣为钨酸钠晶体进入钨冶炼离子交换前溶液配制工序。
[0042]其中，所述滤液中氢氧化钠的浓度为353g / L，WO3的浓度为24g / L，WO3的结晶率为96.0 %，氢氧化钠的回收率为97.1%。
[0043]实施例3
[0044]如图1所示,鹤冶炼粗鹤酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法为:
[0045]步骤一，将鹤矿原料与水按体积比10:3混合加入球磨机中球磨得到鹤矿衆，向所述鹤矿衆中加入氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液添加量为所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠含量是所述钨矿原料中三氧化钨含量的1.4倍，之后将加入所述氢氧化钠溶液的所述钨矿浆泵入带搅拌的中压反应釜中进行碱压煮获得碱压煮浆料，碱压煮时液固比一般为I~
1.2:1，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液；
[0046]其中，所述粗钨酸钠溶液中含氢氧化钠和三氧化钨质量浓度分别为150g / L和180g / L ；
[0047]步骤二，将所述粗钨酸钠溶液经进料泵送入三效蒸发结晶器的加料预热装置中，待所述粗钨酸钠溶液预热温度达到三效蒸发单元加热器的沸腾温度时，将所述粗钨酸钠溶液泵入所述三效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经三效分离结晶装置进行汽液分离，分离所得残余蒸汽进入冷凝装置，分离所得一次浓缩液进入一效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经一效分离结晶装置进行汽液分离；
[0048]其中，所述冷凝装置冷却水进水温度为32°C~35°C，出水温度为38°C~40°C，所述一次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为28.7%
[0049]步骤三，所述一次浓缩液经所述一效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得一次蒸汽作为加热源进入二效蒸发单元的蒸发装置，分离所得二次浓缩液进入二效蒸发单元的蒸发装置，浓缩结晶后经二效分离结晶装置进行汽液分离；
[0050]其中，所述一效蒸发单元的蒸发装置生蒸汽的入口温度为155°C，蒸汽压力为
0.5MPa，所述二次浓缩液中钨酸钠质量百分比浓度为41.7% ; [0051]步骤四，所述二次浓缩液经所述二效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得二次蒸汽作为加热源进入所述三效蒸发单元的蒸发装置，分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤所得滤液为浓缩氢氧化钠溶液返回仲钨酸铵生产流程，所得滤渣为钨酸钠晶体进入钨冶炼离子交换前溶液配制工序。
[0052]其中，所述滤液中氢氧化钠的浓度为373g / L7WO3的浓度为17g / L7WO3的结晶率为96.3 %，氢氧化钠的回收率为97.4%。
[0053]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，将钨矿原料与水按体积比10:3混合加入球磨机中球磨得到钨矿浆，向所述钨矿浆中加入氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液添加量为所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠含量是所述钨矿原料中三氧化钨含量的1.0~1.4倍，之后将加入所述氢氧化钠溶液的所述钨矿浆泵入带搅拌的中压反应釜中进行碱压煮获得碱压煮浆料，所述碱压煮浆料经两次压滤后得到粗钨酸钠溶液； 步骤二，将所述粗钨酸钠溶液经进料泵送入三效蒸发结晶器的加料预热装置中，待所述粗钨酸钠溶液预热温度达到三效蒸发单元加热器的沸腾温度时，将所述粗钨酸钠溶液泵入所述三效结晶单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经三效分离结晶装置进行汽液分离，分离所得残余蒸汽进入冷凝装置，分离所得一次浓缩液进入一效蒸发单元的蒸发装置，蒸发浓缩后经一效分离结晶装置进行汽液分离； 步骤三，所述一次浓缩液经所述一效蒸发单元的一效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得一次蒸汽作为加热源进入二效蒸发单元的蒸发装置，分离所得二次浓缩液进入二效蒸发单元的蒸发装置，浓缩结晶后经二效分离结晶装置进行汽液分离； 步骤四，所述二次浓缩液经所述二效蒸发单元的二效分离结晶装置进行汽液分离后，分离所得二次蒸汽作为加热源进入所述三效蒸发单元的蒸发装置，分离所得钨酸钠晶浆进入板框压滤所得滤液为浓缩氢氧化钠溶液返回仲钨酸铵生产流程，所得滤渣为钨酸钠晶体进入鹤冶炼离子交换前溶液配制工序。
2.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述步骤一所述碱压煮时液固比为I~1.2:1。
3.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述步骤一所述粗钨酸钠溶液中含氢氧化钠和三氧化钨质量浓度分别为80~150g /L 和 150 ~180g / L0
4.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述冷凝装置的冷却水进水温度为32°C~35°C，出水温度为38°C~40°C。
5.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，由所述冷凝装置获得的冷凝水可返回所述仲钨酸铵生产流程。
6.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述步骤三所述一效蒸发单元的蒸发装置生蒸汽的入口温度为155°C，蒸汽压力为0.3 ~0.5MPa。
7.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述步骤四所述二次浓缩液质量百分比浓度小于42%。
8.如权利要求1所述的钨冶炼粗钨酸钠溶液中过剩氢氧化钠的回收方法，其特征在于，所述步骤四所述仲钨酸铵生产流程包括碱压煮工序和球磨工序等。
【文档编号】C01D1/30GK103523800SQ201310438500
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】班双 申请人:中国有色集团（广西）平桂飞碟股份有限公司