专利名称:白钨精矿与黑白钨混合矿碱分解方法及设备的制作方法
本发明属于提取钨领域，即用NaOH分解钨的矿物原料从中提取钨。所指的钨矿物原料包括含WO365-78%的白钨精矿，含WO365-75%，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的0.5-99%的黑白钨混合精矿，含WO3为18-65%、以白钨形态存在的WO3占WO3总量的0.5-99%的钨中矿或难选钨中矿(钨细泥)或民窿产品，或选矿厂的钨锡毛精矿。
为了从上述物料中提取钨，美国专利U.S.4，353，878和我国“钨细泥采用常压碱浸-离子交换制取优质三氧化钨(仲钨酸铵)的生产报告”〔湘东钨矿钨细泥水冶工艺技术鉴定会资料，1982年10月〕中，分别提出了在搅拌浸出槽中用NaOH碱煮，其过程的反应为
由于搅拌浸出槽本身固有的缺陷如传质速度有限，特别是对那些产生致密固体生成物膜的反应而言，搅拌过程对传质的作用甚小;反应温度受所处理的溶液的沸点的限制等。处理上述物料时不得不将碱用量大大过量，并相应地采用冗长的流程，他们的原则流程如附图1所示，它经过五道主要工序，即①磨矿，原料预先磨细至-320目左右;②用高过量的NaOH进行碱煮，对精矿而言，碱用量为理论量的3～8.5倍，对中矿而言为5-9倍，碱煮温度达100-145℃，经2-5小时左右，分解率对精矿而言可达98-99%，对中矿而言可达97-98%;③过滤;④浓缩结晶，由于碱用量过多，浸出液中碱浓度大，不适合下一工序的要求，因此应浓缩结晶使Na2WO4晶体与NaOH分离;⑤Na2WO4晶体溶解。碱煮法的缺点主要在于①流程冗长;②由于流程长故总回收率低;③由于需进行浓缩结晶，平均每得一吨WO3需蒸发10-16吨水，故能耗大;同时浓缩结晶回收碱的过程在经济上往往是得不偿失的。
本发明就是针对上述问题，提出一种NaOH用量少、分解率高、流程短、既能处理白钨精矿、黑钨精矿、黑白钨混合精矿，又能处理钨中矿和钨锡选矿流程中的毛精矿的方法，并适应这种方法而设计出一种设备-加压热磨反应器。
本发明的特征是在加压热磨反应器内将磨矿与碱煮过程结合在一起，它充分利用磨矿过程对矿物机械活化作用、对矿粒表面生成物膜的剥离作用和对矿粒的破碎作用(新产生的表面往往具有大的活性)，从而大大改善了分解过程的动力学条件，使反应加速。再加上适当的温度就能在低碱耗和较短时间内，使其矿分解率达98%以上。且大大缩短流程(本发明的流程如图2所示)。
本发明所设计的加压热磨反应器由传动部分和筒体(1)组成，筒体部分的结构如附图3所示，它包括1.筒身与研磨介质由高碳钢，铸钢或锰钢等耐磨钢材料制成，它可以衬有或不衬耐磨衬板。内装球形或棒形研磨介质，介质的装容率为20-60%，筒身的长度与直径之比为5∶1～0.8。
2.加料系统装在反应器的一个端盖上，它由锥塞(2)、阀座(3)和联动装置(4)组成。通过联动装置将锥塞启开，以进行加料。
3.排料装置装在反应器的端盖上，装有中心排料阀(5)和边缘排料阀(6)，或其中的任一种，能在运转的过程中连续卸料。
4.测温系统由端盖中心向磨机内插入密封管(7)，热电偶可伸入密封管内测定温度。
5.加热系统采用通常的感应、电阻、燃料等方式进行加热，可加热至170℃左右，如果采用感应加热时，在筒身设感应线圈，整个筒体部分的各部件密封良好，能耐7～8公斤/厘米2的压力，加压热磨反应器的传动部分由一般的电动机，减速装置和联动装置组成，它使筒体产生回转运动或振动。
在加压热磨反应器内，钨矿物原料的碱浸过程按如下方式进行将粒度＜3毫米的白钨精矿、黑白钨混合精矿或黑白混合的钨中矿或钨锡毛精矿，不经细磨直接与NaOH-道加入加压热磨反应器，NaOH用量对钨精矿而言为理论量的1.3-2.2倍，对钨中矿而言为理论量的1.5～3.5倍，控制过程中的固液比为0.8～1.5，在这种情况下一方面进行磨矿和机械活化过程，同时钨矿与NaOH作用，发生上述反应式(1)、(2)的分解反应，分解1-3小时后，将料浆卸出过滤，对处理精矿而言分解率达98.5～99%，对处理中矿而言分解率可达97.6～99%，对处理高品位白钨精矿时，残渣即为石灰，可用于建筑或其它部门，此时基本上无废渣。此设备同样可用于氢氧化钠分解稀土矿、铝土矿和其它化工领域内的碱浸出过程。
相对于搅拌碱煮法，本发明有如下优点①在加压热磨反应器内将磨矿与碱煮结合在一起，充分利用了磨矿过程对提高反应速度有利的各种积极因素，因而能在碱耗量比一般碱煮法低得多(约为其一半)的情况下使各种钨矿物迅速被分解，分解率比碱煮法高1～2%;②一方面省去了单独的磨矿工序，另一方面由于碱用量少，浸出液中游离碱与WO3的比值小于0.3～0.5，没有必要进行浓缩结晶以分离Na2WO4和碱，省去了浓缩结晶工序和Na2WO2晶体溶解工序，因而流程中的主要工序由碱煮法的五道减为二道(见附图2);③相对于碱煮法能耗可节省至少50%，钨回收率至少提高2-3%。在钨选矿厂中，按照传统工艺，钨锡毛精矿应经过繁杂的精选过程，分别得出黑钨精矿、白钨精矿、钨中矿和锡精矿后，再分别送冶炼厂处理，而用本发明直接处理钨中矿或钨锡毛精矿可使钨的选矿-冶炼总回收率提高8%左右，锡的回收率提高15～20%，可节省全部精选车间的投资。
实例1某难选钨中矿含36.89%WO3、4.42%Ca，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的25%，粒度为+200目占41.75%。将上述矿35公斤，加理论量2.6倍的NaOH、在φ400×600毫米的加压热磨反应器内分解，控制过程中固液比为1左右，温度155℃、压力约5公斤/厘米2，2小时后，将矿浆卸出过滤，干渣中含WO3为0.79%，分解率达98.74%。
实例2某选矿厂的中间产品-钨中矿(俗称毛精矿)，其成份为44.01%WO3、21.10%Sn，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的34.26%，粒度为+200目占89.77%。按本发明直接将此矿35公斤，在实例1所述的设备内加入理论量2.6倍的NaOH，温度150℃，压力小于5公斤/厘米2，过程中固液比为1左右，分解1.5小时，过滤后干渣含WO3为0.82%，分解率为99.06%，渣中锡品位达34.50%，锡进入渣的回收率为96.06%。
实例3某选矿厂产出的白钨细泥成份为44.98%WO3，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的87.50%，将此矿35公斤，在实例1所述的设备内，加理论量2.9倍的NaOH，控制固液比为1左右，温度160℃，分解2小时，干渣含WO3为2.03%，分解率为97.65%。
另外，上述实例1、2、3所得的浸出液混合稀释后，含WO3为15克/升，游离碱5克/升，用717型强碱性阴离子交换树脂进行交换提纯，结果交换容量为249毫克/克干树脂，解吸所得的高峰液经蒸发结晶后，得仲钨酸铵。其中除钼含量稍高外，其他杂质含量均低于国家标准GB3457-82·FWO3-1的规定。
权利要求
1.关于分解钨矿物提取钨，常用的碱煮法将磨矿与碱煮分开，本发明的特征在于将磨矿与碱煮结合在一起，将矿与碱一起加入加压热磨反应器，控制适当温度、压力在磨矿的同时，进行矿物的化学分解。
2.根据权利要求
1所述，其特征在于所处理的钨矿物包括粒度小于3毫米、含WO3为65～78%的白钨精矿和含WO3为65～75%，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的0.5～99%的黑白钨混合钨精矿，以及粒度小于3毫米，含WO3为18～65%，以CaWO4形态存在的WO3占总WO3量的0.5～99%的钨选矿中间产品、钨中矿或民窿产品。
3.根据权利要求
1所述，其特征为所用的碱为NaOH，NaOH用量，对白钨精矿或黑白钨混合精矿而言，为理论量的1.3-2.2倍，对钨中矿而言，为理论量的1.5～3.5倍。
4.根据权利要求
1所述，其特征在于分解过程控制温度为110-160℃。
5.根据权利要求
1所述，其特征在于分解过程控制固液比为0.9-1.4。
6.根据权利要求
1所述，本方法亦可用于处理黑钨精矿或人造白钨。
7.常用的机械搅拌槽只对矿浆有搅拌作用，本发明提供的加压热磨反应器的特征是设备本身为一带有加热装置和密封良好的加料、排料装置的磨机，它既可磨矿又兼有机械搅拌槽或高压釜的作用。
8.根据权利要求
7所述，其特征在于加压热磨反应器有筒体部分，筒体内装球状或棒状研磨介质，筒体通过传动机构进行回转运动或振动，筒体密封良好，能耐7-8公斤/厘米2压力。
9.根据权利要求
7所述，其特征在于加压热磨反应器附有感应或电阻或燃料加热装置能在100-170℃下工作。
10.根据权利要求
7所述，本发明的加压热磨反应器亦可用于NaOH浸出稀土矿，铝土矿以及其他化工领域内的碱浸过程。
专利摘要
白钨精矿与黑白钨混合矿碱分解方法和设备是属于提取钨领域，其特征是将钨矿物与NaOH混合，置于专门设计的加压热磨反应器内，将磨矿过程与化学分解过程相结合，充分利用了磨矿过程对矿物的机械活化作用，对矿粒表面生成物膜的剥离作用，使分解速度强化，从而比一般搅拌浸出槽中进行的碱煮法碱耗量低、分解率高；并省去了碱煮法流程中的预磨、回收过量碱和Na
文档编号C22B34/36GK85100350SQ85100350
公开日1986年8月27日 申请日期1985年4月1日
发明者李洪桂, 刘茂盛, 思泽金, 戴朝嘉, 何雅康, 李军, 何光兰, 龚春香, 刘静, 李良 申请人:中南工业大学, 平桂矿务局珊瑚锡矿导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan