仲钨酸铵结晶母液的回收利用

仲钨酸铵图片

目前,我国广泛采用碱分解-离子交换-蒸发结晶工艺生产仲钨酸铵(APT),同时也有经典法等进行生产。在APT制取过程中,约有5%~15%的钨金属进入APT结晶母液和各种渣洗水中,故回收母液与渣洗水中的钨,可使宝贵的钨资源得到充分的利用。

余碱分解法

结晶母液中WO3主要以正钨酸盐或仲钨酸盐形态存在,并存有少量的杂多酸盐和含有较高的Mo及其他杂质元素。余碱分解法利用粗钨酸钠溶液中的余碱(含碱大约为30~40 g/L)与母液中的钨、钼酸铵反应:
2NaOH+(NH4)2WO4→Na2WO4+2NH4OH
2NaOH+(NH4)2MoO4→Na2MoO4+2NH4OH
反应后液按理论量的5倍加入Na2S,在pH=2.5~310的情况下沉淀,Mo以MoS3形式沉淀,压滤后溶液返回主流程与粗钨酸钠溶液合并净化除杂,供后续工序。

离子交换法

自20世纪80年代APT生产工艺采用离子交换法以来,便以流程短、投资少、环境好、收率高等优点迅速发展起来,APT结晶母液的处理方法也开始转向离子交换法,其基本原理是利用钨在各种不同pH值范围内形成不同的络合阴离子(同多酸及杂多酸),当APT结晶母液由弱碱性调到酸性时,钨酸根离子聚合成HW6O5-21和W12O6-39及H2W12O6-40等,P、As、Si、Mo等与钨形成PW12O3-40、PMo12O3-40、AsW12O3-40、SiW12O4-40等,与碱性树脂接触时,发生以下反应:
6R3NHCl+H2W12O6-40 = (R3NH)6H2W12O40+6Cl-
再用碱液解吸,发生以下反应:
(R3NH)6H2W12O40+6NaOH =Na6H2W12O40+6(R3NH)OH
Na6H2W12O40+18NaOH=12Na2WO4+10H2O

电渗析法

电渗析法处理APT结晶母液的基本原理是利用离子交换膜对不同价态离子的选择透过性,通过电渗析将Cl-从结晶母液中分离脱除。由于母液中残存或可能产生的微晶会堵塞膜孔而迫使电渗析过程中断,因此可先用加碱煮沸的办法将结晶母液中的仲钨酸根全部转化为钨酸根,然后进行电渗析脱氯,当结晶母液中的Cl-脱除到一定程度时,便可直接返回主流程回收WO3。

选择性沉淀法

该工艺是分子设计理论和方法在有色冶金中对性质相近元素分离的具体应用。它以量子化学、结构化学等现代化学学科为基础,根据物质的性质与其分子结构之间的关系,并借鉴医学药物设计和选矿浮选剂设计的成功经验,设计出具有特定性能(如溶解性能、挥发性能、吸附性能等)的化合物,此类化合物能与溶液中的Mo、As等杂质化合物作用形成沉淀,因而实现了溶液中杂质与钨的分离。

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