仲鎢酸銨結晶母液的回收利用

仲鎢酸銨照片

目前,我國廣泛採用堿分解-離子交換-蒸發結晶工藝生產仲鎢酸銨(APT),同時也有經典法等進行生產。在APT制取過程中,約有5%~15%的鎢金屬進入APT結晶母液和各種渣洗水中,故回收母液與渣洗水中的鎢,可使寶貴的鎢資源得到充分的利用。

餘堿分解法

結晶母液中WO3主要以正鎢酸鹽或仲鎢酸鹽形態存在,並存有少量的雜多酸鹽和含有較高的Mo及其他雜質元素。余堿分解法利用粗鎢酸鈉溶液中的餘堿(含堿大約為30~40 g/L)與母液中的鎢、鉬酸銨反應:
2NaOH+(NH4)2WO4→Na2WO4+2NH4OH
2NaOH+(NH4)2MoO4→Na2MoO4+2NH4OH
反應後液按理論量的5倍加入Na2S,在pH=2.5~310的情況下沉澱,Mo以MoS3形式沉澱,壓濾後溶液返回主流程與粗鎢酸鈉溶液合併淨化除雜,供後續工序。

離子交換法

自20世紀80年代APT生產工藝採用離子交換法以來,便以流程短、投資少、環境好、收率高等優點迅速發展起來,APT結晶母液的處理方法也開始轉向離子交換法,其基本原理是利用鎢在各種不同pH值範圍內形成不同的絡合陰離子(同多酸及雜多酸),當APT結晶母液由弱鹼性調到酸性時,鎢酸根離子聚合成HW6O5-21和W12O6-39及H2W12O6-40等,P、As、Si、Mo等與鎢形成PW12O3-40、PMo12O3-40、AsW12O3-40、SiW12O4-40等,與鹼性樹脂接觸時,發生以下反應:
6R3NHCl+H2W12O6-40 = (R3NH)6H2W12O40+6Cl-
再用堿液解吸,發生以下反應:
(R3NH)6H2W12O40+6NaOH =Na6H2W12O40+6(R3NH)OH
Na6H2W12O40+18NaOH=12Na2WO4+10H2O

電滲析法

電滲析法處理APT結晶母液的基本原理是利用離子交換膜對不同價態離子的選擇透過性,通過電滲析將Cl-從結晶母液中分離脫除。由於母液中殘存或可能產生的微晶會堵塞膜孔而迫使電滲析過程中斷,因此可先用加堿煮沸的辦法將結晶母液中的仲鎢酸根全部轉化為鎢酸根,然後進行電滲析脫氯,當結晶母液中的Cl-脫除到一定程度時,便可直接返回主流程回收WO3。

選擇性沉澱法

該工藝是分子設計理論和方法在有色冶金中對性質相近元素分離的具體應用。它以量子化學、結構化學等現代化學學科為基礎,根據物質的性質與其分子結構之間的關係,並借鑒醫學藥物設計和選礦浮選劑設計的成功經驗,設計出具有特定性能(如溶解性能、揮發性能、吸附性能等)的化合物,此類化合物能與溶液中的Mo、As等雜質化合物作用形成沉澱,因而實現了溶液中雜質與鎢的分離。

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