苏打高压浸出

1、第二章 钨矿物原料的分解,第一节 钨矿物原料分解的方法概述 第二节 苏打高压浸出法 第三节 苛性钠浸出法 第四节 酸分解法 第五节 苏打烧结法 第六节 分解钨矿物原料的其他方法 第七节 钨的二次金属回收,第一节 钨矿物原料分解的方法概述,矿物原料分解的任务 钨矿物原料分解的理论基础Ca(或Fe,Mn)-W-H2O系电位-pH图 钨矿物的主要分解方法 钨冶金的原则工艺流程,钨冶金的原则工艺流程,图1-2-1 Fe-W-H2O系电位-pH图,图1-2-1b Mn-W-H2O系电位-pH图,图1-2-2 Ca-W-H2O系电位-pH图,钨矿物的主要分解方法,(1) 苏打高压浸出 (2) 苛性钠浸出

2、(3) 苏打高温烧结水浸法 (4) 酸分解法,Na2WO4 (可溶于水),H2WO4 (沉淀),新开发的钨矿物分解方法,机械活化浸出法（热碱球磨法） 苛性钠加添加剂高压浸出法 氟化钠分解法,第二节 苏打高压浸出法,一、基本原理 概述 1. 主要反应及其热力学条件 （1）白钨矿（2）黑钨矿 （3）杂质的行为 2. 动力学基础及影响分解率（或浸出率） 的主要因素 二、工业实践 1.原则流程2.设备 3.主要技术经济指标4.苏打的回收,苏打高压浸出法概述,适用矿物 白钨矿 低品位白钨矿与黑钨矿的混合矿 过程实质 钨生成Na2WO4 进入溶液 杂质(Ca, Fe, Mn) 生成MeCO3 进入渣,1.

3、 主要反应及其热力学条件1,(1) 白钨矿 CaWO4 (s) + Na2CO3 (aq)Na2WO4(aq) + CaCO3 (s) CaWO4 (s) + CO32- (aq) WO4 2- (aq) + CaCO3 (s) (1) 25时,KspCaWO4 = 510-9 KspCaCO3 = 2.13 10-9 k(1) = 2.347,1. 主要反应及其热力学条件2,定义: 浓度平衡常数KC = Na2WO4 / Na2CO3,1. 主要反应及其热力学条件3,(2) 黑钨矿 分解反应: FeWO4 (s) + CO32- (aq) WO4 2- (aq) + FeCO3 (s) (2

4、) MnWO4 (s) + CO32- (aq) WO4 2- (aq) + MnCO3 (s) (3) FeCO3可进一步水解: FeCO3 +H2O FeO + H2CO3 当有氧化剂存在时: FeO + 1/2 O2 Fe2O3 MnCO3 + 1/2 O2 Mn3O4 + 3CO2 从溶度积计算 K2 = 0.26,K3 = 2.1 103 K2的实测值: 225 1.51 275 3.00,1. 主要反应及其热力学条件4,(3)杂质行为 常见杂质：Si、 P、 As、Mo 存在形态：硅酸盐， Ca5(PO4)3F（磷灰石）, FeAsO4（臭葱石），CaMoO4 等等。 浸出过程中，

5、在Na2CO3作用下，上述杂质部分进入溶液 SiO2 Na2SiO4 Ca5(PO4)3 F Na2HPO4+NaF CaMoO4 Na2MoO4 FeAsO4 Na2HAsO4+Fe2O3 添加Al2O3 或 Na2AlO2 可抑制硅的溶出 Na2SiO4+NaAlO2 Na2OAl2O32SiO2nH2O 硫化矿在不加氧化剂时，不与Na2CO3作用,2. 动力学基础及影响分解率（或浸出率）的主 要因素,白钨矿与苏打的反应的控制步骤 150250，生成的CaCO3层疏松多孔 控制步骤为化学反应阶段 化学反应速度 U=kCsnS k = k0e-(E/RT),2. 影响分解率（或浸出率）的主要

6、因素,（1）温度的影响 (图123) 温度浸出率（同一浸出时间）,苏打用量 （2）浸出液pH的影响 (图124) PH，浸出速度， （PH=8.5、12） 当处理黑钨矿时； FeWO3+2NaCO3+H2OFeO+Na2WO4+2NaHCO3 由于NaHCO3生成，PH会，要加NaOH或Ca（OH）2提高PH （3）苏打用量或浸出液中Na2CO3浓度 浸出液中Na2CO3浓度（0.240.94mol/L）,浸出速度 但浓度超过一定限度，无明显效果 苏打用量过剩Na2CO3速度但残余Na2CO3 当Na2CO3超过230g/L时，生成Na2CO3 CaCO3 复盐，浸出率反而下降。 （4）机械活

7、化能降低E值，能提高钨的浸出率,图1-2-3白钨矿苏打浸出时温度对浸出率的影响,图1-2-4 白钨矿苏打浸出时浸出液pH对浸出速度的影响,图1-2-5 苏打高压浸出法处理钨矿物原料的原则流程,原则流程 (图125)的说明,(1)预处理 方法:（700800煅烧） 作用:除浮选剂;S，As;改变矿粒的物理结构。 (2)各添加剂的作用 烧碱：中和NaHCO3 硝石：氧化FeO成Fe2O3 Al2O3：抑制硅溶解（Na2Al2O32SiO2nH2O）,苏打高压浸出设备1,立式高压釜 回转式高压釜,苏打高压浸出设备2,苏打高压浸出的主要技术经济指标,苏打的回收,残余苏打达（80130g/L）,需回收

8、回收方法 冷冻结晶法 NaHCO3结晶法 膜电解法,冷冻结晶法、NaHCO3结晶法,冷冻结晶法 Na2CO3溶解度随T而急剧（表1-2-2） 例：150g/L Na2CO3溶液冷却至35可 回收7072%的Na2CO3 NaHCO3结晶法 NaHCO3溶解度比Na2CO3要小得多（表1-2-2） 通CO2使Na2CO3NaHCO3 就有可结晶 NaHCO3nH2O,表 1-2-2 Na2CO3， NaHCO3的溶解度,膜电解法,原理：阳离子交换膜只允许Na+通过进入阴极区 阳极反应： CO32-2e = CO2+ 1/2O2 阴极反应： 2H2O+2e = H2 +2OH- 技术经济指标： 最佳电