白钨矿浸出工艺的现状及发展方向
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世 界 !"#$ !""#年 第 $! 期
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由于我国大部分厂家都是碱法生产线# 此法 可在原有工艺的情况下# 实现白钨矿的分解# 经 济效益可观# 且极具推广价值# 是白钨矿分解工
艺中的一项突破性成果$ 0!1 %&’()*+
苏打 溶 液 压 煮 法 处 理 白 钨 矿 常 在 国 外 采 用 %%&$ 特别是该法对低品位的白钨矿 !含 20(,!3左右" 是一个非常有效的方法$ 该过程的反应为(
由表 , 可见# 45 值随温度升高和 -.06 溶液 浓度的增加而明显增大# 故在控制较高温度和适 当过量 -.06 溶液浓度下# -.06 溶液与白钨矿的 反应能够进行$
动力学研究表明# 反应的生成物 /.!06"! 为疏 松的固相膜# 因此# 分解速度是受化学反应速度 控制$ 中南大学李洪桂教授等研究开发了机械活 化 !热球磨" 新工艺# 实验表明# 对矿物进行机 械活化# 可强化化学反应# 从而取得良好的分解 效果$ 表 ! 为某厂采用这一工艺用苛性碱分解白 钨矿的试验结果%#&$
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试车 投矿量 碱用量!理 温度 时间 干渣中 分解率 批号 !@A1批" 论量倍数" !!" !<BC" 20(!3" !3"
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流程短# 收率高# 渣量少# 但盐酸消耗大# 其中 有 $;+ 的盐酸在常压分解时变成酸雾排入大气中# 造成严重的环境污染# 改变这一现状的方法是采 用密闭式酸分解# 而这一工艺的关键在于密闭方 式和密闭装置的材质$ 0!0 ./01234
机械活化是一项全新工艺# 它可使物质的化 学活性增加# 究其原因# 主要是在强机械力的作 用下# 物质的微观结构发生畸变# 热化学温度降
矿及白钨精矿试车总结, 中国钨业#.447!7"@.+ &-’ 李洪桂, 稀 有 金 属 冶 金 学 &?’, 北 京@冶 金 工 业 出 版 社=
.4<>,++ &7’ 姚 珍 刚, 氟 化 钠 压 煮 分 解 白 钨 精 矿 工 艺 研 究, 中 国 钨
业= .444!-#7"%.77 &>’ 夏 庆 林, 白 钨 矿 低 压 碱 分 解 工 业 试 验 与 应 用, 中 国 钨
应! 有相界面存在! 研究表明! 该反应过程主要 受内扩散 &钨酸膜层% 控制! 采用搅拌反应器和 热球磨进行对比实验’!(! 结果发现! 在 !"!及其他 条件相同的情况下! 在机械搅拌器中经过 >@ 小时 的反应! 其分解率达到 <%A#/&! 而热球磨中只经 过 $ 小时! 其分解率就达到 <@A$&* 工业条件下! 凡能改善内扩散的因素! 如提高温度! 增大盐酸 用量及浓度均能提高盐酸分解的分解率*
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&.’ 朱 俊,中国钨资源前景探讨,中国钨业=.44>!.."%..0.# &!’ 彭少芳,钨冶金学&?’, 冶金工业出版社= .4<.,+#0#>,-" &+’ 李洪桂, 有色金属提取冶金手册!钨钼铼"&?’, 冶金工
业 出 版 社 =.444,+.0+! &#’ 李 运 姣 等, 南 昌 硬 质 合 金 厂 热 球 磨 碱 分 解 高 钙 黑 钨 精
现有的浸出工艺大多在高温下完成# 传统的 加热方式一般为工频感应加热# 现在有的厂家已 经开始转变加热方式# 采用远红外辐射加热&<’$ 这 种方式升温快# 热效率高# 而且反应物质直接吸 收远红外线产生振动# 有效改善动力学条件# 促 进分解反应的进行# 因此# 改变加热方式# 可以 提高分解率缩短分解时间# 是提高现有浸出工艺 水平的有效途经之一$
用粒度 0%!: &约 !;" 目% 的白钨精矿! 分别 对 -.)*# 开 始 的 正 反 应 和 -.-5! 开 始 的 逆 反 应 进 行 测 定 ! 结 果 得 到 !"! 时 78 !<%""/ ="! 时 ! 78!>!;;;! 可见平衡常数非常大! 即使盐酸过量
很少! 白钨矿的分解也能进行得相当完全* 从动力学考虑! 盐酸分解白钨矿属固?液相反
低# 诱发物质间的化学反应# 且这类反应具有不 同常规反应的热力学( 动力学特征# 机械活化工 艺的使用# 不仅改变了白钨矿不能用碱浸出的结 论# 而且在各种分解方法中采用机械活化# 都能 取得良好的效果$ 机械活化的推广# 将可以使整 个白钨矿浸出的工艺水平上一个台阶$ 0!2 567268
为了获得更好的白钨矿浸出效果# 目前在各 种分解方法中都加入添加剂# 一类是为了强化分 解反应# 一类是可以抑制杂质的分解# 获得更纯 净的浸出液# 一些添加剂的加入对白钨矿的浸出 效果较为明显# 甚至可 以 将 高 压 浸 出 转 为 低 压 &!’$ 因此# 寻找新的更加有效的添加剂# 将会进一步 完善现有的浸出工艺$ 0!3 69:’2;<
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由 于 %&’! 的 溶 度 积 ! () *+,#- !./ 0$$" 比 %&12# 的溶度积 !()*!3$+!$/04" 小# 因此# 从热 力学观点看反应是可以进行的$ 实验测定% !!-" 下平衡常数 (5*!#6-# 而碳酸钠在相同条件下仅为 $6-7# 且 分 解 反 应 一 般 能 在 较 短 时 间 !$#!8" 完 成# 因此在动力学上也不存在困难$
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氟盐分解白钨矿所用试剂少# 分解率高# 分 解时间短# 且所得溶液较为纯净# 废渣 !%&’!" 可 利用# 是较为有效的分解方法之一$
0 发展方向
0!1 %&’()*+,盐酸分解法在热力学上最容易实现# 该工艺
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白钨矿浸出工艺的现状 及发展方向
江西理工大学 徐迎春 南昌硬质合金有限责任公司 姜 萍
/ 0 本文从热力学和动力学角度对我国白钨矿浸出的几种主要工艺进行了分析介绍! 并指出了白钨矿 分解方法的发展趋势及方向*
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试验的结果表明# 在热球磨条件下# 控制一 定碱量’ 温度’ 时间# 苛性碱分解白钨矿的浸出 率可达 +)7%,3$
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123 白钨矿/ 浸出工艺/ 发展方向
中国是个钨资源大国! 钨矿储量占世界 %$&" 钨 矿 分 为 黑 钨 矿 # ’()*#$ +,)*#% 和 白 钨 矿 &-.)*#%! 据不完全统计’$(! 我国白钨矿的工业储 量约为 /0# 万 1! 占全国钨总储量的 02&! 长期以 来! 由于生产技术水平的限制! 我国的钨冶炼生 产是以黑钨矿为主! 但目前黑钨矿储量已日趋枯 竭) 以白钨矿替代黑钨矿意义重大且迫在眉睫* 我国现有以黑钨矿为原料的生产厂家如何实现 +黑, 与 +白, 冶炼工艺过程的叠加与转换! 对提 高企业经济效益和推动中国钨冶炼技术进步! 以 及提高中国钨资源的利用率都具有重大意义*
0 浸出工艺
0!0 %&’() 白钨矿易于用酸分解! 原则上盐酸- 硝酸$
硫酸均可! 工业上一般采用盐酸’!(! 其反应为. -.)*#&固% 3!4-5&液%64!)*#&固% 3-.-5!&液% 该反应的平衡常数 786’-.-5!(9’4-5(!!该平衡
常数可从热力学理论进行计算! 也可用实验测定! 矿石分解常用后者*
株洲硬质合金厂姚珍刚# 对该工艺进行了较 深入的研究 &7’# 采用不同品位 的 白 钨 矿 进 行 氟 化 钠浸出# 9&’ 用量为理论量的 $6! 倍# 加入适当的 添加剂# 升温至 $4/"# 压煮 $6- 小时# 试验结果 见表 #$
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矿源
川口 柿竹园
云南 邵阳 长沙 汝城
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盐酸分解白钨矿易于进行! 且分解率可达 <<&以上* 本法具有流程短! 成本较低等优点! 通 常适用于高纯白钨精矿和最终产品含钼量要求不 特别严格的情况* 0!1 *+,-.)
苛性钠通常用于黑钨矿的分解! 现在冶炼技术 表明!一定条件下!也可用于分解白钨矿* 其反应为.
-.)*#&固 %3!B.*4&液 %6B.!)*#&液 %3-.&*4%!&固 % 根据热力学计算! 该反应的平衡常数 7. 值很 小! !%!时仅为 !A%">"?#! 然而该数值仅在极稀溶 液中才准确* 有实际意义的是用反应达到平衡时 浓度表示的平衡常数 786CB.!)*#D9C B.*4D!!在不同 温度和不同 B.*4 溶液浓度下! 对 78 进 行 测 定 ’/( 结果见表 >*
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由表 , 可见# 45 值随温度升高和 -.06 溶液 浓度的增加而明显增大# 故在控制较高温度和适 当过量 -.06 溶液浓度下# -.06 溶液与白钨矿的 反应能够进行$
动力学研究表明# 反应的生成物 /.!06"! 为疏 松的固相膜# 因此# 分解速度是受化学反应速度 控制$ 中南大学李洪桂教授等研究开发了机械活 化 !热球磨" 新工艺# 实验表明# 对矿物进行机 械活化# 可强化化学反应# 从而取得良好的分解 效果$ 表 ! 为某厂采用这一工艺用苛性碱分解白 钨矿的试验结果%#&$
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流程短# 收率高# 渣量少# 但盐酸消耗大# 其中 有 $;+ 的盐酸在常压分解时变成酸雾排入大气中# 造成严重的环境污染# 改变这一现状的方法是采 用密闭式酸分解# 而这一工艺的关键在于密闭方 式和密闭装置的材质$ 0!0 ./01234
机械活化是一项全新工艺# 它可使物质的化 学活性增加# 究其原因# 主要是在强机械力的作 用下# 物质的微观结构发生畸变# 热化学温度降
矿及白钨精矿试车总结, 中国钨业#.447!7"@.+ &-’ 李洪桂, 稀 有 金 属 冶 金 学 &?’, 北 京@冶 金 工 业 出 版 社=
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应! 有相界面存在! 研究表明! 该反应过程主要 受内扩散 &钨酸膜层% 控制! 采用搅拌反应器和 热球磨进行对比实验’!(! 结果发现! 在 !"!及其他 条件相同的情况下! 在机械搅拌器中经过 >@ 小时 的反应! 其分解率达到 <%A#/&! 而热球磨中只经 过 $ 小时! 其分解率就达到 <@A$&* 工业条件下! 凡能改善内扩散的因素! 如提高温度! 增大盐酸 用量及浓度均能提高盐酸分解的分解率*
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现有的浸出工艺大多在高温下完成# 传统的 加热方式一般为工频感应加热# 现在有的厂家已 经开始转变加热方式# 采用远红外辐射加热&<’$ 这 种方式升温快# 热效率高# 而且反应物质直接吸 收远红外线产生振动# 有效改善动力学条件# 促 进分解反应的进行# 因此# 改变加热方式# 可以 提高分解率缩短分解时间# 是提高现有浸出工艺 水平的有效途经之一$
用粒度 0%!: &约 !;" 目% 的白钨精矿! 分别 对 -.)*# 开 始 的 正 反 应 和 -.-5! 开 始 的 逆 反 应 进 行 测 定 ! 结 果 得 到 !"! 时 78 !<%""/ ="! 时 ! 78!>!;;;! 可见平衡常数非常大! 即使盐酸过量
很少! 白钨矿的分解也能进行得相当完全* 从动力学考虑! 盐酸分解白钨矿属固?液相反
低# 诱发物质间的化学反应# 且这类反应具有不 同常规反应的热力学( 动力学特征# 机械活化工 艺的使用# 不仅改变了白钨矿不能用碱浸出的结 论# 而且在各种分解方法中采用机械活化# 都能 取得良好的效果$ 机械活化的推广# 将可以使整 个白钨矿浸出的工艺水平上一个台阶$ 0!2 567268
为了获得更好的白钨矿浸出效果# 目前在各 种分解方法中都加入添加剂# 一类是为了强化分 解反应# 一类是可以抑制杂质的分解# 获得更纯 净的浸出液# 一些添加剂的加入对白钨矿的浸出 效果较为明显# 甚至可 以 将 高 压 浸 出 转 为 低 压 &!’$ 因此# 寻找新的更加有效的添加剂# 将会进一步 完善现有的浸出工艺$ 0!3 69:’2;<
!"#$% &’&()**’+, -)./$,
BCDKLMN2OPQRS:T
由 于 %&’! 的 溶 度 积 ! () *+,#- !./ 0$$" 比 %&12# 的溶度积 !()*!3$+!$/04" 小# 因此# 从热 力学观点看反应是可以进行的$ 实验测定% !!-" 下平衡常数 (5*!#6-# 而碳酸钠在相同条件下仅为 $6-7# 且 分 解 反 应 一 般 能 在 较 短 时 间 !$#!8" 完 成# 因此在动力学上也不存在困难$
白钨矿 12+!:"
77,.! 77,>7 >!,.>!,#>",!" >!,!.
渣中总 12+ 含 量 !:" .,." .,<> .,+7 .,7 .,<> .,-
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分解率 !:" 44,+7 4<,<> 44,!44,"< 44,<< 44,"<
由试验结果 可 以 看 出 % 白 钨 矿 的 9&’ 压 煮 工 艺稳定# 分解率基本稳定为 44:左右$
氟盐分解白钨矿所用试剂少# 分解率高# 分 解时间短# 且所得溶液较为纯净# 废渣 !%&’!" 可 利用# 是较为有效的分解方法之一$
0 发展方向
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白钨矿浸出工艺的现状 及发展方向
江西理工大学 徐迎春 南昌硬质合金有限责任公司 姜 萍
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试验的结果表明# 在热球磨条件下# 控制一 定碱量’ 温度’ 时间# 苛性碱分解白钨矿的浸出 率可达 +)7%,3$
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123 白钨矿/ 浸出工艺/ 发展方向
中国是个钨资源大国! 钨矿储量占世界 %$&" 钨 矿 分 为 黑 钨 矿 # ’()*#$ +,)*#% 和 白 钨 矿 &-.)*#%! 据不完全统计’$(! 我国白钨矿的工业储 量约为 /0# 万 1! 占全国钨总储量的 02&! 长期以 来! 由于生产技术水平的限制! 我国的钨冶炼生 产是以黑钨矿为主! 但目前黑钨矿储量已日趋枯 竭) 以白钨矿替代黑钨矿意义重大且迫在眉睫* 我国现有以黑钨矿为原料的生产厂家如何实现 +黑, 与 +白, 冶炼工艺过程的叠加与转换! 对提 高企业经济效益和推动中国钨冶炼技术进步! 以 及提高中国钨资源的利用率都具有重大意义*
0 浸出工艺
0!0 %&’() 白钨矿易于用酸分解! 原则上盐酸- 硝酸$
硫酸均可! 工业上一般采用盐酸’!(! 其反应为. -.)*#&固% 3!4-5&液%64!)*#&固% 3-.-5!&液% 该反应的平衡常数 786’-.-5!(9’4-5(!!该平衡
常数可从热力学理论进行计算! 也可用实验测定! 矿石分解常用后者*
株洲硬质合金厂姚珍刚# 对该工艺进行了较 深入的研究 &7’# 采用不同品位 的 白 钨 矿 进 行 氟 化 钠浸出# 9&’ 用量为理论量的 $6! 倍# 加入适当的 添加剂# 升温至 $4/"# 压煮 $6- 小时# 试验结果 见表 #$
A # BCDE1FGHI*J
矿源
川口 柿竹园
云南 邵阳 长沙 汝城
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盐酸分解白钨矿易于进行! 且分解率可达 <<&以上* 本法具有流程短! 成本较低等优点! 通 常适用于高纯白钨精矿和最终产品含钼量要求不 特别严格的情况* 0!1 *+,-.)
苛性钠通常用于黑钨矿的分解! 现在冶炼技术 表明!一定条件下!也可用于分解白钨矿* 其反应为.
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