稀有金属 2001,(05),386-388 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2001.05.016
离子交换法回收白钨精矿酸分解母液与洗水混合液中的钨
肖连生 张启修
中南大学冶金科学与工程系!长沙410083,中南大学冶金科学与工程系!长沙410083,中南大学冶金科学与工程系!长沙410083
摘 要：
用D36 3树脂吸附白钨精矿酸分解母液与洗水混合液中的钨 , 用 2 8mol/L氢氧化钠进行解吸 , 可获得含钨高的溶液。树脂用碱性次氯酸钠再生 , 盐酸转型后 , 重复使用性能稳定。该法简单经济 , 能有效地回收钨
关键词：
钨 ;回收 ;离子交换 ;酸母液 ;洗水 ;
中图分类号： TF841.1
收稿日期： 2001-01-18
Recovery of Tungsten from Mixture Solution of Acid Digestion Mother Liquid and Washing Water of Scheelite Concentrate by Ion Exchange Method
Abstract：
The recovery of tungsten from mixture solution of HCl digestion mother liquid and washing water of scheelite concentrate with D363 resin was investigated. High tungsten concent solution was obtained with 2.8 mol/L NaOH as strippant. Reusability of the resin was stable when regenerated with alkali NaClO and transformed by HCl. It is a sort of effective and economical method for recovery of tungsten.
Keyword：
Tungsten; Recovery; Ion exchange; Acid mother liquid; Washing water;
Received： 2001-01-18
张掖有色金属公司白钨精矿经盐酸热分解后, 得到粗钨酸, 真空抽滤后, 用热水洗涤钨酸沉淀, 产生的酸母液及洗水中钨含量较高。这些钨大多数是以磷钨杂多酸和砷钨杂多酸的形式存在, 水溶性大
[1 ]
。用钙盐沉淀的方式来回收, 工艺流程复杂, 且不经济。用离子交换法来富集回收这种酸母液及洗水中的钨, 具有钨回收率高、工艺简便、经济合理、劳动条件好等优点。本文主要研究了不同的离子交换树脂和不同的树脂型式对混合液中钨的吸附能力, 同时考察了吸附和解吸速度、解吸剂浓度、杂质等因素对回收钨的影响, 从而确定最佳的工艺条件。
1 条件实验
1.1 实验设备及试剂
主要设备:离子交换柱 (D 12.5 mm×260.0 mm) , 721型分光光度计;
试剂:盐酸, 氢氧化钠, 次氯酸钠均为化学纯;
原料:酸分解母液和洗水的混合液 (WO3 :10 g/L, pH 值:0.45) 。
1.2 实验过程
将混合液以一定的流量经离子交换柱进行吸附, 然后用水洗涤至中性, 再用氢氧化钠溶液解吸, 接着将树脂转型, 最后水洗至中性
[2 ]
, 投入下一次吸附。
2 实验结果及讨论
2.1 不同树脂对吸附的影响
选用 Cl 型 D201 树脂、D363 树脂、D370 树脂进行对比实验, 接触时间均为 60 min, 前一种是大孔强碱性阴离子交换树脂, 后两种是大孔弱碱性阴离子交换树脂。D201树脂在交后液达到 175 ml 时, 交后液 WO3 含量已高达 10 g/L, 完全饱和, 所以该树脂的吸附性能比另两种树脂差很多, 不予作图比较。D363、D370 树脂的对比实验结果如图1。
图1 不同树脂对吸附的影响
Fig .1 Influence of different resins on adsorption
1—D370 树脂;2—D363 树脂
从图1看出, D363 树脂吸附钨的性能明显优于 D370 树脂, 所以下面的实验均采用 D363 大孔弱碱性阴离子交换树脂。
2.2 树脂型式对吸附的影响
接触时间 60 min, 用 Cl 型树脂和 OH 型树脂进行对比实验, 结果如图2。
图2 树脂型式对吸附的影响
Fig .2 Influence of different types of resin on adsorption
1—OH型;2—Cl型
从图2看出, Cl型树脂比OH型树脂吸附效果好些。由于 D363 树脂为弱碱树脂, 对OH- 的亲和势大, 难于被 WO4 2- 交换下来, 而 Cl 型树脂对酸性溶液中钨的交换就好得多。所以下面的交换吸附均采用 Cl 型树脂。
2.3 吸附速度对吸附的影响
吸附时, 选择接触时间为 40、60 min, 即流速为 37.5、25 ml/h 进行对比, 结果如图3。
图3 吸附速度对吸附的影响
Fig .3 Influence of different velocities on adsorption
1—接触时间 40 min;2—接触时间 60 min
从图3看出, 接触时间为 60 min 时, 效果好得多。此现象可能与钨在酸性溶液中聚合成大离子有关, 它在树脂内部的扩散速度制约了整个交换速度, 所以要求吸附流速不能过快, 以获得好的交换效果。以下实验的吸附接触时间均为 60 min。
2.4 解吸剂浓度对解吸的影响
在中性条件下, 钨的仲盐容易结晶析出, 使管道堵塞, 所以采用氢氧化钠溶液作解吸剂, 解吸速度为 12.5 ml/h 时, 选用2 mol/L NaOH 溶液和 2.8 mol/L NaOH 溶液作对比实验, 解吸曲线如图4。
图4 解吸剂浓度对解吸的影响
Fig .4 Influence of different concentrations of strippant on stripping
1—2.8 mol/L NaOH;2—2 mol/L NaOH
从图4看出, NaOH 溶液是钨的有效解吸剂。NaOH 浓度较高时, 峰值较大, 解吸曲线升降更陡, 钨更集中。实验过程中, 若 NaOH 溶液浓度过高, 会导致某些杂质以沉淀形式析出, 不利于进一步处理, 而且碱度太大对弱碱树脂性能有所影响。研究表明, 钨的最大富集倍数可达10倍以上。
2.5 解吸速度对解吸的影响
用 2.8 mol/L NaOH 溶液作解吸剂, 解吸速度分别为 20、12.5 ml/h, 作对比实验, 结果如图5。
图5 解吸流速对解吸的影响
Fig .5 Influence of different velocities on stripping
1—12.5 ml/h;2—20 ml/h
从图5看出, 解吸速度为 12.5 ml/h 的曲线较好, 且钨分布更集中一些, 有利于钨的浓缩回收。所以要放慢解吸速度, 以求得好的解吸效果。
2.6 树脂再生实验
实验所用的原料是白钨精矿酸分解母液和洗水的混合液, 该混合液中不可避免地带有一定的硫及硫的化合物, 由于它们容易在树脂上积累, 使树脂中毒, 若不对树脂进行再生处理, 树脂的交换容量会大大下降
[3 ]
。本实验采用 0.5 mol/L NaClO 与 0.25 mol/L NaOH 混合液作再生剂, 硫及硫的化合物被氧化成 SO
2 - 4 , 树脂解毒。树脂解吸后, 用去离子水洗至中性, 用再生剂氧化处理, 再用 2 mol/L 的盐酸洗涤, 最后用去离子水洗至中性的方法再生, 树脂重复使用性能稳定, 交换容量不会降低。
3 结论
1.白钨精矿酸分解母液和洗水混合液在酸性条件下用 Cl 型 D363 树脂吸附钨, 交换容量大, 接触时间为 60 min 时, 可得到较高的吸附率。
2.负载树脂易于用 NaOH 溶液解吸, 解吸剂浓度为 2.8 mol/L, 解吸速度为 12.5 ml/h 时, 所得溶液钨浓度高, 富集度大, 最大富集倍数可达 10 倍以上。
3.树脂用碱性次氯酸钠再生, 盐酸转型后, 重复使用性能很好。
参考文献
[1] 黄蔚庄, 张启修, 龚柏凡中南矿冶学院学报, 1994, 24 (6) :121
[2] 黄芍英, 张启修, 徐景惠等中南矿冶学院学报, 1994, 24 (6) :23
[3] 文颖萍等, 张启修, 肖连生稀有金属与硬质合金, 2000, (3) :
