2.结果与分析

2.1钨酸钠浓度的影响

通过实验考察了钨酸钠浓度对穿漏交换容量的影响。

由表1对比可见，传统工艺对溶液浓度的适应能力极差。当交前液浓度由25g/L上升到100g/L时，传统工艺的吸附容量迅速大幅度跌落，几乎丧失殆尽。这与文献的报道是一致的。离子交换工艺的发明者胡兆瑞等在最初的报道中就指出“Na2WO4溶液中WO3浓度对吸附容量影响极大，为了得到较高的吸附容量，溶液中WO3的浓度必须控制在15-25g/L为好”。胡兆瑞在谈及当年的创造性研究工作时就回忆到，试验过程中为解决树脂吸附容量的问题，将溶液不断稀释从而逐渐获得越来越好的效果。最终，基于“追求交换率，不追求交换容量”的方针，定下了现在的WO3的浓度限。长期以来的生产实践和科研也似乎在说明25g/L是难以逾越的WO3浓度上限。

但是，采用我们发明的新工艺，则完全突破了这一浓度上限。由表1可以看出，当交前液浓度由25g/L上升到100g/L甚至150g/L时，新工艺的吸附容量并没有回落。从数值上看甚至还有所增长，但保守起见，我们宁愿将其归于实验结果的自然涨落。实验结果说明新工艺对于高浓度钨酸钠溶液具有极好的适应性。

 

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随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。与此同时，人口剧增、资源消耗、环境污染、生态破坏等问题日益突出，“人口、发展与环境”成为国际社会共同关心的重要议题。只有彻底改变长期沿用的大量消耗资源和能源的粗放式发展模式，推行行业的清洁生产，才能实现可持续发展。

钨是我国的丰产元素。钨湿法冶炼的离子交换法最早是由我国科技工作者研究开发的。它采用强碱性阴离子交换树脂，与碱性粗NA2WO4溶液发生交换反应吸附钨，然后用NH4CL和NH4OH的混合溶液解吸出纯(NH4)WO4溶液，而绝大部分杂质如磷、砷、硅留在交换后液中排掉。与原有的经典方法如人造白钨法、铵钠复盐法、萃取法以及酸性或弱碱性树脂离子交换法相比，这一方法流程短、可同时完成除杂和转型两个任务，并且设备简单，钨回收率高，所以一经问世便迅速在国内钨冶金企业得到广泛应用。

但是人们一致认为在交换时溶液中钨的浓度不宜超过25g/L WO₃，否则就会引起离子交换树脂工作交换容量的显著下降。而钨矿浸出过程产出的Na₂WO₄溶液浓度一般都在200g/L左右，因为离子交换时必须将溶液稀释10倍左右，这就使处理溶液体积大大增加，降低了生产能力。由于大量的水体在生产中滞留、输送，造成车间建筑空间庞大、能源动力消耗可观。据初步测算，一个年生产能力为5000t APT的车间，仅稀释槽搅拌的动力电消耗就合约10万元/a。而且由于过度稀释，不但消耗大量的水资源，还导致生产流程中水过度膨胀而水无法平衡，只能将大量废水排放。而废水中含有砷等有害元素已经大量未反应的化工试剂NaOH，造成一系列环境问题。另外还值得一提的是，仅随废水损失掉的钨就可以冶炼回收率损失约0.8个百分点。

所以提高待交换溶液Na₂WO₄浓度，大幅度降低水用量是仍待解决的问题。但是由于理论发展滞后，到目前为止这方面的尝试都是不成功的。

针对高浓度调解下Na₂WO₄溶液的离子交换问题，我们进行了系统的研究，探索了高浓度Na₂WO₄溶液离子交换的理论与工艺问题，得到了较好的结果。


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1 试验方法

1.1试剂

树脂（201x7强碱性阴离子交换树脂），Na2WO4.2H2O（化学纯试剂），NaOH(化学纯试剂)，NH4Cl（分析纯试剂），氨水（分析纯试剂），辛可宁（分析纯试剂），盐酸（分析纯试剂），硝酸根（分析纯试剂），水（一次蒸馏水），工业钨酸钠料液（某厂提供）

1.2装置与设备

离子交换设备 自制（交换柱规格：直径x高度为40mm x400mm）

分光光度计 上海惠普

1.3 操作与分析

使实验室配制的或来自生产线的钨酸钠料液以一定速度流经离子交换柱，用辛可宁检验交后液中钨的漏穿点。

使用3mol/L NH₃+5mol/L NH₄CL作解吸树脂上被吸附的钨。

使用硫氰酸盐分光光度比色法分析溶液中WO₃的浓度。

 

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偏钨酸铵主要制取工艺如下：

1.以钨酸铵溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法先制得偏钨酸按溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵；

2.以钨酸钠溶液为原料的溶剂萃取法制得AMT溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。

3.加热热离解APT，使其失去部分铵和结晶水，转化为易溶于水仲钨酸铵，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。

4.将APT在水中搅拌下用酸中和至PH3-4条件下使APT转化为AMT溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。

美国多以钨酸铵溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法先制得偏钨酸铵溶液。欧洲一些国家多采用以钨酸钠溶液为原料的溶剂萃取法。中国目前则主要采用以仲钨酸铵(APT)为原料的热离解法。


 

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