從鎢廢料酸性萃取法仲鎢酸銨

鎢是一種重要的稀有金屬元素,在工業上具有廣泛的用途。工業上從各種含鎢物料有兩種來源,一種是從鎢礦中提取鎢,這種叫原生鎢;另一種是從鎢製品中回收廢,如催化劑,廢合金等,這種叫鎢的二次資源,隨著鎢資源越來越稀少,鎢的二次資源使用比例也越來越大。

鎢廢料制取仲鎢酸銨一般需要用得蘇打燒結浸出和溶液萃取法兩道工序。上述兩種浸出方法獲得的浸出液為鎢酸鈉和碳酸鈉的混合溶液,其中通常還含有少量的P,As,Si等雜質,這種溶液即為含鎢物料蘇打浸出液。

從含鎢物料蘇打浸出液中制取鎢酸銨溶液的一類重要方法為溶劑萃取法。現行工業上採用的萃取法以弱鹼性高分子胺類(如高分子叔胺、伯胺、仲胺等)為萃取劑在酸性(pH值2~4)條件下萃取鎢,負載有機相用氨水反萃取取獲得鎢酸銨溶液,這種萃取方法被稱為酸性萃取法。

萃取法图片

以叔胺為例,有機溶液萃取法的過程有預處理及酸化、萃取、水洗和反萃四個階段,整個萃取過程是在箱式混合澄清器內進行的。

在預處理階段,由於萃取過程中,磷、砷、矽都會與鎢細泥形成雜多酸離子而被萃入有機相,叔胺萃取過程並不能分離這些雜質,影響萃取品質,所以應在萃取工作開始前就進行淨化,與化學沉澱法類,一般用鹽酸去除矽、錫,MgCl­2去除磷、砷、氟。

酸化是有機溶液萃取法的第一個階段,胺首先要與無機酸形成胺鹽後,才能萃取金屬絡陰離子。所以在萃取之前,有機相必須進行酸化,轉化為了胺鹽。酸化可以使用鹽酸、硝酸或硫酸,在實際使用過程中,以硫酸的效果最好。

萃取是有機溶液萃取法的第二個階段,Na2WO4溶液除雜後酸化至pH2-3時,鎢酸根離子聚合成(W12O39)6-或(H2W12O40)6-,將此溶液與酸化後的有機相混合(有機相為10% N235+10%促辛醇+80%煤油),會發生偏鎢酸根與有機相中胺鹽的SO42-或HSO4-的交換反應,鎢形成萃合物進入有機相。。

水洗是有機溶液萃取法的第三個階段,將萃取後的有機相與純水混合後分相,使有機相夾帶的Na+和SO42-轉入水相,此過程不發生化學反應。

反萃是有機溶液萃取法的第四個階段,也是實現連續作業的關鍵,一般工業上都是用氨水來反萃鎢。比較好的方法是用塔式接觸器在密閉條件下反萃,塔的高徑比為4.5,而且用氨氣將反萃劑稀氨水的pH值調到11,並配合激烈的攪拌混合。

酸性萃取法存在一些缺點:(1)須將含大量游離碳酸鈉的浸出液調節至酸性(pH值2~4),既浪費了浸出液中的游離碳酸鈉又消耗了大量的無機酸(硫酸或鹽酸),而且酸堿中和產生的無機鹽還會污染環境;(2)由於在酸性條件下P,As,Si能與鎢形成雜多酸根,在萃取過程中P,As,Si等雜質會與鎢一起萃入有機相,故酸性萃取法不具備除P,As,Si等雜質的功能而只能將鎢酸鈉溶液轉化為鎢酸銨溶液。雜質P,As,Si等需採用化學沉澱法(鎂鹽法或銨鎂鹽法)在鎢酸鈉溶液中預先除去,化學試劑消耗大且過程中有鎢的損失。

 

 

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