磷分解黑白鎢混合礦

目前工業上分解鎢礦物原料的方法主要是NaOH分解工藝，該方法必須在高溫高壓高堿的條件下才可實現鎢礦的有效分解。而鎢礦的酸分解法，熱力學反應趨勢很高，但受動力學限制，分解往往不完全。

為此，趙中偉提出了一種硫酸-磷酸混酸協同體系處理白鎢礦的技術，實現了白鎢礦的一步高效分解。該方法在酸性條件下進行，採用價格低廉、無揮發性的硫酸做浸出劑，而磷酸為絡合劑起到協同作用，使鎢形成溶解度很大的磷鎢雜多酸進入溶液，而鈣形成硫酸鈣進入固相。

但是該工藝目前只能處理白鎢礦，而不能分解黑鎢礦。實際上，鎢雖然主要以白鎢礦產出，但仍有相當部分為黑鎢礦。如我國儲量最大的鎢礦柿竹園礦，其鎢探明儲量為74.7萬t，黑、白鎢的比例為3:7，實際是一個黑白鎢混合礦。閩西行洛坑黑、白鎢共生礦床，黑、白鎢的比例為5:5其保有鎢儲量在30萬噸左右。對於此類礦物，使用硫酸-磷酸混酸工藝直接處理，其中的黑鎢礦完全不反應，全部進入浸出渣。實際上，不光硫酸-磷酸混酸體系難以分解黑鎢礦，即便採用其它各種酸，對黑鎢礦的浸出反應都極慢。

綜上所述，鑒於黑鎢礦在各種酸性體系中均不能有效分解，或許需要全新的技術思路。我們設想將黑鎢礦轉型為白鎢礦，則有望實現鎢在硫酸-磷酸體系中的高效分解。

黑 鎢礦轉型為白鎢礦可通過以下反應來實現：(Fe,Mn)WO₄+CanA₂＝CaWO₄+(Fe,Mn)nA₂

25℃時CaWO₄、MnWO₄及FeWO₄的溶度積分別為1.82×10^-9、8.71×10^-10和1.0× 10^-15。若要使溶解度較小的黑鎢礦 (MnWO₄、FeWO₄)轉化為溶解度大的白鎢礦(CaWO₄)，就必須同時使黑鎢礦中的鐵錳形成穩定的化合物，以促進反應向右進行。為此，通過引入磷酸根可使Fe²⁺、Mn²⁺生成難溶的磷酸鹽，故選擇以磷灰石(Ca₁₀(PO₄)6F₂)為轉化劑。根據熱力學計算，即使是溶度積較小的FeWO₄ 同Ca₁₀(PO₄)6F₂反應的熱力學趨勢都非常大。

實際上，我國白鎢礦資源常伴生有大量的磷灰石，其中的磷含量與常規磷礦接近。有鑑於此，可以通過向黑白混合礦中添加高磷白鎢礦的方式，不需要經過磷灰石的選礦富集而直接利用高磷白鎢礦實現黑鎢的轉型。為此，可採用球磨的方式對黑鎢礦和高磷白鎢礦的混合礦進行處理。通過浸出實驗發現，用該方法處理後，黑白鎢礦都能夠在硫酸-磷酸浸體系中徹底分解。

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