氫氟酸直接浸出從含鎢螢石精礦中提鎢試驗(yàn)研究

鐘 勇，雷 湘，牛 磊，黃彥強(qiáng)

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

·冶 金·

氫氟酸直接浸出從含鎢螢石精礦中提鎢試驗(yàn)研究

鐘 勇，雷 湘，牛 磊，黃彥強(qiáng)

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

介紹了湖南某地區(qū)含鎢螢石精礦采用氫氟酸直接浸出提鎢的方法。通過對氫氟酸用量、浸出溫度和浸出時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行研究表明：在加入液固比1.2∶1的氫氟酸溶液（含氫氟酸40%），浸出溫度30℃，浸出時(shí)間1 h的條件下，鎢浸出率可達(dá)93%以上。

含鎢螢石精礦；氫氟酸；直接浸出；鎢浸出率

鎢是1781年由瑞典化學(xué)家舍勒（C.W.Scheele）發(fā)現(xiàn)的。到本世紀(jì)初期，由于鎢的一系列應(yīng)用開發(fā)，鎢廣泛應(yīng)用于航空航天、硬質(zhì)合金、汽車工業(yè)、化工、陶瓷等領(lǐng)域［1～3］。我國鎢礦資源豐富，分布廣，礦床類型齊全。近年來，“采富棄貧、采易棄難”的現(xiàn)象屢禁不止，已造成了我國鎢礦資源的日益枯竭，貧、細(xì)、雜的難選性含鎢螢石礦資源所占開采比例日益增大［4］。目前亟需開發(fā)新工藝解決含鎢螢石礦分選難題、含鎢螢石精礦硫酸焙燒脫氟石膏渣污染環(huán)境、難以高效利用、白鎢精礦冶煉困難、廢水排放量大等一系列難題，以保障鎢礦資源的安全以及實(shí)現(xiàn)資源的清潔高效綜合利用。

本文通過一系列探索試驗(yàn)，采用冶煉的方法直接從含鎢螢石精礦中浸出鎢。

1 試驗(yàn)原料及條件

1.1 試驗(yàn)原料

含鎢螢石精礦礦樣取自湖南某地區(qū)，其多元素分析結(jié)果見表1。

表1 含鎢螢石精礦的多元素分析 %

其它試劑主要有：氫氟酸溶液，分析純，含氫氟酸40%。

1.2 試驗(yàn)原理

利用生成產(chǎn)物的溶解度更小的原理，含鎢螢石精礦在一定溫度下與氫氟酸溶液反應(yīng)，生成溶解度更小的CaF2，同時(shí)生成的鎢酸能溶于氫氟酸，使鎢進(jìn)入溶液，達(dá)到鎢從礦石中分離的目的：

CaWO4==＋2HF H2WO4↓＋CaF2↓

H2WO4==＋8HF H2WF8＋4H2O

SiO2==＋4HF SiF4＋2H2O

入液后的鎢可采用大孔徑陰離子交換樹脂吸附，負(fù)載樹脂經(jīng)淋洗、解吸，得到純度較高的含鎢溶液；入液后的含鎢溶液也可通過除雜（P、As、Si、Mo等雜質(zhì)），然后經(jīng)萃取、反萃，得到純度較高的含鎢溶液。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備主要包括數(shù)顯恒溫水浴鍋、增力電動(dòng)攪拌器和循環(huán)水式多用真空泵。

1.4 試驗(yàn)方法

稱取一定量的含鎢螢石精礦放入燒杯，在一定的液固比條件下，加入氫氟酸溶液，加熱到一定溫度反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌濾渣，計(jì)量溶液體積，取樣并送樣；濾渣烘干，稱量，制樣、取樣并送樣。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 氫氟酸溶液加入量的影響

稱取200 g含鎢螢石精礦放入燒杯，按液固比0.8∶1、1∶1、1.2∶1和 1.4∶1分別進(jìn)行氫氟酸溶液加入量試驗(yàn)，加熱到60℃，反應(yīng)2 h。結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，鎢浸出率隨著氫氟酸加入量的增加而提高。當(dāng)加入氫氟酸液固比為1.2∶1，鎢浸出率為93.46%，當(dāng)加入氫氟酸液固比為1.4∶1時(shí)，鎢浸出率可達(dá)94.21%，但相對提高不大，所以后續(xù)試驗(yàn)加入氫氟酸溶液取液固比為1.2∶1。

圖1 鎢浸出率與氫氟酸加入量關(guān)系

2.2 浸出溫度對鎢浸出的影響

稱取200 g含鎢螢石精礦放入燒杯，按液固比1.2∶1加入氫氟酸溶液，分別在浸出溫度30℃、45℃、60℃的條件下，反應(yīng)2 h，結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，鎢浸出率隨著浸出溫度的升高而提高，當(dāng)浸出溫度為60℃時(shí)，鎢浸出率最高達(dá)到93.79%。但當(dāng)浸出溫度為30℃時(shí)，鎢浸出率也有93.21%，因此浸出溫度以30℃為宜。

圖2 鎢浸出率與浸出溫度關(guān)系

2.3 浸出時(shí)間對鎢浸出的影響

稱取200 g含鎢螢石精礦放入燒杯，按液固比1.2∶1加入氫氟酸溶液，浸出溫度30℃，分別進(jìn)行1 h、2 h和3 h的浸出時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示。

圖3 鎢浸出率與浸出時(shí)間關(guān)系

從圖3可以看出，鎢浸出率隨著浸出時(shí)間的延長而提高，當(dāng)浸出時(shí)間為3 h時(shí)，鎢浸出率最高達(dá)到93.09%。但當(dāng)浸出時(shí)間為1 h時(shí)，鎢浸出率也有92.40%，綜合考慮浸出時(shí)間取1 h。

2.4 穩(wěn)定試驗(yàn)

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果確定含鎢螢石精礦采用氫氟酸直接浸出提鎢最佳工藝參數(shù)：加入液固比1.2∶1的氫氟酸溶液（含氫氟酸40%），浸出溫度30℃，浸出時(shí)間1 h。在最佳工藝條件進(jìn)行穩(wěn)定試驗(yàn)，獲得的3個(gè)樣品鎢浸出率見表2。

表2 含鎢螢石精礦采用氫氟酸直接浸出提鎢穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果 %

從表2可知，在含鎢螢石精礦采用氫氟酸直接浸出提鎢最佳工藝參數(shù)條件下，鎢浸出率為92.17%～92.68%，平均為92.48%。

3 結(jié) 論

1.針對湖南某地區(qū)含鎢螢石精礦，采用氫氟酸直接浸出提鎢工藝，鎢浸出率較高，二氧化硅基本上也被氫氟酸溶解，產(chǎn)出的浸出渣CaF2含量較高，可用于生產(chǎn)高純螢石。

2.采用氫氟酸直接浸出提鎢工藝，在加入氫氟酸溶液液固比1.2∶1，浸出溫度30℃，浸出時(shí)間1 h的工藝條件下，鎢浸出率為 92.48%，渣率為78.8%，渣含WO30.7%，CaF2含量55.3%。

3.氫氟酸直接浸出提鎢工藝流程簡單，避免了投資較多的設(shè)備，鎢浸出率較高，從而有效降低成本，可以實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。但氫氟酸腐蝕性較強(qiáng)，對設(shè)備的防腐要求較高，且工作人員操作不便，應(yīng)做好相應(yīng)防護(hù)措施。

［1］ 趙天從.有色金屬提取冶煉手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.1－2.

［2］ 肖超，劉景槐，吳海國.低品位鎢渣處理工藝試驗(yàn)研究［J］.湖南有色金屬，2012，28（4）：24－26.

［3］ 劉振楠，劉景槐，吳海國.低品位錫鎢螢石中礦綜合回收試驗(yàn)［J］.有色金屬，2016，48（3）：48－51.

［4］ 肖軍輝，樊珊萍，王振，等.湖北低品位鎢鈦多金屬礦綜合回收試驗(yàn)研究［J］.稀有金屬，2013，37（4）：656－665.

Extracting Tungsten from Tungsten Fluorite Concentrate by Direct Leaching with Hydrofluoric Acid

ZHONG Yong，LEI Xiang，NIU Lei，HUANG Yan-qiang
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

A method for extracting tungsten from tungsten fluorite concentrates in Hunan by direct leaching with hydrofluoric acid is introduced.Through the process of hydrofluoric acid dosage，leaching temperature and time parameters were researched.The results show that adding ratio of liquid to solid solution of hydrofluoric acid is 1.2∶1（content 40%），leaching temperature 30℃ and leaching time 1 h.Under the condition，tungsten leaching rate can reach over 93%.

tungsten fluorite concentrate；hydrofluoric acid；direct leaching；tungsten leaching rate

TF803.2＋1

A

1003－5540（2017）05－0020－03

鐘 勇（1983－），男，工程師，主要從事有色金屬冶煉研究工作。

2017－07－26