二鉬酸銨中鈣含量控制的研究

劉 蕾

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司化學分公司，陜西渭南，714000)

二鉬酸銨高溫焙燒成為純三氧化鉬，《中華人民共和國有色金屬行業(yè)標準》中對純三氧化鉬產品鈣的含量有明確要求(見表1)，根據(jù)鈣富集系數(shù)的計算原料二鉬酸銨中的鈣含量需要<0.0004%，方能保證三氧化鉬產品中鈣含量符合要求。當前老線工藝生產的二鉬酸銨產品鈣指標含量要求為Ca≤0.0006%，因此，需要對二鉬酸銨生產工藝過程中的鈣含量的控制方法進行研究，找到鈣含量高的原因及有效控制二鉬酸銨鈣含量的方法。

表1 純三氧化鉬化學成分(質量分數(shù))

1 工藝原理

跟蹤老線二鉬酸銨生產工藝流程，取所研究工序樣品進行送檢分析，得到鈣含量超標的原因，從而獲得控制二鉬酸銨鈣含量的方法和模式。

1.1 酸洗二鉬酸銨生產工藝

通過以下工序將氧化鉬轉變?yōu)殂f酸銨溶液,并去除其中雜質后,蒸發(fā)結晶得到二鉬酸銨產品,生產工藝流程見圖1。其中離心甩出的母液繼續(xù)返回氨浸工序進行處理。

圖1 酸洗工藝二鉬酸銨生產工藝流程圖

1.2 鈣對生產工藝的影響

生產中鈣主要在酸洗環(huán)節(jié)去除。酸洗濾餅中的鈣以Ca(NO3)2和CaMoO4形式存在,Ca(NO3)2進入氨浸環(huán)節(jié)后與浸出液中的MoO42-生成CaMoO4沉淀進入氨浸渣中,達到除鈣效果,相應的離子反應方程式如下：

Ca(NO3)2+MoO42-=CaMoO4↓+NO3-

由于Ca(NO3)2和CaMoO4溶度積較大,部分鈣以離子狀態(tài)存在于氨浸液中無法去除,經過多次循環(huán)后,溶液中鈣含量較高,導致后續(xù)產品鈣含量超標[1]。

2 影響因素分析

二鉬酸銨生產工序主要有酸洗、氨浸、酸沉、氨溶、二鉬蒸發(fā)、烘干包裝六個工序，通過對二鉬酸銨生產過程中各工序的分析，對于影響鈣含量超標的原因進行了系統(tǒng)研究，主要包括：凈化液對二鉬酸銨鈣含量的影響、四鉬酸銨對二鉬酸銨鈣含量的影響、二鉬母液對二鉬酸銨鈣含量的影響三個方面。

2.1 凈化液對二鉬酸銨鈣含量的影響

二鉬酸銨生產主要是利用四鉬酸銨為原料進行生產，而四鉬酸銨的生產品質主要由凈化液的質量決定，所以有必要對凈化液和二鉬酸銨的關系進行研究。

將凈化液罐的樣品與對應生產的二鉬酸銨樣品進行鈣含量的檢測，數(shù)據(jù)見表2。

表2 凈化液和二鉬酸銨鈣含量關系(mg/L)

從表2可看出凈化液中的鈣含量越高，相應產品中的鈣含量會上升。

2.2 四鉬酸銨對二鉬酸銨產品質量的影響

四鉬酸銨中各指標對產品質量尤其是化學指標影響比較大的金屬離子是二價金屬離子銅、鐵、鈣、鎂，因此原料中各個指標的穩(wěn)定對后續(xù)生產工序有一定的影響[3]。經過酸沉得到的四鉬酸銨作為生產二鉬酸銨的原料，也對二鉬酸銨的產品質量產生影響。所以進行試驗，以四鉬酸銨進行氨溶，二鉬母液在循環(huán)一周后得到二鉬酸銨進行統(tǒng)計。

從表3可看出原料中的鈣含量越高，相應的產品中的鈣含量會上升。

表3 四鉬酸銨和二鉬酸銨鈣含量關系(%)

2.3 二鉬母液對二鉬酸銨產品質量的影響

二鉬母液各個化學元素指標，在母液循環(huán)利用過程中會不斷富集，導致產品中的化學指標出現(xiàn)異常[4]。二鉬酸銨中的鈣是母液帶來的液體鈣離子，經過干燥轉移到固相二鉬酸銨中的。所以有必要對母液循環(huán)過程中的各種化學元素的富集情況進行統(tǒng)計分析。

二鉬生產系統(tǒng)一周循環(huán)后，對循環(huán)前后的各個元素的富集情況進行統(tǒng)計如表4。

表4 循環(huán)前后二鉬母液的化學指標對比(mg/L)

從表4中的數(shù)據(jù)可以看出：鈉、鉀、銅元素富集速度慢；鈣、鐵元素富集速度快。

3 影響因素分析和改進措施

3.1 因素分析

從上述實驗可以看出：凈化液、四鉬酸銨和二鉬母液中的鈣含量升高，均會造成二鉬產品中的鈣升高；在對二鉬母液中的各種元素的富集程度的研究中，可以看出鈣、鐵的富集速度較其他元素更快。

產品質量統(tǒng)計上鈣出現(xiàn)不合格的幾率很小，但是在老線工藝生產鉬酸鈣的過程中經常會出現(xiàn)鈣含量超標的現(xiàn)象，所以我們就由后端向前推，對每一個工序進行調查，分析其鈣的來源，最終在氨浸工序找到原因，由于清洗地面和濾布，會導致鈣元素進入凈化液，進而影響四鉬酸銨和二鉬酸銨的產品質量。

3.2 改進措施

針對現(xiàn)工藝的實際情況，執(zhí)行了以下改進措施：

(1)首先完善生產工藝流程的操作，確保工藝操作準確無誤。

(2)其次對氨浸工序鈣的來源進行切斷，將廢水統(tǒng)一收集進行處理，提高凈化液品質。

(3)最后停止鉬酸鈣工藝的生產，確保鉬酸銨生產過程沒有鈣污染。

經以上措施的改進，老線二鉬酸銨產品的質量得到很大的改善。改進前后，每月二鉬酸銨產品鈣含量超標平均數(shù)對比情況如表5。

表5 改進前后每月二鉬酸銨鈣超標的平均數(shù)情況對比

4 結論

(1)二鉬酸銨中出現(xiàn)鈣超標是由于在生產鉬酸鈣時對鉬酸銨生產過程造成了鈣污染，使二鉬酸銨生產過程鈣富集速度加快，導致產品鈣含量上升。

(2)凈化液中的鈣含量上升是影響二鉬酸銨產品中鈣超標的直接原因。

(3)通過對上述問題的分析，對生產工藝流程的操作進行完善，確保工藝操作準確無誤，對氨浸工序鈣的來源進行切斷，提高凈化液品質，確保鉬酸銨生產過程沒有鈣污染。并將之引用于實踐，使二鉬酸銨產品質量得到了提升。