[发明专利]一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低磷钨酸铵溶液脱磷方法，是对黑白钨混合矿冶炼工艺：“黑白钨矿加磷酸盐低碱分解-碳酸钙脱磷-离子交换-钨酸铵溶液除钼-蒸发结晶制取APT”中的“脱磷”技术的创新，具体讲是在离子交换所得低磷(NH₄)₂WO₄溶液中通过添加硫酸镁实现深度除磷的方法，以达到钨磷分离和制取高纯APT的目的。

背景技术

目前部分黑白钨矿采用加磷酸盐低碱分解工艺，为实现钨磷分离，得到的钨酸钠溶液必须用碳酸钙脱磷。生产中发现，部分复杂黑白钨矿碱分解后难以用碳酸钙脱除磷。其主要存在如下问题：一、多次加入碳酸钙也无法将磷除去；二、多次使用碳酸钙除磷造成碳酸钙消耗大，同时生成的磷酸钙渣量大、钨损高；三、钨渣回收利用造成企业生产成本增加。

发明内容

本发明目的是提供一种低磷钨酸铵溶液的脱磷方法，用最少的试剂用量，最短的反应时间，最经济方法实现脱磷。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：对于难以用碳酸钙脱除磷的复杂黑白钨矿，加磷酸盐低碱分解后，直接进入离子交换工序，经离子交换脱磷并转型得到钨酸铵溶液后，溶液中残余磷浓度在0～1g/L，然后在钨酸铵溶液中加入无水分析纯硫酸镁脱磷，使磷生成难溶化合物沉淀下来，而钨仍留在溶液中，同时不引入其它杂质元素，达到磷与钨的分离目的。其化学反应式如下：

(NH₄)₂HPO₄+MgSO₄+NH₄OH＝MgNH₄PO₄↓+(NH₄)₂SO₄+H₂O

脱磷后溶液中的钨磷比(WO₃/P)≥10000，符合工艺技术要求，脱磷效果显著。

工艺条件是：无水分析纯硫酸镁用量1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度：常温。

本发明的有益效果：试剂用量少，反应时间短，价格便宜，对低浓度P的除磷效果好(见表1至表4)，不引入其它杂质元素，渣量小，减少了钨在渣中的损失，经济实用；以低磷浓度的钨酸铵溶液硫酸镁脱磷取代钨酸钠溶液碳酸钙脱磷，每吨APT产品脱磷试剂费用降低80元，能耗减少205元，钨损失减少1050元，每吨产品总成本降低1335元，以我国年产8.5万吨APT计算，可产生直接经济效益1.13亿元。

具体实施方案

黑白混合钨矿先进行球磨使钨精矿粒度达到-320目≥98％，然后将矿浆泵入压煮釜进行加磷酸盐低碱分解，过滤后得到高浓度钨酸钠溶液，将高浓度钨酸钠溶液稀释配制交前液后，进行离子交换脱磷并转型成高浓度钨酸铵溶液，此时加入无水分析纯硫酸镁进行脱磷，工艺条件如下：无水分析纯硫酸镁用量为1.1～1.5倍理论用量，pH值8～10，反应时间1小时，反应温度常温。

1、无水分析纯硫酸镁用量对脱磷效果的影响

向200ml含初始磷浓度分别为0.2g/L的钨酸铵溶液(含WO₃250g/L)中加入不同理论倍数的无水分析纯硫酸镁1～1.6倍，反应温度：常温，反应时间1小时，溶液中pH＝9。经上述实验操作分析后，得出结果如下表1所示

表1

由以上数据可知，随着无水分析纯硫酸镁理论倍数的增加，除磷后溶液中磷浓度呈现递减的趋势。无水硫酸镁用量为理论量的1.1～1.5倍时，溶液中的钨磷比(WO₃/P)都大于10000，继续增加无水分析纯硫酸镁的理论用量对除磷效果影响不大，因此无水分析纯硫酸镁用量选定1.1～1.5倍理论量合适。

2、pH值对脱磷效果的影响

表2

向200ml含杂质元素P 0.2g/L的钨酸铵溶液(含WO₃ 250g/L)中加入理论倍数为1.1的无水分析纯硫酸镁，反应温度：常温，反就时间1小时，调节溶液中pH分别7、8、9、10、11，经上述实验操作分析后，得出结果如表2所示

由以上数据可知：当溶液中的pH控制在8-10之间，无水分析纯硫酸的除磷效果都能满足要求。而钨冶炼生产工艺中出来的钨酸铵溶液的pH值就是在8-10之间的，因此不需调节pH值直接加入无水分析纯硫酸就能达到除磷的效果。

3、反应时间对脱磷效果的影响