[发明专利]离子交换法制备仲钨酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明属于钨冶金领域，具体而言，本发明涉及离子交换法制备仲钨酸铵的方法。

背景技术

钨具有熔点高、密度大、硬度高的特点，广泛应用于电力、冶金、机械加工以及航空航天等领域，是一种重要的战略储备金属。中国是世界钨的主要供应国，资源储量居世界首位。我国的钨冶炼技术已趋于成熟，其中钨冶炼离子交换工艺是我国科技工作者提出开发的一项冶炼技术。离子交换工艺在钨冶炼中的推广，使得我国钨冶炼整体水平大幅提高，产品质量上升了一个台阶。

离子交换作为一种液相组分独特的分离技术，具有优异的分离选择性与很高的浓缩倍数，在水处理、环境保护、湿法冶金、化工、农业等行业领域具有广泛的应用。该技术分为稀释、吸附、淋洗、解吸、反洗五个主要步骤，用于除去钨精矿碱分解所得的粗钨酸钠溶液中所含有的磷、砷、硅、钼、锡等杂质，并同时将钨酸钠溶液转型为钨酸铵溶液。其基本原理是采用强碱性阴离子交换树脂，与碱性粗钨酸钠溶液发生交换反应吸附钨，绝大部分杂质如P、As、Si、Mo、Sn等则留在交后液中排掉，然后用NH₄Cl和NH₃·H₂O的混合溶液作解吸剂，将吸附在树脂上的钨解吸下来得到相对较纯的(NH₄)₂WO₄溶液。离子交换技术具有操作方便、效果突出的特点，一经问世便在全国推广。离子交换技术广泛应用于我国钨的湿法冶炼，国内钨冶金企业的应用面达90%以上。成为我国黑、白钨冶炼的主要技术，并日趋完善和成熟起来。与原有的经典方法如人造白钨法、铵钠复盐法、萃取法以及酸性或弱碱性树脂离子交换法相比，这一方法流程短、可同时完成除杂和转型两个任务，并且设备简单，钨回收率高。所以一经问世便迅速在国内钨冶金企业得到广泛应用。

钨冶炼离子交换技术给我国钨冶炼带来了重大的技术进步，但同时该项技术也存在一定的缺陷。特别是随着环境问题越来越被重视，离子交换带来的废水问题逐渐凸显出来，主要表现在以下几个方面：

（1）进料浓度低，耗水量大。钨矿分解料液需稀释10倍以上，再进行离子交换。这需消耗了大量的水资源，使处理溶液体积大。生产中需输送大量水体，能源动力消耗大。

（2）强碱性树脂单位处理量不高，树脂工作交换容量小。在生产实践中发现，201×7树脂的操作交换容量仅有240～260mgWO₃/g干树脂。

（3）废水量大，且难于处理。由于进料液的过度稀释，导致生产流程中水过度膨胀而水无法平衡，只能将大量交后液排放。每生产1吨APT按约排放100～150m³废水。而废水含P、As、Si、F等有害元素以及大量过剩的NaOH，如未经处理排放将会造成一系列环境问题。

针对目前钨冶炼强碱性离子交换技术的这些不足，国内研究工作者提出多种解决方案。如我国研究工作者提出的“变参数离子交换法”，可通过改变交前液不同阶段流速和浓度而达到整体提高交前液浓度的目的。但该方法操作复杂，交前液钨浓度提升幅度有限。中南大学赵中伟采用大孔弱碱性阴离子交换树脂代替强碱性离子交换树脂用于钨冶炼，具有吸附容量大、交前液浓度高、工艺流程短等优点。该方法取得了一定的研究成果，但同时也存在技术难点，如交前液需要消耗大量酸将pH调节至7以下，氨水解吸过程析出APT，解吸不完全等问题。在强调“清洁生产、提高效益”的二十一世纪，强碱性离子交换技术的缺点和不足日益突出，这一技术难题亟待解决。实现高浓度钨酸钠溶液交换技术，对钨冶炼持续发展有着深远的意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种离子交换法制备仲钨酸铵的方法，利用该方法能够有效提高离子交换工序中待处理料液中的钨浓度，减少离子交换工序带来的废水。

根据本发明实施例的离子交换法制备仲钨酸铵的方法，包括：

（1）将钨精矿进行碱处理，以便得到碱性钨酸钠料液；

（2）向所述碱性钨酸钠料液中加入酸性物质并加热进行中和处理，以便得到钨酸钠料液；

（3）将所述钨酸钠料液进行稀释，以便得到交前液；

（4）利用弱碱性阴离子交换树脂对所述交前液进行吸附处理，以便得到吸附有所述交前液的弱碱性阴离子交换树脂；

（5）利用解吸剂对吸附有所述交前液的弱碱性阴离子交换树脂进行解吸处理，以便得到解吸液；

（6）将所述解吸液进行除杂处理，以便得到除杂后液；

（7）将所述除杂后液进行蒸发结晶处理，以便得到仲钨酸铵。