Способ извлечения вольфрама из растворов

 

Использование: касается сорбционных методов извлечения вольфрама из раствора. Суть: сорбцию вольфрама ведут низкоосновным ионитом ВП-14К в солевой форме при pH 2 - 4. Промывают ионит водой и возвращают на сорбцию. Десорбцию вольфрама ведут 8 - 12,5%-ным раствором аммиака. Из элюата выделяют паравольфрамат аммония. Промывают ионит водой с использованием полученной промводы для приготовления десорбирующего раствора. Проводят зарядку ионита в солевую форму перед возвратом на сорбцию путем контакта ионита с оборотным раствором в статических условиях при pH 1 - 3,5 в течение не менее 20 мин. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии редких тугоплавких металлов, в частности к способам извлечения вольфрама из растворов сорбцией. Целью изобретения является снижение потерь вольфрама. Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения вольфрама из растворов, включающем подкисление исходного раствора минеральной кислотой до рН 2-4, сорбцию вольфрама низкоосновным ионитом с получением насыщенного ионита и отработанного раствора, промывку насыщенного ионита водой с возвратом ее на сорбцию, десорбцию вольфрама на 8-12,5%-ным раствором аммиака с выделением из полученного элюата паравольфрамата аммония (ПВА), промывку ионита водой с использованием воды на приготовление десорбирующего раствора и зарядку ионита в солевую форму путем обработки его кислым раствором, содержащим ион, одноименный иону минеральной кислоты, используемой для подкисления исходного раствора, зарядку ионита проводят в статических условиях при рН 1-3,5 в течение не менее 20 мин. В качестве минеральной кислоты для подкисления раствора предлагается использовать HNO₃, HCl и H₂SO₄. Кроме того, рекомендуется зарядку осуществлять с использованием в качестве кислого раствора смеси отработанного раствора после сорбции вольфрама и раствора минеральной кислоты. Обработка ионита раствором кислоты в статических условиях с предложенными режимами обеспечивает не только зарядку ионита, но и повторную сорбцию неотмытого вольфрама на ионите в процессе его зарядки, т.е. исключаются потери вольфрама с кислыми растворами, направляемыми на получение селитры. Если рН раствора менее 1, степень сорбции вольфрама ионитом при его зарядке снижается из-за перехода анионов вольфрама в нейтральную несорбируемую форму и выпадения осадка вольфрамовой кислоты, т.е. повышаются потери вольфрама. Если рН раствора при зарядке ионита больше 3,5, то потери вольфрама также увеличиваются из-за неполноты зарядки ионита и снижения его емкости в области низких концентраций. При времени зарядки менее 20 мин не достигают необходимой полноты сорбции вольфрама и зарядки ионита в солевую форму, что приводит к потерям вольфрама и ухудшению показателей сорбции. Применение для зарядки ионита подкисленного минеральной кислотой отработанного раствора после сорбции дает дополнительный эффект за счет извлечения в смолу 65-90% содержащегося в нем вольфрама. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Раствор вольфрамата натрия, очищенный от кремнекислоты и других примесей, подают в реактор с мешалкой, куда дозируется концентрированный раствор минеральной кислоты до рН 2,5-4. Подкисленный раствор после отстоя и контрольной фильтрации подается под нижний дренаж противоточной сорбционной колонны (ПИК) с низкоосновным ионитом ВП-14К. Раствор после сорбции, выходящий через верхний дренаж, содержит не более 50 мг/л WO₃ и поступает отчасти в сброс или утилизацию натриевой селитры, а отчасти на приготовление раствора для зарядки ионита после десорбции в солевую форму. Насыщенный сорбент из нижней части колонны сорбции периодически выгружается аэролифтом в верхнюю часть первой промывочной колонны, куда противоточно подается подкисленная вода. Промвода объединяется с раствором, поступающим на сорбцию. Отчасти отмытый сорбент перекачивается во вторую промывочную колонну. Промывку во второй колонне ведут умягченной водой (конденсатом), который после подкисления используют на первой промывке. Отмытый сорбент передается в пульсационную колонку КНСПР для проведения десорбции вольфрама раствором аммиака. Десорбцию ведут 8-12,5% -ным NH₃ при удельном расходе элюата 2,0-2,5 об./об. Товарный элюат, содержащий 170-250 г/л WO₃, поступает после контрольной фильтрации на упаривание и кристаллизацию ПВА, а бедный элюат возвращают на десорбцию. Сорбент из КНСПР самотеком поступает в промывочную колонну, где его отмывают от вольфрама и избытка аммиака водой при расходе 1,0-1,5 об./об. и возвращают промводу на приготовление десорбирующего раствора, а сорбент после отделения от транспортной влаги на троммеле поступает в аппарат с воздушным или механическим перемешиванием, куда подается оборотный кислый раствор. Кислотность в процессе зарядки автоматически поддерживается на уровне рН 1,0-3,5 путем подачи в реакционную зону концентрированного раствора минеральной кислоты (HNO₃, HCl или H₂SO₄ в зависимости от типа кислоты, применяемой на подкислении исходных растворов перед сорбцией). Для полной зарядки ионита в солевую форму и одновременной сорбции основного количества вольфрама, неотмытого и содержащегося в оборотных растворах, процесс зарядки для каждой порции перегружаемой смолы проводят в течение не менее 20 мин. Раствор от зарядки, содержащий не более 15 мг/л WO₃, отправляют на утилизацию селитры или повторно используют для зарядки следующей порции смолы, а отрегенерированный ионит возвращают в колонну сорбции. П р и м е р. Раствор вольфрамата натрия, содержащий, г/л: WO₃ 65; Mo 0,15; SiO₂ 0,10; P 0,10 и As 0,05, подкисляли концентрированным раствором NHO₃, HCl или H₂SO₄ до рН 3, отстаивали в течение 24 ч, отфильтровывали и направляли на сорбцию вольфрама в схему, аналогичную описанной выше. Удельная нагрузка на операции сорбции составляла 0,5 ч^-1. Среднее содержание WO₃ в отработанном растворе 0,045 г/л. Периодичность перегрузок смолы 1,5-2 ч. Расход воды на операцию промывки 2 уд. об. расход аммиачного раствора (примерно 10% NH₃) на десорбции 2,0-2,5 уд.об. концентрации WO₃ в элюате, выводимом на упаривание и кристаллизацию ПВА, составляло более 170 г/л. Товарный элюат отфильтровывался от первичных кристаллов ПВА, выпавших в процессе десорбции, после чего упаривался. Качество полученных кристаллов ПВА полностью удовлетворяло по составу продукции сорта А (ТУ 48-19-35-79). Бедный элюат возвращали в колонну десорбции. Сорбент после десорбции промывали одним удельным объемом промводы, которую возвращали на приготовление десорбирующего раствора. Отмытый сорбент, после отделения от транспортной влаги, переносили в верхнюю часть противоточной колонны зарядки, куда подавали раствор минеральной кислоты с рН 0,5-0,6 или предварительно подкисленный до указанного рН отработанный раствор (по прототипу). Расход кислого раствора на зарядку три удельных объема. Следующую порцию перегружаемой для зарядки смолы ВП-14К переносили в реактор с воздушным перемешиванием. В реактор подавалась вода или аналогичный оборотный раствор, содержащий 0,045 г/л WO₃ в количестве, равном количеству, указанному в прототипе, Y_р/Y_и 3:1. В процессе зарядки смолы автоматически (с помощью автотитратора) поддерживали рН раствора на требуемом уровне путем подачи в реакционную зону концентрированного раствора HNO₃, HCl или H₂SO₄ (в зависимости от типа кислоты, применяемой при подкислении исходных растворов перед сорбцией). В процессе зарядки отбирали на анализ пробы раствора и ионита. Для определения степени зарядки также измеряли расход минеральной кислоты. Условия проведения экспериментов и полученные результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА ИЗ РАСТВОРОВ, включающий подкисление исходного раствора минеральной кислотой до рН 2 4, сорбцию вольфрама низкоосновным ионитом из раствора с получением отработанного раствора и насыщенного ионита, промывку насыщенного ионита водой с возвратом ее на сорбцию с последующей десорбцией вольфрама 8 12,5%-ным раствором аммиака с выделением из полученного элюата паравольфрамата аммония, промывку ионита водой с использованием промводы для приготовления десорбирующего раствора и зарядку ионита в солевую форму путем обработки кислым раствором, содержащим ион, одноименный иону минеральной кислоты, используемой для подкисления исходного раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь вольфрама, зарядку ионита ведут в статических условиях при рН 1 3,5 в течение не менее 20 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подкисление осуществляют с использованием в качестве минеральной кислоты азотной, соляной или серной. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зарядку осуществляют с использованием в качестве кислого раствора смеси отработанного раствора после сорбции вольфрама и раствора минеральной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---