способ переработки вольфрамитовых концентратов

Формула изобретения

Способ переработки вольфрамитовых концентратов, включающий нагрев смеси концентрата с серной кислотой, последующее выщелачивание полученного спека в воде с переводом в раствор скандия, выщелачивание вольфрама из остатка содовым раствором, отличающийся тем, что нагрев смеси ведут в две стадии: на первой при 220 280^oС, на второй при 350 550^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам переработки вольфрамовых концентратов.

Известны способы переработки вольфрамитовых концентратов содовым выщелачиванием при 100-180^оС для извлечения вольфрама в содовый раствор [1]

Недостатком такого способа является отсутствие комплексности использования сырья, так как имеют место потери.

Известен и принят за прототип способ разложения вольфрамитового скандийсодержащего промпродукта нагреванием в смеси 1:1 с серной кислотой при 220^оС [2] с последующим выщелачиванием спека в воде, а затем в содовом растворе.

Недостатком способа является переход в водный раствор большого количества сульфатов железа, что затрудняет извлечение редких элементов и скандия из растворов.

Это объясняется тем, что при сульфатизации одновременно с образованием вольфрамовой кислоты образуются растворимые соли скандия, железа, марганца. При содовом выщелачивании ионы двухвалентного железа связывают вольфрамовую кислоту и снижают извлечение вольфрама в раствор.

Na₂WO₄+FeSO₄ ->> FeWO₄+Na₂SO₄

Цель изобретения повышение извлечения скандия в раствор и снижение потерь вольфрама.

Цель достигается тем, что разложение смеси вольфрамита с серной кислотой ведут в две стадии: на первой при 200-280^оС на второй при температуре 350-550^оС.

Отличительным признаком является дополнительная прокалка спека при 250-550^оС, что обеспечивает окисление железа, марганца в нерастворимое соединение для селективного извлечения скандия и вольфрама.

Способ осуществляют следующим образом.

Вольфрамитовый концентрат смешивают с серной кислотой 1:1,5-0,7 и нагревают при перемешивании до 220-280^оС до прекращения выделения сернистого газа в течение 1-2 ч

FeWO₄+H₂SO₄ _ H₂WO₄+FeSO₄

Sc₂O₃+3H₂SO₄ _ Sc₂(SO₄)₃+H₂O

Полученный спек нагревают до 350-550^оС в течение 0,5-1,5 ч.

2FeSO₄ _ (FeO)₂SO₄+SO₂

При этом серный ангидрид окисляет двухвалентное железо в оксисульфат трехвалентного железа и оставляет его в нерастворимом виде и при водном и содовом выщелачивании.

Прокаленный кек выщелачивают в воде для извлечения скандия и редкоземельных металлов. Вольфрамовая кислота и окислы трехвалентного железа, марганца и двуокись олова остаются в кеке.

При водном выщелачивании трехвалентное железо не растворяется и водные растворы сульфата скандия не содержат значительных количеств железа, что повышает селективность извлечения скандия.

Кек водного выщелачивания подвеpгают выщелачиванию в 10%-ном содовом растворе при 80-90^оС для растворения вольфрамовой кислоты

H₂WO₄+Na₂CO₃ _ Na₂WO₄+H₂CO₃

Отсутствие двухвалентного железа в пульпе содового вышлелачивания вольфрама предотвращает обратное связывание вольфрама в нерастворимый вольфрамит железа.

Тем самым повышается извлечение вольфрама в раствор.

Прокалка при температуре ниже 350^оС приводит к получению спека, содержащего двухвалентное железо. Это приводит к снижению селективности извлечения скандия и снижению извлечения вольфрама. Прокалка при температуре вышел 550^оС приводит к частичному разложению сульфта скандия и снижению его селективного извлечения.

П р и м е р. Вольфрамитовый концентрат весом 100 г, содержащий 51 мас. вольфрама, 10,5 мас. железа, 4,7 мас. марганца, 0,15 мас. скандия смешивали с 100 мл концентрированной кислоты и нагревали до 220^оС до прекращения выделения паров. Затем сухой спек нагревали 40 мин при 440^оС. Спек 250 г измельчают и репульпируют в 800 мл воды. Отстоявшийся раствор декантируют и промывают 2 раза водой. Раствор и промводы объемом 1200 мл содержат 0,115 г/л скандия, и 0,4 г/л марганца.

Из раствора осаждают гидратный скандиевый концентрат весом 0,8 г содержанием 16 мас. скандия. Извлечение скандия 85% Кек выщелачивают 10%-ным раствором соды Т Ж 1:5, затем промывают содовым раствором. Кек содержит 0,7 мас. вольфрама, 0,01 мас. скандия. Из содового раствора подкислением получают вольфрамовую кислоту весом 67 г с извлечением 98%

Способ позволяет повысить извлечение скандия на 10-12% и вольфрама на 1-1,5%