способ получения вольфрамата аммония
Классы МПК: | C22B34/36 получение вольфрама C01G41/00 Соединения вольфрама C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами |
Автор(ы): | Дьяченко Александр Николаевич (RU), Крайденко Роман Иванович (RU), Чегринцев Сергей Николаевич (RU), Дугельный Александр Петрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-11-19 публикация патента:
10.02.2014 |
Изобретение относится к переработке вольфрамсодержащего сырья. Вольфрамсодержащий карбонатный раствор подвергают сгущению с помощью флоулянта ВПК-402 для удаления из раствора таких примесей, как ВО3 3-, РО4 3-, AsO4 3- и SiO3 2. Далее раствор подвергают первой стадии ионного обмена на анионите АВ-17-8 в сульфатной форме для удаления карбонат-иона. На второй стадии сорбируют вольфрамат-ион. Для десорбции вольфрама используют раствор, содержащий 50 г/л (NH4)2 SO4 и 200 г/л NH4OH, а для сорбции карбонат-иона - раствор Na2SO4 с концентрацией 190 г/л. Техническим результатом является извлечение из вольфрамсодержащего карбонатного раствора отдельно вольфрама на 98% и карбоната натрия на 98%. 1 пр.
Формула изобретения
Способ получения вольфрамата аммония, включающий осаждение примесей из карбонатного раствора с помощью катионоактивного флокулянта ВПК-402 и сорбцию вольфрама на анионит АВ-17-8 в сульфатной форме, отличающийся тем, что сорбцию проводят в две стадии, сначала сорбируют из раствора карбонат-ион СО3 2-, а затем проводят сорбцию вольфрамат-иона WO4 2- с последующей десорбцией СО3 2- из анионита раствором сульфата натрия с концентрацией 190 г/л и десорбцию WO4 2- раствором, содержащим 50 г/л сульфата аммония и 200 г/л гидроксида аммония.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов, преимущественно к способу получения вольфрамата аммония из карбонатного раствора.
Известен способ [Киндяков П.С., Коршунов Б.Г., Федоров П.И., Кисляков И.П. Химия и металлургия редких и рассеянных элементов. Часть III. М.: Высшая школа. - 1976. - С.262-263], основанный на осаждении вольфрама из раствора в виде искусственного шеелита или вольфрамовой кислоты и в последствии растворении осадка гидроскидом аммония.
Недостатками данной технологии являются высокий расход кислоты для нейтрализации, образование кислых солевых стоков.
Известен способ [Зеликман А.Н., Коршунова Б.Г. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия. - 1991. - С.37-39.], включающий нейтрализацию щелоков, очистку от примесей и экстракционное концентрирование вольфрама анионообменниками класса третичных аминов.
Недостатками способа являются образование сбросных растворов и пожароопасность органических экстрагенов.
Известен [Патент РФ № 2118668, опубликован 10.09.1998] способ (прототип), основанный на сорбции вольфрама на высокоосновных анионообменниках с последующим получением вольфрамата аммония десорбцией.
Недостатком способа является то, что при сорбции на высокоосновных анионообменниках карбонат-ион также подвергается сорбции.
Техническим результатом является разработка способа, позволяющего получать вольфрамат аммония.
Технический результат достигнут следующим способом. Аналогично прототипу процесс очистки от примесей кремния, фосфора, бора и мышьяка проводят с помощью катионоактивного флокулянта ВПК-402 (100 г на 1 т твердого), сорбция вольфрама на анионит АВ-17-8 в сульфатной форме, но сорбция проводится в две стадии. Установлено, что карбонат-ион вытесняет вольфрамат-ион из анионообменника, поэтому на первой стадии необходимо полностью из раствора сорбировать карбонат-ион, а на второй стадии проводить сорбцию вольфрамат-иона. Установлено, что наибольшей емкостью ионита по вольфраму обладает смола АВ-17-8 в сульфатной форме. Удаление СО3 2- из ионита необходимо проводить раствором сульфата натрия с концентрацией 190 г/л, а десорбцию WO4 2- раствором, содержащим 50 г/л сульфата аммония и 200 г/л гидроксида аммония. Протекающие реакции:
[R4N]2SO4орг+Nа2WO 4вод [R4N]2WO4орг+Na2 SO4вод
[R4N]2 WO4орг+(NH4)2SO4 (NH4)WO4+[R4N]2 SO4орг
[R4N]2 SO4орг+Nа2СО3вод [R4N]2CO3орг+Na2 SO4вод
[R4N]2 СО3орг+Na2SO4 Nа2СО3+[R4N]2 SO4орг
Пример
Пробу 50 мл, полученную автоклавным выщелачиванием промышленных отвалов оловянного производства, с содержанием Na2CO3 (220 г/л), Na2WO4 (3,51 г/л), Na2 SiO3 (15 г/л), S и FeS2 (12 г/л) и таких примесей, как ВО3 3-, РO4 3- и AsO4 3-, сумма которых не превышает 0,05 г/л, подвергают сгущению с помощью 2 г флокулянта ВПК-402. Отфильтрованный раствор смешивают с 5 см3 анионита АВ-17-8 в сульфатной форме и в течение 60 мин подвергают перемешиванию. Далее раствор подвергают второй стадии ионного обмена с 5 см3 анионита АВ-17-8 в сульфатной форме и также в течение 60 мин перемешивают смесь. Вторую порцию анионита, насыщенную вольфрамом, подвергают десорбции с помощью 50 мл раствора, содержащего 50 г/л (NH4) 2SO4 и 200 г/л NH4OH. Для извлечения карбонат-иона из смолы с первой стадии анионит промывают 50 мл раствора Na2SO4 с концентрацией 190 г/л. Степень извлечения вольфрама из исходного раствора 98%. Степень извлечения карбонат-иона 98%.
Достигаемым техническим результатом является способ получения вольфрамата аммония из карбонатных растворов с помощью сорбции вольфрама на высокоосновном анионите АВ-17-8, позволяющий выделить вольфрам из сырья на 98%.
Класс C22B34/36 получение вольфрама
Класс C01G41/00 Соединения вольфрама
Класс C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами