Способы переработки вольфрамовых концентратов
» » Способы переработки вольфрамовых концентратов

04.02.2017

Основным продуктом непосредственной переработки вольфрамовых рудных концентратов (помимо ферровольфрама, выплавляемого для нужд черной металлургии) является трехокись вольфрама. Она служит исходным материалом для производства металлического вольфрама и карбида вольфрама — главной составляющей твердых сплавов.
Любая технологическая схема переработки концентрата с целью получения трехокиси вольфрама (или вольфрамовой кислоты) включает следующие стадии;
1) разложение рудного концентрата,
2) получение технической вольфрамовой кислоты,
3) очистку и получение необходимого товарного продукта.
Производственные технологические схемы отличаются преимущественно стадией разложения. Последующие операции выделения вольфрамовой кислоты и ее очистки однотипны. Получение других соединений вольфрама (вольфрамата кальция, вольфрамата натрия, паравольфраматов натрия или аммония) легко включается в технологическую схему производства трехокиси вольфрамата. Эти соли часто являются промежуточными продуктами производства.
Используемые в промышленности способы разложения вольфрамовых концентратов можно разделить на две группы.
1. Разложение с помощью щелочных агентов (сода, едкий натр), приводящее к образованию вольфрамата натрия. Разложение осуществляют путем спекания или сплавления концентрата с реагентом с последующим выщелачиванием продукта водой или путем непосредственной обработки концентрата раствором щелочного реагента. В результате получают водные растворы вольфрамата натрия, которые подвергают дальнейшей переработке.
2. Разложение кислотами с получением осадка технической вольфрамовой кислоты, которая затем подвергается очистке.
Выбор способа разложения зависит от типа сырья (вольфрамит или шеелит), масштабов производства, технических требований к чистоте и физическим качествам (величина частиц) трехокиси вольфрама и технико-экономических показателей избранного процесса.
Принципиальная схема промышленных способов разложения вольфрамитовых и шеелитовых концентратов приведена на рис. 10.
Способы переработки вольфрамовых концентратов

Из схемы видно, что имеются существенные отличия в способах вскрытия вольфрамитовых и шеелитовых концентратов, что объясняется различием свойств основных минералов вольфрама.
В частности, кислотные способы не применяются к вольфрамиту, так как последний трудно разлагается кислотами. Между тем, разложение шеелита кислотами является одним из распространенных методов его переработки.
Все другие способы, используемые для вольфрамита и шеелита, представляют собой варианты щелочных методов вскрытия и ведут к получению растворов вольфрамата натрия.
Практика получения WO3 из вольфрамитового и шеелитового сырья излагается далее раздельно. Технологические операции, являющиеся общими для обоих видов концентратов, например переработка растворов вольфрамата натрия, подробно рассматриваются только при описании производства трехокиси вольфрама из вольфрамитового сырья.
Среди других способов вскрытия концентратов, не нашедших промышленного применения, однако представляющих практический интерес, следует отметить:
Сплавление с сульфатом натрия и углем. Применение сульфата натрия представляет интерес в связи с дешевизной природного сульфата (глауберовой соли или мирабилита). При сплавлении вольфрамита с сульфатом натрия и углем процесс может протекать (в зависимости от состава шихты и температуры) с образованием вольфрамата натрия или сульфосоли вольфрама по реакциям:
Способы переработки вольфрамовых концентратов

Оба варианта мало изучены. По данным Смиттелса, при проведении процесса по реакции (I) извлечение в раствор достигает 93% при следующем составе шихты: 100 кг вольфрамита, 30 кг Na2SO4, 10 кг кокса, 10 кг соды. Температура плавки 665°. При сплавлении с содой потребовалось бы на 100 кг вольфрамита примерно 35 кг соды. Следовательно, удается сократить приблизительно в 3,5 раза расход соды, заменяя ее сульфатом натрия. Этот метод может найти применение, если будут найдены условия, обеспечивающие более высокое извлечение вольфрама в раствор.
При проведении процесса по реакции (II) наблюдается расслаивание сплава на два слоя; в верхнем концентрируются сульфосоли вольфрама, олова, молибдена, мышьяка, сурьмы, а также сульфиды железа. В нижнем слое — сульфиды свинца, висмута и меди.
Верхний слой, отделенный от нижнего, выщелачивают водой и из полученного раствора при подкислении его выделяют трисульфид вольфрама. Способ представляет интерес для бедных комплексных концентратов.
Обжиг с известью и хлористым кальцием. Как сказано выше, непосредственное разложение вольфрамита кислотами затруднительно. В связи с этим для успешного разложения вольфрамита предложен предварительный обжиг вольфрамита с известью или сплавление его с хлористым кальцием с последующей кислотной обработкой продукта.
В процессе обжига образуется вольфрамат кальция, который легко разлагается кислотой.
В основе метода лежат следующие реакции:
Способы переработки вольфрамовых концентратов

Процесс идет в сторону образования CaWО4, являющегося более прочным соединением, чем вольфраматы железа и марганца. Кроме того, необратимость реакции обеспечивается окислением железа до высшей валентности.
Однако достаточно полное разложение достигается только в присутствии хлоридов кальция или натрия.
Способ обжига с известью представляет значительный практический интерес. Помимо того, что CaO дешевле соды или едкого натра, применение метода позволяет унифицировать процесс переработки вольфрамитовых и шеелитовых концентратов; первые после обжига с известью поступают на кислотное разложение, вторые — непосредственно разлагаются кислотами. Дальнейшие операции для двух типов концентратов одинаковы. Вместо извести может быть использован еще более дешевый материал — мел.
Разложение концентратов способами хлорирования. При взаимодействия соединений вольфрама с различными хлорирующими веществами образуются легко летучие хлориды и оксихлориды вольфрама.
Хлориды вольфрама легко разлагаются водой с образованием вольфрамовой кислоты.
В качестве хлорирующих веществ для разложения вольфрамовых концентратов предложены хлор, хлористый водород, четыреххлористый углерод, хлориды серы.
Способы хлорирования могут представлять интерес в применении к бедным вольфрамовым рудам, хвостам, получающимся в процессе обогащения, и комплексным вольфрамово-оловянным рудам и концентратам.
Разложение при помощи электролиза. Финк и Ma разработали электролитический процесс прямого электролитического восстановления вольфрамовых концентратов с получением металлического вольфрама. Авторы применили в качестве электролита расплавленные фосфаты и бораты натрия, в которых растворяется вольфрамовый концентрат. Процесс представляет интерес для получения технического вольфрамового порошка.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: