權(quán)利要求
1.一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、動態(tài)吸附：將201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂置入模擬交換柱中，先用純水對201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂浸泡24h，然后用0.5mol/L的鹽酸溶液浸泡24h，浸泡完成后用清水洗滌，再將低濃度鎢酸鈉溶液置入模擬交換柱中進(jìn)行動態(tài)吸附，最后用純水進(jìn)行洗滌，得到洗滌水Ⅰ，洗滌完成后吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，洗滌水Ⅰ收集處理;
S2、無氨解吸：對步驟S1中吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行動態(tài)解吸，解吸劑為氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液，收集解吸液，得到高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，解吸后的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂經(jīng)過純水洗滌，進(jìn)入下一個動態(tài)吸附周期循環(huán)利用，得到洗滌水Ⅱ，洗滌水Ⅱ收集處理;
S3、酸沉凈化：將步驟S2中得到的高濃度鎢酸鈉溶液利用無機(jī)酸進(jìn)行中和酸沉凈化，中和酸沉凈化完成后進(jìn)行過濾和洗滌，得到濾液Ⅰ和濾渣Ⅰ，濾液Ⅰ收集處理，濾渣Ⅰ進(jìn)行三次攪拌洗滌得到濾渣Ⅳ，用雙氧水對濾渣Ⅳ進(jìn)行常溫溶解，溶解完成后對溶解液進(jìn)行加熱至60℃～80℃，然后加入硫酸攪拌酸沉，攪拌速度為40r/min～60r/min，攪拌酸沉終點為溶液中硫酸濃度為1mol/L～2mol/L，攪拌酸沉完成后進(jìn)行過濾，再用熱純水洗滌，洗滌后得到鎢酸和洗滌水Ⅲ，再對鎢酸進(jìn)行烘干，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，酸沉凈化結(jié)束后的酸沉母液和洗滌水Ⅲ收集處理;
S4、氧化焙燒：將步驟S3中得到的鎢酸進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為650℃～750℃，焙燒時間為2h～5h，焙燒完成得到氧化鎢粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S1中模擬交換柱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，尺寸為φ4cm×60cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S1中用純水浸泡201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂時純水液面超過樹脂層2cm，用清水洗滌浸泡完成的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂直至模擬交換柱出水pH值為5～7，動態(tài)吸附的終點為模擬交換柱中出水WO3濃度≥0.5g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S2中解吸劑里氯化鈉濃度為180g/L～220g/L、氫氧化鈉濃度為0.5g/L～5g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S2中按解吸液出液順序，分三次收集解吸液，第一次收集樹脂體積18%～22%當(dāng)量的解吸液用于返回動態(tài)吸附，第二次收集樹脂體積59%～61%當(dāng)量的解吸液進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，此次收集的解吸液為高濃度鎢酸鈉溶液，第三次收集樹脂體積19%～21%當(dāng)量的解吸液用于配制下一周期的解吸劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S3中的中和酸沉凈化過程中常溫攪拌2h～3h，中和酸沉凈化終點為溶液中無機(jī)酸濃度為2mol/L～4mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S3中對濾渣Ⅰ進(jìn)行三次攪拌洗滌的過程為：第一次攪拌洗滌，用無機(jī)酸作為洗滌劑，酸濃度為1mol/L～2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅱ和濾渣Ⅱ，濾液Ⅱ收集處理，濾渣Ⅱ進(jìn)行第二次攪拌洗滌，此次攪拌洗滌依舊用無機(jī)酸作為洗滌劑，酸濃度為1mol/L～2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅲ和濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ收集處理，濾渣Ⅲ進(jìn)行第三次攪拌洗滌，此次攪拌洗滌用熱純水作為洗滌劑，洗滌液固質(zhì)量比為3：1～5：1，攪拌洗滌1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅳ和濾渣Ⅳ，濾液Ⅳ收集處理，三次攪拌的速度均為40r/min～60r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S3中用雙氧水對濾渣Ⅳ進(jìn)行常溫溶解時，液固質(zhì)量比為1：1～3：1，溶解時間為1h～3h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，其特征在于，步驟S3中無機(jī)酸為鹽酸或硫酸或硝酸。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鎢的冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢的離子交換無氨冶煉方法。
背景技術(shù)
[0002]APT(仲鎢酸銨)作為鎢冶煉過程中的關(guān)鍵中間產(chǎn)品，其生產(chǎn)方法多樣，主要包括以下幾種路徑：首先，通過氫氧化鈉分解后進(jìn)行離子交換，接著使用銅鹽進(jìn)行除鉬處理，最終通過蒸發(fā)結(jié)晶得到產(chǎn)品。另一種方法是碳酸鈉分解后進(jìn)行凈化除雜，然后利用硫化酸沉淀法去除鉬，同樣以蒸發(fā)結(jié)晶作為最終步驟。第三種路徑涉及碳酸鈉分解，隨后通過堿性萃取，結(jié)合銅鹽或樹脂吸附技術(shù)去除鉬，最后同樣以蒸發(fā)結(jié)晶結(jié)束。此外，還有通過酸分解、堿溶，再通過離子交換、酸性萃取或堿性萃取進(jìn)行除雜，最后通過蒸發(fā)結(jié)晶得到APT。然而，這些制備過程中不可避免地需要引入氨水或銨鹽，導(dǎo)致氨氮污染物的產(chǎn)生。特別是在廢水和廢氣中，氨的存在增加了資源化利用的難度，并帶來了較高的治理成本。這些問題嚴(yán)重制約了鎢冶煉行業(yè)向更加環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。
[0003]為了解決鎢冶煉氨氮污染治理難題，研究者們開拓了多種工藝，取得了顯著的進(jìn)步，但同時也還存在一些不足。其中，廢水蒸餾脫氨法首先將含氨廢水pH值利用氫氧化鈉或者氧化鈣、氫氧化鈣等調(diào)為≥13，再通過蒸汽加熱，使廢水中的氨優(yōu)先轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨的形式，實現(xiàn)從廢水中脫離，最終通過冷凝，將氨轉(zhuǎn)化為氨水，實現(xiàn)氨的循環(huán)利用，該工藝在處理較高濃度的氨氮廢水時，優(yōu)勢較為明顯，在處理低濃度氨氮廢水時，則存在能耗高，堿用量大的缺點。MAP沉淀法則利用磷酸鹽(磷酸三鈉、磷酸氫鈉等)和鎂鹽(氯化鎂、硫酸鎂等)，與廢水中的氨形成磷酸銨鎂鹽沉淀，實現(xiàn)氨的脫除，該工藝引入磷酸鹽，脫氨的同時，帶來了新的污染問題，另外沉氨劑消耗量較大，使得成本較高。次氯酸鈉/高氯酸鈉/高氯酸鈣氧化法，適合處理低濃度的氨氮廢水，但會引入氯酸根，使得現(xiàn)場環(huán)境差，容易出現(xiàn)氯氣中毒現(xiàn)象。含氨廢氣冷凝-吸收法，利用換熱器，將含氨廢氣先冷凝，制備成低濃度氨水(低濃度氨水可返回蒸餾，制備高濃度氨水)，再利用水淋洗-酸淋洗，實現(xiàn)廢氣中氨氮的脫除，該工藝脫氨效果較好，但存在淋洗液量較大，堿消耗高的問題。
[0004]綜上可知，鎢冶煉通過制備APT再得到氧化鎢這一路徑，引入了銨鹽或者氨水，造成冶煉過程存在氨氮污染物擴(kuò)散的問題，雖然經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)攻堅，目前已經(jīng)取得了顯著的治理效果，但依舊存在治理成本高、未從源頭上解決氨氮污染物外逸風(fēng)險的問題。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鎢的離子交換無氨冶煉方法，包括以下步驟：
S1、動態(tài)吸附：將201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂置入模擬交換柱中，先用純水對201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂浸泡24h，然后用0.5mol/L的鹽酸溶液浸泡24h，浸泡完成后用清水洗滌，再將低濃度鎢酸鈉溶液置入模擬交換柱中進(jìn)行動態(tài)吸附，最后用純水進(jìn)行洗滌，得到洗滌水Ⅰ，洗滌完成后吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，洗滌水Ⅰ收集處理;
S2、無氨解吸：對步驟S1中吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行動態(tài)解吸，解吸劑為氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液，收集解吸液，得到高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，解吸后的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂經(jīng)過純水洗滌，進(jìn)入下一個動態(tài)吸附周期循環(huán)利用，得到洗滌水Ⅱ，洗滌水Ⅱ收集處理;
S3、酸沉凈化：將步驟S2中得到的高濃度鎢酸鈉溶液利用無機(jī)酸進(jìn)行中和酸沉凈化，中和酸沉凈化完成后進(jìn)行過濾和洗滌，得到濾液Ⅰ和濾渣Ⅰ，濾液Ⅰ收集處理，濾渣Ⅰ進(jìn)行三次攪拌洗滌得到濾渣Ⅳ，用雙氧水對濾渣Ⅳ進(jìn)行常溫溶解，溶解完成后對溶解液進(jìn)行加熱至60℃～80℃，然后加入硫酸攪拌酸沉，攪拌速度為40r/min～60r/min，攪拌酸沉終點為溶液中硫酸濃度為1mol/L～2mol/L，攪拌酸沉完成后進(jìn)行過濾，再用熱純水洗滌，洗滌后得到鎢酸和洗滌水Ⅲ，再對鎢酸進(jìn)行烘干，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，酸沉凈化結(jié)束后的酸沉母液和洗滌水Ⅲ收集處理;
S4、氧化焙燒：將步驟S3中得到的鎢酸進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為650℃～750℃，焙燒時間為2h～5h，焙燒完成得到氧化鎢粉。
[0006]進(jìn)一步，步驟S1中模擬交換柱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，尺寸為φ4cm×60cm。
[0007]進(jìn)一步，步驟S1中用純水浸泡201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂時純水液面超過樹脂層2cm，用清水洗滌浸泡完成的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂直至模擬交換柱出水pH值為5～7，動態(tài)吸附的終點為模擬交換柱中出水WO3濃度≥0.5g/L。
[0008]進(jìn)一步，步驟S2中解吸劑里氯化鈉濃度為180g/L～220g/L、氫氧化鈉濃度為0.5g/L～5g/L。
[0009]進(jìn)一步，步驟S2中按解吸液出液順序，分三次收集解吸液，第一次收集最先流出的樹脂體積18%～22%當(dāng)量的解吸液，此時的解吸液中鎢酸納濃度較低，收集后返回步驟S1動態(tài)吸附中，第二次收集其后流出的樹脂體積59%～61%當(dāng)量的解吸液，此時收集的解吸液為高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，第三次收集最后流出的樹脂體積19%～21%當(dāng)量的解吸液，此時的解吸液中鎢酸納濃度也較低，收集后用于配制下一周期的解吸劑。
[0010]進(jìn)一步，步驟S3中的中和酸沉凈化過程中常溫攪拌2h～3h，中和酸沉凈化終點為溶液中無機(jī)酸濃度為2mol/L～4mol/L。
[0011]進(jìn)一步，步驟S3中對濾渣Ⅰ進(jìn)行三次攪拌洗滌的過程為：第一次攪拌洗滌，用無機(jī)酸作為洗滌劑，酸濃度為1mol/L～2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅱ和濾渣Ⅱ，濾液Ⅱ收集處理，濾渣Ⅱ進(jìn)行第二次攪拌洗滌，此次攪拌洗滌依舊用無機(jī)酸作為洗滌劑，酸濃度為1mol/L～2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅲ和濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ收集處理，濾渣Ⅲ進(jìn)行第三次攪拌洗滌，此次攪拌洗滌用熱純水作為洗滌劑，洗滌液固質(zhì)量比為3：1～5：1，攪拌洗滌1h，攪拌洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅳ和濾渣Ⅳ，濾液Ⅳ收集處理，三次攪拌的速度均為40r/min～60r/min。
[0012]進(jìn)一步，步驟S3中用雙氧水對濾渣Ⅳ進(jìn)行常溫溶解時，液固質(zhì)量比為1：1～3：1，溶解時間為1h～3h。
[0013]進(jìn)一步，步驟S3中無機(jī)酸為鹽酸或硫酸或硝酸。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
1.通過動態(tài)吸附，利用201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，將低濃度鎢酸鈉溶液中的WO42-從溶液轉(zhuǎn)移至固態(tài)樹脂上，實現(xiàn)雜質(zhì)元素的脫除，再以氯化鈉和氫氧化鈉為無氨解吸劑，得到高濃度的鎢酸鈉溶液，依托無機(jī)酸酸沉凈化，配合洗滌，制備得到高純鎢酸，最后通過氧化焙燒，制備成氧化鎢粉，該方法通過無氨工藝，不用通過制備中間體APT再得到氧化鎢，從根本上杜絕了氨氮污染物的產(chǎn)生，有效避免了氨氮在冶煉過程中的擴(kuò)散，顯著降低了氨氮污染物的治理難度和成本，為鎢冶煉行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型提供了有力支持。
[0015]2.在無氨解吸過程中分三次收集解吸液，第二次收集的具有高濃度鎢酸納的解吸液用于進(jìn)入下一工藝，而第一次和第三次收集的鎢酸納濃度較低的解吸液則用于返回上一步驟使用和用于制備下一周期的解吸劑，改方式顯著降低了原材料的消耗和生產(chǎn)成本。這種資源的循環(huán)利用策略，不僅提高了生產(chǎn)過程的可持續(xù)性，而且減少了對環(huán)境的影響。同時酸沉凈化環(huán)節(jié)結(jié)束后的酸沉母液可以通過氫氧化鈉調(diào)pH值，也可用于制備下一周期的解吸劑，整體實現(xiàn)了綠色化學(xué)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的設(shè)計理念。
附圖說明
[0016]為了更清楚的說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明實施例的鎢的離子交換無氨冶煉方法流程圖。
具體實施方式
[0018]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對本發(fā)明具體實施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，以進(jìn)一步闡述本發(fā)明，顯然，所描述的具體實施方式僅僅是本發(fā)明的一部分實施方式，而不是全部的樣式。
[0019]實施例一：如圖1所示，此實施例的鎢的離子交換無氨冶煉方法流程包括以下步驟：
S1、動態(tài)吸附：量取280ml的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，裝入模擬交換柱中(模擬交換柱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，尺寸為φ4cm×60cm，樹脂層高度為40cm)，對樹脂先進(jìn)行純水浸泡24h，浸泡時液面超過樹脂層2cm，然后用0.5mol/L的鹽酸溶液浸泡24h，浸泡完成后用2000ml清水洗滌，洗滌至交換柱出水pH值為5.0即可。利用蠕動泵將配制好的低濃度鎢酸鈉溶液(WO3 21.31g/L，NaOH 5.76g/L)泵入模擬交換柱中進(jìn)行動態(tài)吸附，控制流量3ml/min，當(dāng)模擬交換柱中出水WO3濃度≥0.5g/L時停止吸附，此時泵入模擬交換柱的低濃度鎢酸鈉溶液體積為2200ml，動態(tài)吸附完成，然后進(jìn)入洗滌工序，用2000ml純水進(jìn)行洗滌，洗滌水流量5ml/min，洗滌完成后，得到洗滌水Ⅰ，將動態(tài)吸附出水和洗滌水Ⅰ混合后，量得體積為4125ml，取樣測得WO3濃度為0.11g/L，則總吸附的WO3為46.43g，吸附率為99.04%，吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)。
[0020]S2、無氨解吸：對步驟S1中吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行動態(tài)解吸，解吸劑為氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液，其中氯化鈉濃度為195.71g/L，氫氧化鈉濃度為4.5g/L，控制泵入解吸劑流量為2ml/min，加入總的解吸劑的體積為180ml，按解吸液出液順序分三次收集解吸液，第一次收集體積為50ml，WO3濃度為3.20g/L，WO3濃度較低，收集后返回動態(tài)吸附，第二次收集體積為170ml，WO3濃度為245.13g/L，WO3濃度高，為高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入酸沉凈化環(huán)節(jié)，第三次收集體積為50ml，WO3濃度為3.45g/L，WO3濃度較低，收集后用于配制下一周期的解吸劑，總的解吸率為90.47%，解吸后的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂經(jīng)過純水洗滌，進(jìn)入下一個動態(tài)吸附周期循環(huán)利用，得到洗滌水Ⅱ，洗滌水Ⅱ收集處理。
[0021]S3、酸沉凈化：將步驟S2中得到的高濃度鎢酸鈉溶液(二段解吸液)，利用鹽酸進(jìn)行中和酸沉凈化，加入鹽酸酸沉終點為酸濃度到4mol/L，常溫攪拌2h，酸沉完成，進(jìn)行過濾和洗滌，得到濾液Ⅰ和濾渣Ⅰ。酸沉濾液Ⅰ收集處理，濾渣Ⅰ進(jìn)行3次攪拌洗滌。第一次洗滌，用鹽酸溶液作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅱ和濾渣Ⅱ，濾液Ⅱ收集處理，濾渣Ⅱ進(jìn)行第二次洗滌，此次洗滌用鹽酸作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅲ和濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ收集處理，濾渣Ⅲ進(jìn)行第三次洗滌，此次洗滌用熱純水洗滌，洗滌液固質(zhì)量比為5：1，攪拌洗滌1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅳ和濾渣Ⅳ，濾液Ⅳ收集處理，濾渣Ⅳ用雙氧水常溫溶解，液固質(zhì)量比為3：1，溶解時間為3h，溶解完成后對溶解液進(jìn)行加熱至80℃，然后加入硫酸攪拌酸沉，酸沉終點為溶液中硫酸濃度到2mol/L，酸沉完成后進(jìn)行過濾，再用熱純水洗滌，洗滌后得到鎢酸和洗滌水Ⅲ，再對鎢酸進(jìn)行烘干，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，酸沉凈化結(jié)束后的酸沉母液和洗滌水Ⅲ收集處理。
[0022]S4、氧化焙燒：將步驟S3中得到的鎢酸進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為750℃，焙燒時間為5h，焙燒完成得到氧化鎢粉，對氧化鎢粉進(jìn)行制樣，再利用直讀光譜儀，分析氧化鎢粉中各雜質(zhì)元素的含量，結(jié)果為：Na 8.0 ppm、K 7.0 ppm、Mg 0.62 ppm、Al 4.47 ppm、Si 0.58ppm、Ca 5.12 ppm、Ti 4.26 ppm、V 2.42 ppm、Mn 0.27 ppm、Fe 3.69 ppm、Co 0.19 ppm、Ni0.93 ppm、Cu 1.0 ppm、As 3.85 ppm、Mo 6.0 ppm、Cd 1.07 ppm、Cr 5.79 ppm、Sn 2.1ppm、Sb 1.90 ppm、Pb 0.2 ppm、Bi 0.47 ppm、P 4.0 ppm，雜質(zhì)元素總含量<50ppm，說明本實施例獲得的氧化鎢粉的質(zhì)量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。
[0023]實施例二：此實施例的鎢的離子交換無氨冶煉方法流程與實施例一的一樣，具體工藝參數(shù)為：
S1、動態(tài)吸附：量取280ml的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，裝入模擬交換柱中(模擬交換柱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，尺寸為φ4cm×60cm，樹脂層高度為40cm)，對樹脂先進(jìn)行純水浸泡24h，浸泡時液面超過樹脂層2cm，然后用0.5mol/L的鹽酸溶液浸泡24h，浸泡完成后用2000ml清水洗滌，洗滌至交換柱出水pH值為5.0即可。利用蠕動泵將配制好的低濃度鎢酸鈉溶液(WO3 15.24g/L，NaOH 5.06g/L)泵入模擬交換柱中進(jìn)行動態(tài)吸附，控制流量3ml/min，當(dāng)模擬交換柱中出水WO3濃度≥0.5g/L時停止吸附，此時泵入模擬交換柱的低濃度鎢酸鈉溶液體積為3000ml，動態(tài)吸附完成，然后進(jìn)入洗滌工序，用2000ml純水進(jìn)行洗滌，洗滌水流量5ml/min，洗滌完成后，得到洗滌水Ⅰ，將動態(tài)吸附出水和洗滌水Ⅰ混合后，量得體積為4910ml，取樣測得WO3濃度為0.10g/L，則總吸附的WO3為45.23g，吸附率為98.93%，吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)。
[0024]S2、無氨解吸：對步驟S1中吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行動態(tài)解吸，解吸劑為氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液，其中氯化鈉濃度為211.32g/L，氫氧化鈉濃度為5.0g/L，控制泵入解吸劑流量為2ml/min，總的解吸劑的體積為180ml，按解吸液出液順序分三次收集解吸液，第一次收集體積為50ml，WO3濃度為2.30g/L，WO3濃度較低，收集后返回動態(tài)吸附，第二次收集體積為170ml，WO3濃度為262.11g/L，WO3濃度高，為高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入酸沉凈化環(huán)節(jié)，第三次收集體積為50ml，WO3濃度為2.87g/L，WO3濃度較低，收集后用于配制下一周期的解吸劑，總的解吸率為99.09%，解吸后的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂經(jīng)過純水洗滌，進(jìn)入下一個動態(tài)吸附周期循環(huán)利用，得到洗滌水Ⅱ，洗滌水Ⅱ收集處理。
[0025]S3、酸沉凈化：將步驟S2中得到的高濃度鎢酸鈉溶液(二段解吸液)，利用鹽酸進(jìn)行中和酸沉凈化，加入硝酸酸沉終點為酸濃度到3mol/L，常溫攪拌3h，酸沉完成，進(jìn)行過濾和洗滌，得到濾液Ⅰ和濾渣Ⅰ。酸沉濾液Ⅰ收集處理，濾渣Ⅰ進(jìn)行3次攪拌洗滌。第一次洗滌，用硝酸溶液作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅱ和濾渣Ⅱ，濾液Ⅱ收集處理，濾渣Ⅱ進(jìn)行第二次洗滌，此次洗滌用硝酸作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅲ和濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ收集處理，濾渣Ⅲ進(jìn)行第三次洗滌，此次洗滌用熱純水洗滌，洗滌液固質(zhì)量比為4：1，攪拌洗滌1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅳ和濾渣Ⅳ，濾液Ⅳ收集處理，濾渣Ⅳ用雙氧水常溫溶解，液固質(zhì)量比為4：1，溶解時間為3h，溶解完成后對溶解液進(jìn)行加熱至70℃，然后加入硫酸攪拌酸沉，酸沉終點為溶液中硫酸濃度到2mol/L，酸沉完成后進(jìn)行過濾，再用熱純水洗滌，洗滌后得到鎢酸和洗滌水Ⅲ，再對鎢酸進(jìn)行烘干，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，酸沉凈化結(jié)束后的酸沉母液和洗滌水Ⅲ收集處理。
[0026]S4、氧化焙燒：將步驟S3中得到的鎢酸進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為700℃，焙燒時間為5h，焙燒完成得到氧化鎢粉，對氧化鎢粉進(jìn)行制樣，再利用直讀光譜儀，分析氧化鎢粉中各雜質(zhì)元素的含量，結(jié)果為：Na 9.0 ppm、K 8.0 ppm、Mg 0.85 ppm、Al 4.86 ppm、Si 1.32ppm、Ca 5.89 ppm、Ti 4.11 ppm、V 4.62 ppm、Mn 0.68 ppm、Fe 5.06 ppm、Co 0.43 ppm、Ni0.77 ppm、Cu 3.5 ppm、As 3.10 ppm、Mo 9.0 ppm、Cd 1.57 ppm、Cr 4.69 ppm、Sn 3.91ppm、Sb 1.87 ppm、Pb 0.44 ppm、Bi 0.62 ppm、P 6.0 ppm，雜質(zhì)元素總含量<50ppm，說明本實施例獲得的氧化鎢粉的質(zhì)量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。
[0027]實施例三：此實施例的鎢的離子交換無氨冶煉方法流程與實施例一的一樣，具體工藝參數(shù)為：
S1、動態(tài)吸附：量取280ml的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，裝入模擬交換柱中(模擬交換柱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，尺寸為φ4cm×60cm，樹脂層高度為40cm)，對樹脂先進(jìn)行純水浸泡24h，浸泡時液面超過樹脂層2cm，然后用0.5mol/L的鹽酸溶液浸泡24h，浸泡完成后用2000ml清水洗滌，洗滌至交換柱出水pH值為5.0即可。利用蠕動泵將配制好的低濃度鎢酸鈉溶液(WO3 18.01g/L，NaOH 3.26g/L)泵入模擬交換柱中進(jìn)行動態(tài)吸附，控制流量2ml/min，當(dāng)模擬交換柱中出水WO3濃度≥0.5g/L時停止吸附，此時泵入模擬交換柱的低濃度鎢酸鈉溶液體積為2550ml，動態(tài)吸附完成，然后進(jìn)入洗滌工序，用2000ml純水進(jìn)行洗滌，洗滌水流量5ml/min，洗滌完成后，得到洗滌水Ⅰ，將動態(tài)吸附出水和洗滌水Ⅰ混合后，量得體積為4460ml，取樣測得WO3濃度為0.08g/L，則總吸附的WO3為45.57g，吸附率為99.23%，吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)。
[0028]S2、無氨解吸：對步驟S1中吸附飽和的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行動態(tài)解吸，解吸劑為氯化鈉和氫氧化鈉混合溶液，其中氯化鈉濃度為218.67g/L，氫氧化鈉濃度為4.69g/L，控制泵入解吸劑流量為2ml/min，總的解吸劑的體積為180ml，按解吸液出液順序分三次收集解吸液，第一次收集體積為50ml，WO3濃度為3.05g/L，WO3濃度較低，收集后返回動態(tài)吸附，第二次收集體積為170ml，WO3濃度為264.79g/L，WO3濃度高，為高濃度鎢酸鈉溶液，進(jìn)入酸沉凈化環(huán)節(jié)，第三次收集體積為50ml，WO3濃度為2.65g/L，WO3濃度較低，收集后用于配制下一周期的解吸劑，總的解吸率為99.41%，解吸后的201×7U強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂經(jīng)過純水洗滌，進(jìn)入下一個動態(tài)吸附周期循環(huán)利用，得到洗滌水Ⅱ，洗滌水Ⅱ收集處理。
[0029]S3、酸沉凈化：將步驟S2中得到的高濃度鎢酸鈉溶液(二段解吸液)，利用硫酸進(jìn)行中和酸沉凈化，加入硫酸酸沉終點為酸濃度到4mol/L，常溫攪拌2h，酸沉完成，進(jìn)行過濾和洗滌，得到濾液Ⅰ和濾渣Ⅰ。酸沉濾液Ⅰ收集處理，濾渣Ⅰ進(jìn)行3次攪拌洗滌。第一次洗滌，用硫酸溶液作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅱ和濾渣Ⅱ，濾液Ⅱ收集處理，濾渣Ⅱ進(jìn)行第二次洗滌，此次洗滌用硫酸作為洗滌劑，酸濃度為2mol/L，洗滌液固質(zhì)量比為1：1，攪拌洗滌時間1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅲ和濾渣Ⅲ，濾液Ⅲ收集處理，濾渣Ⅲ進(jìn)行第三次洗滌，此次洗滌用熱純水洗滌，洗滌液固質(zhì)量比為4：1，攪拌洗滌1h，洗滌完成后進(jìn)行過濾，得到濾液Ⅳ和濾渣Ⅳ，濾液Ⅳ收集處理，濾渣Ⅳ用雙氧水常溫溶解，液固質(zhì)量比為5：1，溶解時間為3h，溶解完成后對溶解液進(jìn)行加熱至60～80℃，然后加入硫酸攪拌酸沉，酸沉終點為溶液中硫酸濃度到2mol/L，酸沉完成后進(jìn)行過濾，再用熱純水洗滌，洗滌后得到鎢酸和洗滌水Ⅲ，再對鎢酸進(jìn)行烘干，進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，酸沉凈化結(jié)束后的酸沉母液和洗滌水Ⅲ收集處理。
[0030]S4、氧化焙燒：將步驟S3中得到的鎢酸進(jìn)行氧化焙燒，焙燒溫度為650℃～750℃，焙燒時間為4h，焙燒完成得到氧化鎢粉，對氧化鎢粉進(jìn)行制樣，再利用直讀光譜儀，分析氧化鎢粉中各雜質(zhì)元素的含量，結(jié)果為：Na 5.0 ppm、K 4.0 ppm、Mg 0.53 ppm、Al 3.25 ppm、Si 0.41 ppm、Ca 3.25 ppm、Ti 2.28 ppm、V 2.81 ppm、Mn 0.31 ppm、Fe 3.15 ppm、Co0.22 ppm、Ni 0.45 ppm、Cu 1.2 ppm、As 2.49 ppm、Mo 5.0 ppm、Cd 0.96 ppm、Cr 3.38ppm、Sn 2.57 ppm、Sb 1.34 ppm、Pb 0.23 ppm、Bi 0.32 ppm、P 3.0 ppm，雜質(zhì)元素總含量<50ppm，說明本實施例獲得的氧化鎢粉的質(zhì)量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。
[0031]以上描述了本發(fā)明的主要技術(shù)特征和基本原理及相關(guān)優(yōu)點，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性具體實施方式的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的構(gòu)思或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將上述具體實施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0032]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照各實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
說明書附圖(1)
聲明：
“鎢的離子交換無氨冶煉方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：贛南科技學(xué)院
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2024年10月25日 ~ 27日 
