[其他]用兩步離子交換法制備高純仲鎢酸銨

在審

• 申請號: 101986000008390
• 申請日: 1986-12-13
• 公開（公告）號: CN1003441B
• 公開（公告）日: 1989-03-01
• 發明（設計）人: 鄧舜勤;周淑玲;張瑞榮;耿慶云;胡國茂;周淑玲;張瑞榮;耿慶云;胡國茂
• 申請（專利權）人: 核工業部北京第五研究所
• 代理公司: 核工業部專利法律事務所
• 代理人: 鞠永善

用兩步離子交換法制備高純仲鎢酸銨，即第一步采用多孔強堿性陰離子交換樹脂從堿性溶液中吸附鎢，解吸液酸化到ｐＨ２．５～４，再用丙烯酸型弱堿性陰離子交換樹脂吸附鎢，用氨水解吸，蒸發結晶制得高純仲鎢酸銨。氨水解吸時，采用樹脂層界面處裝有排液管的離子交換柱，它能迅速避開ｐＨ６～８的仲鎢酸銨結晶區，防止晶體析出，實現固定床氨水解吸。解吸液中三氧化鎢濃度可達２５０～３００克／升。該流程對磷、砷、硅、錫等雜質有很好的凈化作用。對鉬也有一定凈化效果。鎢的回收率可達９９％。

本發明涉及到難熔金屬的提取，特別是用離子交換法從粗鎢酸鈉溶液中提取并制備高純仲鎢酸銨。

蘇聯《ЦВЕТНЕ МЕТАПП》1978，No.7，報道了用陽離子交換樹脂AH-80П從pH2.5～4的蘇打溶液中吸附鎢，然后蒸發結晶制取仲鎢酸銨。AH-80П吸附鎢的容量較高，但對磷、砷、硅、鉬等雜質無凈化作用，因而需要對溶液先進行預處理，才能得到比較純的產品。一般采用鹽酸調整pH值除硅，采用氯化鎂除磷、砷、硫化鈉除鉬。在這些除雜質的過程中造成鎢的損失一般在5%以上。用氨水從AH-80П樹脂中解吸鎢時，須在懸浮層中進行，實際上是用大流速將晶體沖出樹脂層，這在解吸液收集器中往往會出現忡鎢酸銨結晶。由于采用大流速，得到的鎢酸銨溶液含鎢濃度較低。這就對后續工序帶來了一定的困難。

《有色冶煉》（1981，No.6）胡兆瑞等人采用強堿性陰離子交換樹脂201×7從堿性溶液中吸附鎢。用氯化銨解吸得到鎢酸銨溶液，經蒸發結晶制得仲鎢酸銨。這一流程對磷、砷、硅等雜質有一定的凈化效果，但當它們超過一定的含量時，要想制得高純仲鎢酸銨，仍需進行予處理。鉬含量高的礦石不能采用此法處理。在蒸發結晶時，部分氯化銨隨同仲鎢酸銨一道析出，產品烘干時，由于氧化銨分解，導致仲鎢酸銨晶體的物理性能變差。該流程的結晶母液尚無妥善處理的方法，鎢的回收率低，一般為95～97%。同時由于使用的201×7樹脂吸附鎢的容量低，要求粗鎢酸鈉進料液濃度低（12～20克/升），料液稀釋倍數大，能量消耗大。

本發明的目的是要從粗鎢酸鈉溶液中用兩步離子交換法直接制取高純仲鎢酸銨，提高產品純度，提高鎢的回收率，尋求對不同類型的鎢礦堿煮液，均能得到比較滿意結果的工藝流程。在用氨水解吸時，能防止析出仲鎢酸銨晶體。

圖1，是實施本發明的工藝流程圖。

第一步離子交換，采用多孔強堿性陰離子交換樹脂從堿性的粗鎢酸鈉溶液中吸附鎢，用食鹽水解吸，大部分磷、砷、硅等雜質和部分錫、鉬可以在吸附時除去，含WO₃60～80克/升的解吸液用硫酸或鹽酸將溶液調至pH2.5～4。然后用丙烯酸型弱堿性陰離子交換樹脂進行第二步吸附鎢，用氨水解吸，解吸液含WO₃250～300克/升，經蒸發結晶制得高純仲鎢酸銨。

在第二步離子交換中鎢的解吸，不只是一個單一的化學反應過程，而且還伴隨有鎢的形態轉換。在解吸過程中，溶液要經歷由弱酸性介質向堿性介質的變化，這時鎢的形態則由偏鎢酸鹽向正鎢酸鹽過渡。在這一過程中，必須經過仲鎢酸銨結晶區域（pH6～8）。如果形成仲鎢酸銨的反應速度大于仲鎢酸銨與氨水反應生成鎢酸銨的速度，那么，部分來不及溶解的仲鎢酸銨就會逐漸長大，這些晶體一旦長大，就很難返溶。固體的出現會給解吸操作帶來許多困難。為此，本發明采取在解吸塔中迅速避開pH6～8的仲鎢酸銨結晶區，讓仲鎢酸銨與氨水反應生成鎢酸銨的速度大于仲鎢酸銨結晶顆粒長大的速度來防止結晶的出現。