[其他]用兩步離子交換法制備高純仲鎢酸銨

無效

• 申請號: 86108390
• 申請日: 1986-12-13
• 公開（公告）號: CN86108390A
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發明（設計）人: 鄧舜勤;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
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00;B01J41/00;B01J47/02
• 代理公司: 核工業部專利法律事務所
• 代理人: 鞠永善

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《ЦВЕТНЫЕ????МЕТАЛЛЫ》1978，No.7，報道了用陰離子交換樹脂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仲鎢酸銨結晶。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，由于氯化銨分解，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。

附圖2是固定床離子交換解吸裝置示意圖。圖中[1]是上液管，[2]是界面排液管，[3]是樹脂層，[4]是下液管。界面排液管可以是水平管，也可以是傾斜管，它安裝在樹脂層上部界面處，或界面下不超過5厘米處。它的作用主要是用來及時排出易引起仲鎢酸銨結晶的溶液。操作時，首先將解吸劑從離子交換柱的下液管[4]以3～4.5米/小時的線速度快速進入，當從上液管[1]排出0.4個樹脂床層體積的溶液時，停止進料，然后從界面排液管[2]排出樹脂層上部的清液，再從上液管[1]進入解吸劑，以3～4.5米/小時的線速度迅速往下淋出0.2個樹脂床層體積的溶液。在迅速避開仲鎢酸銨結晶區后，再以0.3～0.4米/小時的線速度慢速淋洗，以增加解吸液中鎢濃度。解吸液體積為1.25倍樹脂床層體積，解吸液中三氧化鎢濃度可達250～300克/升。采用這樣的操作，可以防止解吸液中產生仲鎢酸銨晶體，可以實現固定床氨水解吸。

在φ65×1000毫米（樹脂床層高度為800毫米）的小型有機玻璃柱中，φ200×1000毫米（樹脂床層高度為800毫米）的中型試驗裝置中，以及φ1000×3000毫米（樹脂床層高度為2700毫米）的工業規模交換柱中進行試驗均證明本發明所述裝置和操作能有效地防止固定床氨水解吸時產生仲鎢酸銨結晶，從而為本發明在工業上應用創造了條件。

實施本發明的主要工藝參數可以采用：