專利名稱：一種分解鎢礦物提取鎢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎢礦物提取鎢領(lǐng)域，具體涉及一種分解鎢礦物提取鎢的方法。
背景技術(shù)：
堿浸法常用來(lái)分解黑鎢，中國(guó)專利CN85100350提出了采用加壓熱磨反應(yīng)器處 理鎢礦提取鎢的方法，該法徹底改變了氫氧化鈉不能分解白鎢礦的看法，它主要是在加 壓熱磨反應(yīng)器內(nèi)充分利用磨礦過(guò)程對(duì)物料機(jī)械活化作用、對(duì)礦粒表面生成物膜的剝離作 用和對(duì)礦粒的破碎作用而為反應(yīng)創(chuàng)造巨大的推動(dòng)力，再加上適當(dāng)?shù)臏囟染湍苁沟V物分解 率達(dá)98%以上。這種方法的不足之處在于其設(shè)備需專門設(shè)計(jì)加工，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，磨損 嚴(yán)重，安全問(wèn)題較為突出。隨后我們發(fā)現(xiàn)(中國(guó)專利CN1307140A)，在高壓釜中同樣 可以用氫氧化鈉來(lái)分解各種鎢礦，但為了保證浸出效果，需保持較大的液固比，因此需 較大的堿耗量。如果要降低堿耗量，則相應(yīng)的要減小液固比，此時(shí)堿濃度較高，根據(jù)我 們對(duì)NaOH分解白鎢礦熱力學(xué)研究所建立的贗三元相圖法(Zhongwei Zhao and Honggui Li, Metallurgicaland materials transactions B, 2008，39B 519-523)分析可知，只要堿 濃度足夠高，即使在較低的溫度下，白鎢礦也能被堿徹底地分解。在該理論指導(dǎo)下， 我們發(fā)明了一種常壓條件下，氫氧化鈉分解白鎢礦及黑白鎢混合礦的方法(中國(guó)專利 CN1465725A)，該法可在溶液沸點(diǎn)溫度以下操作，過(guò)程只需常壓下就可以進(jìn)行，液固比 小，能耗較低，安全性好。然而，較高的堿濃度雖然保證鎢礦堿分解反應(yīng)在熱力學(xué)上的 可行性，但是由于高濃度堿性礦漿粘度高不利于傳質(zhì)，反應(yīng)過(guò)程中不能及時(shí)的更新礦物 表面，動(dòng)力學(xué)上的不利因素導(dǎo)致分解不徹底，渣含鎢較高，另外，它仍屬于間歇式的槽 式操作，生產(chǎn)效率較低。我們注意到現(xiàn)代化工中，多螺桿塑料擠出機(jī)被廣泛地運(yùn)用于塑料的造粒、著 色、混煉，塑料薄膜、塑料型材、管材生產(chǎn)以及塑料注射機(jī)的給料機(jī)中。由于它具有 相互嚙合的螺桿，對(duì)高粘度的塑料產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力而使有機(jī)物料得到強(qiáng)烈的機(jī)械活化 作用，并且導(dǎo)致聚合或者裂解等反應(yīng)，形成所謂高效“塑煉”效果，同時(shí)機(jī)器的自潔性 好，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。本發(fā)明借鑒反應(yīng)擠出技術(shù)，利用“塑煉”的工作環(huán)境可為高粘度反應(yīng)物料創(chuàng)造 良好物理、化學(xué)條件的特點(diǎn)，提出連續(xù)分解鎢礦物提取鎢的反應(yīng)擠出法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低堿用量，水礦比小，分解溫度低、能耗低，可降低 生產(chǎn)成本，連續(xù)生產(chǎn)，分解效率高的分解鎢礦物的方法。本發(fā)明的一種分解鎢礦物提取鎢的方法，將粒度不高于200目的鎢礦物加入到 NaOH溶液中調(diào)漿，然后將礦漿連續(xù)加入到多螺桿擠出機(jī)中，反應(yīng)終止后，將擠出料溶 解，過(guò)濾，洗滌，干燥。所述的鎢礦物包括白鎢礦、黑白鎢混合礦、黑鎢礦或人造白鎢。
所述的白鎢礦含W0340-78% ；所述的黑白鎢混合礦含WO3S 40-75%，以 CaWO4形態(tài)存在的WO3占總WO3的0.5-99%，所述的黑鎢礦含WO3為40-75%。對(duì)所述的白鎢礦，NaOH用量為理論量的2.0-4.0倍，對(duì)黑白鎢混合礦，NaOH 用量為理論量的2.0-4.0倍；對(duì)黑鎢礦，NaOH用量為理論量的1.5-3.0倍；對(duì)人造白鎢， NaOH用量為理論量的1.1-3.0倍。所述的反應(yīng)過(guò)程水礦質(zhì)量比為0.1-0.5。所述的反應(yīng)過(guò)程控制溫度為5_150°C，優(yōu)選100-150°C。所述的反應(yīng)過(guò)程螺桿轉(zhuǎn)速為50-500轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選120-280轉(zhuǎn)/分。所述的礦漿連續(xù)加入到多螺桿擠出機(jī)中直至反應(yīng)完成的時(shí)間為0.5-5小時(shí)。所述的多螺桿擠出機(jī)為各種類型的雙螺桿擠出機(jī)，三螺桿擠出機(jī)或四螺桿擠出 機(jī)。本發(fā)明使用較少的堿用量和水配制高濃度的堿液，并于鎢礦混合調(diào)漿，利用擠 出機(jī)內(nèi)螺桿與螺桿以及螺桿與筒壁共同作用產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切應(yīng)力，不斷對(duì)礦物進(jìn)行機(jī)械 活化并更新礦物表面，將機(jī)械力作用與化學(xué)分解過(guò)程相結(jié)合，強(qiáng)化了浸出過(guò)程。在良好 的動(dòng)力學(xué)條件下，反應(yīng)速度快，在較低的溫度下就可實(shí)現(xiàn)鎢礦的連續(xù)分解。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是①用低堿用量、高濃度的堿溶液分解鎢礦，水礦比小，分解溫度低、能耗低， 可降低生產(chǎn)成本。②是一種連續(xù)分解鎢礦的方法，大大提高了工作效率。③該法處理鎢礦物，渣含不溶性WO3低。為了更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，列舉以下實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于這些 實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 某白鎢精礦含69.87% WO3, 11.35% Ca,粒度為_(kāi)325目。礦重 30kg,控制水礦比為0.5 1，3.0倍理論堿用量，調(diào)漿后連續(xù)加入雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器 內(nèi)反應(yīng)，螺桿轉(zhuǎn)速160轉(zhuǎn)/分、溫度150°C，保溫3h，將擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中 含WO3為0.75%，分解率達(dá)99.59%。實(shí)施例2 某白鎢中礦含45.12% WO3,粒度為-325目。礦重40kg，控制水 礦比0.36 1，4.0倍理論堿用量，調(diào)漿后連續(xù)加入三螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，螺桿 轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分、溫度150°C，保溫0.5h，將擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中含WO3為 3.32%,分解率達(dá)97.5%。實(shí)施例3 黑鎢與白鎢混合中礦含56.37% WO3 (其中白鎢礦與黑鎢礦大體各占 1/2)。粒度為-325目。取上述礦30kg，控制水礦比為0.5 1，2.0倍理論堿用量，雙 螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分、溫度140°C，保溫2.5h，將擠出料溶解，過(guò)濾，烘干， 干渣中含WO3為0.84%，分解率達(dá)99.35%。實(shí)施例4:黑鎢與白鎢混合中礦含56.37% WO3 (其中白鎢礦與黑鎢礦大體各占 1/2)。粒度為-325目。取上述礦0.4kg，控制水礦比為0.36 1，4.0倍理論堿用量， 四螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分、溫度130°C，保溫3h，將擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，干渣中含WO3為0.76%，分解率達(dá)99.41%。實(shí)施例5:某黑鎢中礦含41.23% WO3,粒度為_(kāi)325目。礦重300kg，控制 水礦比為0.1 1，3倍理論堿用量，調(diào)漿后連續(xù)加入雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，螺 桿轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分、溫度120°C，保溫4h，將擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中含WO3為 1.12%,分解率達(dá) 98.81%。實(shí)施例6:某黑鎢精礦含74.85% WO3,粒度為-325目。取上述礦300kg置于 理論量3倍的NaOH溶液中調(diào)漿，控制水/礦比0.3 1、螺桿轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分，冬季室 溫條件下反應(yīng)5h，在三螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)擠出，擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中 含WO3為4.23%，分解率達(dá)98.57%。實(shí)施例7 某黑鎢精礦含74.85 % WO3,粒度為_(kāi)325目。取上述礦40kg置于 理論量3倍的NaOH溶液中調(diào)漿，控制水/礦比0.39 1、螺桿轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分、溫度 120在雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)2.5h，擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中含WO3為 1.3%,分解率達(dá)99.56%。實(shí)施例8:某人造白鎢含73.14% WO3,粒度為-325目。取上述礦200kg置于 理論量3倍的NaOH溶液中調(diào)漿，控制水/礦比0.3 1、螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分、溫度 130在雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)反應(yīng)3h，擠出料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中含WO3 % 1.57%,分解率達(dá) 99.18%。實(shí)施例9某白鎢精礦含69.87% WO3, 11.35% Ca,礦重0.4kg，控制水礦比0.36 1，
2倍理論堿用量，螺桿轉(zhuǎn)速160轉(zhuǎn)/分、溫度120°C，在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)反應(yīng)3h，將擠出 料溶解，過(guò)濾，烘干，渣中含WO3為1.78%，分解率達(dá)99.14%。對(duì)比例1將白鎢精礦含67.57% WO3, 9.49% Ca,礦重0.3kg，控制液固比為0.8，2倍理
論堿用量，攪拌轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分、溫度160°C，在高壓釜中保溫2h，分解后卸料過(guò)濾、水 洗、烘干，渣含鎢為11.99%，分解率為93.46%。
權(quán)利要求
1.一種分解鎢礦物提取鎢的方法，其特征在于，將粒度不高于200目的鎢礦物加入到 NaOH溶液中調(diào)漿，然后將礦漿連續(xù)加入到多螺桿擠出機(jī)中，反應(yīng)終止后，將擠出料溶 解，過(guò)濾，洗滌，干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鎢礦物包括白鎢礦、黑白鎢混合 礦、黑鎢礦或人造白鎢。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的白鎢礦含W0340-78%;所述的 黑白鎢混合礦含WO3為40-75%，以CaWO4形態(tài)存在的WO3占總WO3的0.5-99%，所 述的黑鎢礦含WO3為40-75%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，對(duì)所述的白鎢礦，NaOH用量為 理論量的2.0-4.0倍，對(duì)黑白鎢混合礦，NaOH用量為理論量的2.0-4.0倍；對(duì)黑鎢礦， NaOH用量為理論量的1.5-3.0倍；對(duì)人造白鎢，NaOH用量為理論量的1.1-3.0倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反應(yīng)過(guò)程水礦質(zhì)量比為 0.1-0.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反應(yīng)過(guò)程控制溫度為5-150°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反應(yīng)過(guò)程螺桿轉(zhuǎn)速為50-500轉(zhuǎn)/分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6或7所述的方法，其特征在于，所述的反應(yīng)過(guò)程溫度為 100-150°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為120-280轉(zhuǎn)/分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的礦漿連續(xù)加入到多螺桿擠出機(jī)中 直至反應(yīng)完成的時(shí)間為0.5-5小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多螺桿擠出機(jī)為各種類型的雙 螺桿擠出機(jī)，三螺桿擠出機(jī)或四螺桿擠出機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種分解鎢礦物提取鎢的方法，屬于提取鎢領(lǐng)域，是鎢礦原料堿分解新方法。將鎢礦物與高濃度NaOH溶液混合調(diào)漿，結(jié)合擠出機(jī)的特點(diǎn)，充分利用其螺桿與螺桿以及螺桿與筒壁共同作用產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切應(yīng)力，不斷活化礦物并更新礦物表面，將機(jī)械力作用與化學(xué)分解過(guò)程相結(jié)合，強(qiáng)化了浸出過(guò)程。與堿壓煮相比，保證了較低的堿用量，并實(shí)現(xiàn)鎢礦的低溫連續(xù)分解，降低了生成成本，提高了工作效率。
文檔編號(hào)C22B34/36GK102011017SQ20101055213
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉旭恒, 李洪桂, 梁勇, 趙中偉, 陳愛(ài)良 申請(qǐng)人:中南大學(xué)