黑鎢礦浸出條件的研究

摘要：對黑鎢礦浸出過程的工藝進行了研究。考察了反應溫度、反應時間、NaOH濃度對黑鎢礦中有效成分鎢浸出的影響。在最佳浸出條件下進行反應，得到白色均勻仲鎢酸銨晶體，并對晶體進行了X衍射分析、掃描電鏡分析和差熱-熱重分析，結果滿意。

關鍵詞：黑鎢礦；浸出；分析

仲鎢酸銨（APT）作為粉末冶金工業的原料，是我國重要的出口商品之一，也是國際鎢市場的主要貿易商品，我國鎢產品的出口量直接影響著世界鎢市場的價格和供需平衡，對國際鎢市場影響明顯[1]。仲鎢酸銨（APT）的性能和質量在很大程度上決定著鎢產品的性能和質量。黑鎢礦浸出條件的研究對于仲鎢酸銨（APT）的生產過程的監控和提高產品質量有重要意義[2]。鑒于此，我們研究了用NaOH浸出黑鎢礦的各種影響條件。

鎢精礦的分解方法可分為堿法和酸法兩大類。堿法包括蘇打燒結法、蘇打溶液壓煮法、苛性鈉溶液分解法；而酸法僅指用鹽酸來分解，但鹽酸分解法多用于富白鎢精礦或雜質少的白鎢精礦。黑鎢礦是鎢的主要礦物，目前工業上浸出黑鎢礦的主要方法是苛性鈉浸出法[3-4]。通過對反應溫度、反應時間和NaOH質量進行大量正交實驗，找到浸出黑鎢礦較佳反應條件。在最佳浸出條件下進行反應，然后采用離子交換技術除去鎢酸鈉浸出液中雜質，同時制備符合結晶要求的鎢酸銨溶液；最后采用蒸發結晶法制備生產需要的含五個結晶水的仲鎢酸銨(APT-4)，并對晶體進行了X衍射分析、掃描電鏡分析和差熱-熱重分析[５-６]，結果滿意。對提高企業經濟效益和推動中國鎢冶煉技術進步，以及提高中國鎢資源的利用率都具有重大意義。

1 實驗部分

1.1試劑與儀器

黑鎢礦；氫氧化鈉。721型分光光度計（上海第三分析儀器廠）；電動攪拌器；SH 2-D（III）循環水式真空泵（鞏義市英峪華儀器廠）；TN型托盤式扭力天平。

1.2 試驗方法

稱取NaOH倒入裝有24.4 g黑鎢礦的三頸瓶中，并倒入10.4 ml蒸餾水，電動攪拌器中速攪拌。對反應溫度、反應時間和NaOH質量進行正交實驗，尋找最佳浸出反應條件。在最佳條件下反應，冷卻抽慮，得到淡黃色的鎢酸鈉溶液。

然后進行離子交換，將201*7型樹脂裝好后，用蒸餾水淋洗一次，再慢慢倒入稀釋好的粗鎢酸鈉溶液，進行吸附，吸附完成后，進行水洗，用5g/LNH4Cl和NH3·H2O進行淋洗；然后用2mol/LNH4Cl和NH3·H2O進行解吸。

離子交換后得到的（NH4）2WO4溶液采用蒸發結晶法，在90℃進行蒸發8h，得到白色晶體，對晶體進行了X衍射分析、掃描電鏡分析和差熱-熱重分析。

2結果與討論

2.1溫度的影響

保持其他條件不變，改變反應溫度。進行大量正交實驗，浸出鎢的平均質量如下表2-1所示：

2.2反應時間的影響

保持其他條件不變，改變反應時間。進行大量正交實驗，浸出鎢的平均質量如下表2-2所示：

表2-2 反應時間改變，浸出鎢的平均質量

2. 3 NaOH濃度的影響

保持其他條件不變，改變NaOH質量。進行大量正交實驗，浸出鎢的平均質量如下表2-3所示：

表2-3 NaOH質量改變，浸出鎢的平均質量

對進行差熱分析，得到黃綠色WO3粉末。圖2-2為樣品的差熱-熱重圖。樣品的失重率與APT-4理論分解值11.17%相近；100℃時APT失去4個水分子，100~200℃時出現失重平臺，在220~450℃繼續失去NH3和H20，當溫度達到450℃以上，只剩下WO3，與APT-4分解過程文獻報道一致。這與X衍射分析結果一致。進一步證明樣品為APT-4。

在90 ℃進行蒸發8 h，直接熱過濾得到白色均勻的五水仲鎢酸銨，對其進行掃描電鏡分析，如圖2-3所示：

3結論

可以得出鎢的最佳浸出條件為：反應溫度為125℃；反應時間為4h；加入NaOH的質量為5.3g，中速攪拌。

結晶過程中， 90 ℃ 以上得到五水仲鎢酸銨。直接熱過濾得到白色均勻的五個結晶水的仲鎢酸銨（APT-4）晶體，符合生產的要求。

參考文獻

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