СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЛЬФРАМИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЛЬФРАМИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА


RU (11) 2293132 (13) C1

(51) МПК
C22B 34/36 (2006.01)
C22B 1/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005121364/02 
(22) Дата подачи заявки: 2005.07.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.07.07 
(45) Опубликовано: 2007.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЗЕЛИКМАН А.Н., КОРШУНОВ Б.Г. Металлургия редких металлов, М., Металлургия, 1991, с.24-27. RU 2094511 С1, 27.10.1997. RU 2221887 C1, 20.01.2004. WO 88/00249 A1, 14.01.1988. ЕР 0069766 A1, 19.01.1983. US 4167555 А, 11.09.1979. 
(72) Автор(ы): Кожевников Георгий Николаевич (RU); Водопьянов Адриан Георгиевич (RU); Ситдиков Фарит Габдулханович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) (RU); ЗАО Научно-производственное предприятие "Редмет" (RU) 
Адрес для переписки: 620016, г.Екатеринбург, Амундсена, 101, ГУ ИМЕТ УрО РАН, Зав. патентно-информационным отделом Л.А. Сандлер 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЛЬФРАМИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для переработки вольфрамитовых концентратов. Техническим результатом изобретения является избирательное извлечение вольфрама из концентрата за счет снижения температуры спекания и недопущения образования настылей. Способ включает спекание вольфрамитового концентрата с карбонатом калия в присутствии кислорода и последующее выщелачивание полученного спека. Спекание проводят при температурах 700-750°С и отношении карбоната калия к сумме триоксида вольфрама, серы и триоксида молибдена мас.%, равном 0,65-0,7. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к пирометаллургии редких металлов и может быть использовано для переработки концентратов, содержащих вольфрам.

Известны способы переработки вольфрамитовых концентратов, которые подразделяют на две группы в зависимости от метода их вскрытия. Концентраты спекают или сплавляют с содой с последующим выщелачиваем продукта водой или обрабатывают водным раствором соды в автоклавах.

Автоклавно-содовый способ основан на разложении вольфрамита раствором соды при температурах 200-225°С и давлении 2,5 МПа в течение 2-4 часов. Преимущества этого способа перед способом спекания состоит в том, что не требуется применение вращающихся печей. Общее извлечение вольфрама из концентрата составляет 93-95% [Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М., Металлургия, 1991, с.29-32].

Недостатки способа:

1. Большой расход соды, что влечет за собой повышенный расход соляной кислоты для нейтрализации растворов, содержащих избыточное количество карбоната натрия (80-120 г/л).

2. Значительные затраты на утилизацию сбросных вод, содержащих хлорид натрия.

Наиболее близким к предлагаемому способу является распространенный способ спекания концентрата с содой в присутствии кислорода. Спекание осуществляют во вращающихся трубчатых печах при температурах 800-900°С. Расход соды должен обеспечивать образование в спеке вольфрамата натрия. Для повышения извлечения вольфрама в раствор из спека, в шихту для спекания дополнительно вводят избыток соды в размере 10-15%. Избыточная сода при спекании реагирует с другими составляющими концентрата с образованием силиката, сульфата, феррита и молибдата натрия.

Для ускорения окисления железа и марганца в шихту иногда добавляют селитру в количестве 1-4% от массы концентрата [Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М., Металлургия, 1991, с.24-27].

Недостаток способа по прототипу состоит в том, что реакционная масса при нагревании до температуры 800-900°С превращается в полурасплавленный (тестообразный) материал или жидкотекучий расплав. Появление жидкой фазы связано с плавлением вольфрамата натрия (температура плавления его 698°С) - основной составляющей спека. Расплав разъедает футеровку печи и способствует образованию настылей в отдельных ее зонах, что препятствует процессу спекания и перемещению шихты.

На практике во избежание расплавления шихты в нее добавляют хвосты, которые образуются при выщелачивании спека. При применении хвостов снижается содержание оксида вольфрама в шихте до 20-22% (примерно в 2 раза). В результате, за счет разубоживания шихты, уменьшается производительность печи.

Задачей предлагаемого изобретения является создание более эффективного способа переработки вольфрамитового концентрата, повышение извлечения вольфрама в раствор.

Техническим результатом заявляемого технического решения является избирательное извлечение вольфрама из концентрата за счет снижения температуры спекания и недопущения образования настылей.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки вольфрамитового концентрата, включающем его спекание с карбонатом щелочного металла в присутствии кислорода, последующее выщелачивание полученного спека согласно изобретения, спекание осуществляют с карбонатом калия при температурах 700-750°С и отношении карбоната калия к сумме триоксида вольфрама, серы и триоксида молибдена, мас.%, равном 0,65-0,7.

Это отношение обеспечивает образование вольфрамата, молибдата и сульфата калия. При этом получается в спеке минимальное количество силиката калия.

Исследования показали, что скорость взаимодействия компонентов концентрата с карбонатом калия при температурах 700-750°С выше чем с содой. Образующийся вольфрамат калия плавится при 923°С. Поэтому спек получается пористым без появления расплава и образования настылей.

Способ реализуется следующим образом.

Вольфрамитовый концентрат, содержащий, мас.%: 60,8 WO 3; 28,2 MnO2; 4,0 SiO2; 0,49 CaO; 0,77 серы; 0,007 молибдена, менее 0,006 олова, мышьяка и меди, и карбонат калия (поташ) технической чистоты в заданном количестве перемешивают, нагревают при температуре 700-750°С в течение 1,5-2 час и получают спек. Для перевода вольфрама в раствор спек выщелачивают водой известными методами при температуре 90-95°С и Ж:Т=4 в течение 1 час.

В процессе выщелачивания получают пульпу, на фильтре отделяют твердую фазу (хвосты) от раствора. Концентрация триоксида вольфрама в растворе составляет 120-130 г/л. Раствор поступает после очистки от примесей для получения вольфрамовой кислоты.

Хвосты (на сухую массу) содержат, мас.%: 73-75 Fe2О3; 14-15 Mn3 O4; 10-11 SiO2; 1-1,5 CaO; менее 1,0 WO 3 и сотые доли серы, меди, олова и фосфора. Такой материал пригоден в качестве сырья для производства чугуна в доменных печах.

Из данных таблицы видно, что отношение 0,65-0,7 обеспечивает высокое извлечение вольфрама и молибдена в раствор и наименьшее диоксида кремния, независимо от температуры спекания.

Установлено, что в процессе спекания образуются растворимые промежуточные соединения: силикат и феррит калия. Они постепенно взаимодействуют с триоксидом вольфрама с образованием растворимого вольфрамата калия и оксидов кремния и железа, которые в раствор не переходят.

Если отношение в шихте ниже 0,65, то вскрытие концентрата происходит не полностью и он остается в спеке.

Если отношение более 0,7, то вольфрамитовый концентрат разрушается полностью, но избыточный карбонат калия реагирует с оксидами с образованием вновь силиката и феррита калия, которые присутствуют в спеке вместе с вольфраматом, молибдатом и сульфатом калия. При выщелачивании спека феррит калия разлагается с выделением щелочи и гидроксида железа, а силикат калия переходит в раствор, загрязняя его диоксидом кремния.

При отношении 0,75 в раствор поступает и часть карбоната калия, который необходимо нейтрализовать при извлечении вольфрама из раствора. Калий при этом не используется.

Если температура спекания ниже 700°С, то разрушение силиката калия концентратом происходит недостаточно полно и в растворе при выщелачивании спека повышается концентрация диоксида кремния.

При температуре 800°С образуется плотный менее пористый спек, который требуется дополнительно измельчать перед выщелачиванием. Повышение температуры не влияет на степень извлечения вольфрама и молибдена, но увеличивает переход кремния в раствор.

Преимущества предлагаемого способа:

- ниже температура процесса спекания и затраты на тепло;

- не образуются расплав и настыли в печи;

- повышается производительность печи, ибо в шихту не требуется добавлять хвосты;

- выше концентрация оксида вольфрама в спеке и меньше материальный поток на операции выщелачивания;

- не требуется применять селитру.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет более эффективно перерабатывать вольфрамитовый концентрат.

Таблица

Результаты испытаний способа переработки вольфрамитового концентрата. 


п/п К2СО3:WO 3+S+MoO3

(по массе) Температура

спекания, °С Извлечение в раствор, % 
WO 3 МоО3 S SiO2 
1 0,60 750 92,6 94,2 89,1 1,9 
2 0,65 750 99,3 98,3 95,1 0,5 
3 0,70 750 99,4 99,1 99,3 0,6 
4 0,75 750 99,3 98,4 99,2 2,1 
5 0,70 700 99,4 99,0 99,4 0,6 
6 0,70 650 96,3 97,2 92,3 2,5 
7 0,70 800 99,4 99,1 99,4 1,6 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ переработки вольфрамитового концентрата, включающий спекание с карбонатом щелочного металла в присутствии кислорода и последующее выщелачивание полученного спека, отличающийся тем, что спекание осуществляют с карбонатом калия при температурах 700-750°С и отношением K2CO3:(WO 3+S+MoO3) мас.% в пределах 0,65-0,7.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru