СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА, СКАНДИЯ, ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА, СКАНДИЯ, ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ


RU (11) 2020175 (13) C1

(51) 5 C22B34/36, C22B3/00 

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

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

(21) Заявка: 5033269/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.19 
(45) Опубликовано: 1994.09.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент США N 4808384, кл. C 22B 34/36, 1989. 
(71) Заявитель(и): Вишкарев Алексей Федорович; Зеликман Абрам Наумович; Ракова Наталья Николаевна; Ахундов Назим Фикрет оглы; Ахундова Евгения Борисовна 
(72) Автор(ы): Вишкарев Алексей Федорович; Зеликман Абрам Наумович; Ракова Наталья Николаевна; Ахундов Назим Фикрет оглы; Ахундова Евгения Борисовна 
(73) Патентообладатель(и): Вишкарев Алексей Федорович; Зеликман Абрам Наумович; Ракова Наталья Николаевна; Ахундов Назим Фикрет оглы; Ахундова Евгения Борисовна 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА, СКАНДИЯ, ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для переработки вольфрамсодержащего сырья с извлечением металлов железа, марганца, вольфрама из вольфрамсодержащего сырья с содержанием WO31-3%, SiO220-30%, CaO 12 - 20%, с одновременным расширением сырьевой базы за счет вовлечения в переработку вольфрамсодержащих отвалов вольфрамового производства. Сущность: перед гидрометаллургической обработкой вольфрамсодержащее сырье с содержанием SiO220-30%, CaO 12 - 20% расплавляют в восстановительных условиях в присутствии углерода, нагревают до температуры 1460 - 1550°С и выдерживают при этой температуре до полного восстановления железа, марганца, вольфрама и скандия и отделяют образовавшийся шлак. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для переработки вольфрамсодержащего сырья.

Известен способ переработки шеелитовых концентратов с извлечением вольфрама и железа (Авторское свидетельство СССР N 1580822, кл. С 22 В 34/36, 1988).

Способ предполагает переработку преимущественно низкосортных железосодержащих шеелитовых концентратов путем их плавления в присутствии кокса в рудно-термической электропечи и прогревом расплава через коксиковый слой, выдержку расплава при температуре 1200-1300oC в течение 30-40 мин. Продуктами плавки являются железовольфрамовый сплав, содержащий 21,6% W и 77,6% Fe, при извлечении 96,7% и 94,6% соответственно и шлак, содержащий 0,09% W и 0,7% железа.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является патент США N 4808384, кл. С 22 В 34/36, 1989. В патенте описан процесс извлечения вольфрама, скандия, железа и марганца из вольфрамсодержащего сырья.

Указанный процесс включает выщелачивание вольфрамсодержащего материала в серной кислоте при температуре не ниже 80oC в течение 4-7 ч в присутствии угля с целью образования раствора, содержащего скандий, железо и марганец, и осадка, содержащего вольфрам, отделение раствора от осадка и извлечение скандия из раствора жидкостной экстракцией. Скандийсодержащая органическая фаза отделяется от рафината. Вслед за этим раствор после извлечения скандия подвергается электролизу с целью выделения из него основного количества железа в виде железного порошка, марганец остается в растворе.

В прототипе можно отметить следующие недостатки:

- невозможность использования этого способа при наличии в перерабатываемом материале соединений кремния из-за образования при обработке кислотой кремниевой кислоты, которая представляет собой гель, что делает невозможным фильтрацию полученной пульпы. Кроме того, присутствие в исходном материале соединений кальция приводит к увеличению расхода кислоты на разложение соединений кальция;

- невысокая степень извлечения вольфрама в конечный продукт, так как в присутствии соединений кремния вольфрам распределяется между раствором (вследствие образования растворимых кремниевольфрамовых гетерополисоединений) и осадком.

В основу изобретения положено решение задачи создания способа, позволяющего повысить степень извлечения металлов (железа, марганца, вольфрама) из вольфрамсодержащего сырья с содержанием WO3 1-3%, Fe 5-9%, Mn 5-8%, SiO2 20-30%, СаО 12-20% с одновременным расширением сырьевой базы за счет вовлечения в переработку вольфрамсодержащих отвалов вольфрамового производства.

Поставленная задача достигается за счет того, что перед гидрометаллургической обработкой с целью отделения основного количества кальция и кремния, вольфрамсодержащее сырье расплавляют в восстановительных условиях в присутствии углерода, нагревают до температуры 1450-1550oC и выдерживают при этой температуре до полного восстановления железа, марганца, вольфрама и скандия и отделяют образовавшийся шлак.

Техническая сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Предлагаемый способ позволяет вовлечь в сферу переработки отвалы, которые до настоящего времени складируются и не перерабатываются. Эти отвалы представляют собой продукт, который образуется в результате совместной переработки шеелитовых и вольфрамитовых концентратов по методу спекания с содой и отличается повышенным содержанием оксида кальция и оксида кремния.

При прямо-кислотной обработке такого сырья наличие соединений кремния способствует образованию геля, из-за образования которого невозможно отфильтровать пульпу. Присутствие соединений кальция приводит к повышенному расходу кислоты. Расплавление вольфрамсодержащего сырья в восстановительных условиях его выдержка при высокой температуре позволяют выделить оксиды кальция и кремния в шлак и таким образом отделить их от марганца, железа, вольфрама и скандия, которые концентрируются в сплаве. Оставшийся после охлаждения металл перерабатывается на полезные компоненты.

Количество отвалов приблизительно 40 тыс.т. Ежегодно образуется порядка 1000-1500 т отвалов. При переработке таких отвалов можно дополнительно извлечь вольфрам, железо, марганец, скандий. Кроме того, предлагаемый способ предполагает извлечение из этих отвалов железа и особенно марганца, которое до сих пор не проводилось. Такое комплексное раздельное извлечение всех полезных компонентов в существующих способах неизвестно.

Расплавление вольфрамсодержащего сырья в восстановительных условиях приводит к восстановлению полезных компонентов, выделению их в сплав и практически полному отделению их от кальция и кремния.

Выдержка расплава при температуре ниже 1450oC приводит к неполному восстановлению полезных компонентов и их потере со шлаком.

Выдержка расплава при температуре выше 1550oC приводит к более активному восстановлению кремния в сплав, что в дальнейшем отрицательно сказывается на переработке сплава.

П р и м е р. 100 г вольфрамсодержащего материала, состава, %: 9,2 Fe; 8,2 Mn; 24,82 SiO2; 17,55 СаО; 1,4 WO3; 0,0045 Sc, помещалось в графитовый тигель для создания восстановительной среды. Затем в печи Таммана после достижения температуры 1475oC расплав выдерживали в течение 40 мин. На восстановление металла израсходовалось 4,5 г углерода. После удаления шлака в 16,3 г оставшегося металла было извлечено 94% Fe, 95% W, 80% Mn, 85% Sс, 1,5% Si. Подавляющая часть кремния и кальция, содержащихся в исходном материале, осталась в шлаке. После охлаждения окисленный сплав раздробили до порошкообразного состояния. Затем порошок растворяли в кислоте в течение 2 ч при температуре 80-90oC. Процесс дальнейшего селективного извлечения металлов осуществляется по известному способу.

Конечное извлечение элементов из вольфрамсодержащего материала составило: 92% Fe, 88% W, 77% Mn, 80% Sс.

Для доказательства существенности заявляемых отличительных признаков были проведены эксперименты по известному способу с сырьем, аналогичным прототипу, и с сырьем, содержащим оксиды кремния и кальция, а также по предлагаемому способу с изменением условий проведения эксперимента. Результаты приведены в таблице. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМА, СКАНДИЯ, ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, включающий гидрометаллургическую обработку кислотами с последующим извлечением скандия, железа и марганца из раствора, фольфрама из осадка, отличающийся тем, что для извлечения используют вольфрамсодержащее сырье с содержанием SiO2 - 20 - 30%, CaO - 12 - 20% и перед гидрометаллургической обработкой вольфрамсодержащее сырье расплавляют в восстановительных условиях, например в присутствии кокса или угля, нагревают до 1450 - 1550oС, выдерживают при этой температуре до полного восстановления железа, марганца, вольфрама и скандия, отделяют образовавшийся шлак, а гидрометаллургической обработке подвергают оставшийся сплав.


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