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invention
Fédération de Russie Patent RU2094511

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DE wolframite CONCENTRÉ

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT DE wolframite CONCENTRÉ

Nom de l'inventeur:. Kaminsky YD; Matsenko YA. AV Semiheaps. NI Kopylov. Makarov EP
Le nom du titulaire du brevet: Kaminsky Yuri Dmitrievich
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 26.10.1995

L'invention se rapporte à la production de métaux réfractaires, les métaux rares et leurs alliages. Le procédé de traitement de wolframite concentré est effectuée par chauffage de la charge ratio masse des composants en elle: wolframite concentré: (K, Na) nitrate: rapport de soude de 1: (1,4-0,7): (0,7-0, 3) le sel dans un bain liquide à une température de 320-550 ° C L'alliage résultant est soumis à un traitement hydrométallurgique d'une manière connue pour obtenir un produit commercialisable tungstène. Retrait du tungstène dans le produit commercial est 95-98,5%. L'invention permet de créer une technologie qui ne pollue pas l'environnement avec des émissions nocives, assurant la régénération consommée dans le nitrate de fusion, ce qui réduit la température du procédé.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne la sidérurgie et peut être utilisé dans la fabrication de métaux réfractaires, les métaux rares et leurs alliages.

procédé connu [1] Traitement de concentré de tungstène par fusion avec de la soude et de silice à une température de 1400-1500 ° C pour obtenir des couches immiscibles un de fusion et de les concentrer dans une tungstène sous la forme de sel de sodium. La composition de la charge initiale sur charge de concentré de soude silice de 1,0: 0,17: 0,16.

L'inconvénient de cette méthode est le traitement thermique d'alliage (1400-1500 ° C) et une consommation élevée de soude (165 de la quantité théoriquement nécessaire). La température élevée du processus jette un doute sur l'utilisation pratique de ce à cause de l'extrême agressivité de soude alcaline fond à des températures élevées et la nécessité de mesures spéciales pour protéger le revêtement du bain de fusion de l'unité de travail.

Les méthodes connues [2, 3] concentré traitement de tungstène, où la charge au lieu de quartz utilisé technique silicate forfaitaire (verre sodocalcique) que dans l' un de ces [3] avant la fusion administré opération thermolyse (cuisson sans air) à 700 o C et sont caractérisées par inconvénient majeur significatif de fusion élevé de la température lors de la formation au cours des masses fondues de soude alcaline agressifs.

méthode connue [4] d'extraction d'un matériau de tungstène, de tungstène, comprenant la formation et le frittage de la charge, qui est préparé en mélangeant le matériau carbonisé de tungstène et \ ou de corps réagissant carboné et les sels de sodium ou de nitrate de potassium dans un rapport pondéral des composants 1 :( 0,6-2,0) pour former une première partie de la charge, un matériau de tungstène oxydé et \ ou un réactif contenant des oxydes de métaux et de cendres dans un rapport pondéral des composants 1 :( 0,3-1,0).

L'isolement du tungstène à partir d'autres métaux réfractaires (tels que le tantale), une partie des matières recyclables est effectuée en les transférant au sodium-forme, qui est soluble dans le milieu aqueux de tungstène insoluble dans le cas d'autres métaux réfractaires (par exemple tantale), qui Il vous permet d'extraire le tungstène en produits commercialisables, et d'autres métaux sous une forme appropriée pour un traitement ultérieur. Les traductions dans le composé de sodium de tungstène et d'autres métaux réfractaires est effectuée en utilisant la méthode "EDM" (EDM), qui est basé sur la réaction d'oxydation exothermique des constituants contenant du carbone de la charge de nitrate de sodium. Comme modérateur de la réaction est un mélange de charge d'alimentation contenant de l'oxygène, ou de matières premières pré-oxydé avec de la soude.

La méthode dans sa mise en œuvre industrielle présente plusieurs inconvénients importants, à savoir: haute (dans la gamme 900-1000 o C) processus de la température, ce qui conduit à une augmentation de l' agressivité fond de soda-alcaline et nécessite doublées ensemble excluant la possibilité d'érosion de la muqueuse de la fusion ou l' épuisement professionnel à une surchauffe locale d'une section distincte de sa capacité; Les réactions indésirables de décomposition du nitrate d'ammonium pour former des oxydes d'azote, et leur séparation dans un milieu gazeux; procédé permet une consommation irrévocable de grandes quantités de nitrate (de 100 à 200% en poids du concentré); étant donné que les réactions d'oxydation sont explosifs dans la nature, leur mise en oeuvre nécessite le maintien d'un rapport précis du composant combustible de l'oxydant et la partie endothermique de la charge.

Selon le procédé décrit dans [5] par frittage wolframite avec du carbonate de sodium à t = 800-900 ° C afin d' accélérer la décomposition de la charge minérale est ajoutée à l'agent d' oxydation (nitrate de sodium) en une quantité de 1-4% en poids du concentré. Les principaux inconvénients de cette méthode sont la forte corrosivité de l'alcaline obtenue fond à des températures utilisées, ce qui conduit à une érosion rapide de la matière du four; la nécessité de maintenir une répartition uniforme de la température dans la chambre du four afin d'éviter la solidification de la masse fondue dans ses zones particulières; La décomposition thermique du nitrate d'émission dans la phase gazeuse d'oxyde d'azote.

La solution technique la plus proche de la méthode proposée est [6], l'extraction de tungstène à partir de concentrés de wolframite fusion avec de la soude et du chlorure de sodium supplémenté avec du nitrate comme oxydant. Le procédé d'essai a été effectué dans un four à creuset et le pouvoir réfléchissant. Charge constituée de wolframite (WO3 teneur 73%), Na 2 CO 3, NaNO 3 et de NaCl dans un rapport pondéral 1 0,25 0,16 0,05 fondu dans un four à réverbère pendant 45 minutes à une température de 800 ° C . l' extraction du tungstène dans une solution aqueuse de 99,6% a été liqueur masse fondue contenant du Na 2 WO 4 et NaCl, après purification des impuretés sont dirigées à l'extraction du tungstène conditionné obtenir le paratungstate d' ammonium.

Les composants de la charge (NaCl et Na 2 CO 3) forment un eutectique fondu avec une température de début de fusion de 634 ° C, fournissant ainsi un flux hétérogène de la réaction d'échange entre la soude et tungstate.

Les inconvénients de la méthode sont les suivants: le processus est une température élevée, et nécessite pour son équipement réfractaire de mise en œuvre d'une grande fiabilité aux températures et à l'état fondu de soude et de nitrate agressive; dans les conditions utilisées (t 800 ° C) prend inévitablement placer le processus de décomposition thermique du nitrate d'ammonium avec formation d'oxydes d'azote; l'extraction de tungstène à partir de la liqueur résultante est associée à des méthodes d'extraction et de sorption, parce que les méthodes conventionnelles ne peuvent pas obtenir le conditionnement des produits de tungstène. Un inconvénient important de cette méthode est la nécessité de l'élimination des solutions de chlorure.

Le résultat technique obtenu de la présente invention est de fournir une technologie, pas polluer l'environnement avec des émissions nocives, assurant la régénération consommée dans le nitrate de fusion, ce qui réduit la température du procédé et leur utilisation pour les usines de fabrication d'acier ordinaire, afin de simplifier et réduire le coût de la technologie.

Ceci est réalisé par le procédé à une température réduite de fusion du plomb dans le sel fondu, qui est formée au cours de la fusion du mélange de nitrate de sodium et \ ou de potassium, de sodium et à un rapport du concentré (1,4-0,7) (0,7-0,2) 1.

Dans la réalisation du procédé utilise sodium propriété de nitrate et \ ou former un fusible fond potassium (t pf308-310 ° C) et la capacité d'assimiler les métaux des sels plus réfractaires, en particulier le carbonate de soude. Le procédé est réalisé dans les réactions principales suivantes (par exemple, NaNO 3):

Comme on le voit à partir des équations de réaction, le transfert du concentré de tungstène sous forme de sodium est dû à l'interaction avec la soude concentrée d'origine. Cette masse fondue de nitrate sert de milieu pour l'interaction d'échange avec les ions du composant de tungstène soude concentrée. Le carbonate fondu de nitrate de fer résultant est oxydé et décomposé en Fe 3 O 4 et CO 2.

Il est connu que les nitrates et les nitrites de métaux alcalins purs commencent à se décomposer à une température 450 ° C, et l'introduction du nitrite en nitrate à l' état fondu du composant de sel de la fusion et de la température de décomposition plus élevée (en particulier, soude) , la température de décomposition du nitrate (nitrite) est décalée vers des températures plus élevées. Par conséquent, dans le procédé proposé de faire fondre les nitrates fondre interagissent uniquement avec du carbonate de fer formé par celui-ci à un état d'oxydation trivalent, et passant sous la forme de nitrites. Poursuite de l'expansion de ce dernier avec la libération des oxydes d'azote ne se produit pas, et donc la pollution des oxydes d'azote éliminés par ce procédé.

Le nitrate d' un mélange hétérogène résultant de tungstène sel fondu , et des produits de réaction insolubles (Fe 3 O 4, des sels de sodium d'impuretés et d' autres). Gidrovyschelachivaniyu ensuite soumis par les systèmes connus pour le transfert d' un gâteau d'oxyde de fer et d' autres composants insolubles, et la solution de tungstate et du nitrite (nitrite ) de sodium. Ensuite, le tungstène est converti en une forme marchande, et converti en nitrite en nitrate, qui, après sa sortie uparkoy retourné à la tête dans le processus de fusion.

La vérification expérimentale de la méthode proposée a été réalisée une série d'expériences dans un laboratoire à échelle agrandie. La méthode a été réalisée comme suit. Le lot a été préparée en mélangeant le concentré de wolframite contenant 61% de WO 3 avec de la soude et de nitrate de sodium, selon un rapport prédéterminé et fondu dans une cuve de four (V = 10 L) à 315-600 ° C jusqu'à la fin du dégagement gazeux. La présence des gaz d'échappement est contrôlé oxydes d'azote. Après la fin du dégagement de gaz de la masse fondue évacuée de la chaudière vers le réacteur avec agitateur. à l' état fondu de dissolution a été réalisée pendant 0,5 à 1,0 heure. A un rapport de l' eau à l' état fondu et 1 (2,3) et une température de 90-95 ° C. Après que la solution réservoir de décantation de tungstène pâte de boue a été décanté, le gâteau est filtré et lavé sur un entonnoir Buechner -filter et stocké. Tungstène à partir de la solution d'oxyde de tungstène est récupéré par des techniques connues. L'extraction du tungstène dans la solution à partir du concentré, en fonction des conditions expérimentales, il a été 80-98,5% Les résultats sont présentés dans le tableau.

A partir de ces données, il résulte que:

  • partagée avec le nitrate de sodium dans la consommation inférieure à 0,7 en poids du concentré, une masse fondue visqueuse, ce qui empêche les composants du mélange réactionnel résultant et réduit le degré de décomposition wolframite concentré; avec une augmentation de la proportion de la consommation de nitrate de sodium de plus de 1,4 degré en poids d'extraction du concentré de tungstène est stocké à un niveau élevé, mais la productivité du procédé est réduite en réduisant la proportion du concentré dans la charge;
  • La consommation de soude commune inférieure de 0,2 à 0,3 en poids du concentré conduit à une réduction de la récupération du tungstène et l'apparition d'oxydes d'azote dans les émissions de gaz; l'augmentation de la part de la consommation de soude à plus de 0,7 fois le poids du concentré est économiquement impossible;
  • augmentation de la température entraîne une diminution du temps de traitement, mais à des températures 600 ° C a observé l'apparition d'oxydes d'azote dans les émissions de gaz due à la décomposition thermique du nitrate de sodium; à une température inférieure à 320 ° C augmente de manière significative le temps de traitement en réduisant zhidkopodvizhnosti, ce qui augmente la viscosité de la masse fondue et de la difficulté de gazage;
  • le remplacement des parties de nitrate de sodium, nitrate de potassium, ne modifie pas les paramètres du procédé de décomposition wolframite concentré, contribue en outre à la masse fondue bas point de fusion du sel.

Comme on peut le voir à partir de ces expériences, les limites proposées pour les températures de fusion et les rapports des composants dans le matériau de départ peut atteindre l'objectif du processus, à savoir dans la plage de température de 320-550 ° C et des rapports des composants dans la matière de départ, du nitrate de sodium concentré de wolframite et \ ou de potassium soude est égal à 1 (1,4-0,7) (0,7-0,3). Dans ces plages de températures obtenues possibilité de réaction maximale de concentrés de composant de wolframite avec du citrate de carbonate enfermant le bain de fusion et l'oxydation ultérieure des composants d'impuretés (Fe, Mn) sous forme d'oxyde mixte (Fe 3 O 4, Mn 3 O 4) pour obtenir un tungstate de fusion et le nitrate de sodium (potassium), qui est ensuite converti par des procédés connus dans hydrométallurgiques produit commercial (WO 3) et un matériau de travail (NaNO 3). Cependant, en raison des basses températures de fusion sans décomposition de nitrate de sodium, ce qui empêche la formation d'oxydes d'azote présents dans les gaz d'échappement et fournit à cet état de pureté des composants nocifs. rapport Prise des composants fournissent l'occasion optimale pour le processus de décomposition des matières premières et la production de ce plus nitrate coulante, le nitrate de la fonte de la soude.

Ainsi, la méthode présente les avantages suivants.

1. Maintenir la composition de fusion proposée par lots et un rapport limite de ses composants à des conditions de basse température du procédé, ce qui permet l'utilisation de standards fours à basse température, en acier de la cuve de fusion (grades ordinaires tels art. 3) ou chaudières en fonte et autres appareils similaires donc quand la pratique du procédé ne nécessite pas d'équipement spécial avec un revêtement spécial des navires ou leur production de matériaux spéciaux de travail.

2. Dans le procédé de la méthode utilisée dans la gamme de températures (320-550 ° C) et le rapport des composants de mélange (concentré (K, Na) de nitrate de soude 1 (1,4-0,7) (0,7-0,3)) il n'y a pas d'émission de gaz nocifs - monoxyde d'azote dans la phase gazeuse, ce qui rend le procédé respectueux de l'environnement.

3. Dans la méthode (K, Na) nitrate est utilisé seulement comme un milieu à faible point de fusion pour fournir une interaction approfondie de concentré de tungstène et de carbonate de sodium pour obtenir le tungstène de sodium et en outre la décomposition du fer formé carbonate (manganèse) et son oxydation en Fe 3 O 4 avec un nouveau transfert de la dernière dans le gâteau. Formé au cours du nitrite de sodium (potassium) (après l'achèvement de la traduction de tungstène produit du commerce) peut être recyclé pour être réutilisé et la fusion du nitrate.

4. Selon le procédé composant de silicate proposé ne se concentre pas en solution par lixiviation, et le gâteau est concentré dans la insoluble. Par conséquent, la teneur en ions silicate dans la solution de lixiviation un peu, ce qui élimine donc la nécessité d'une redistribution de la purification de cette impureté, ce qui simplifie le processus et le lessivage résultant de la fusion de la masse fondue et augmente la qualité du produit commercial.

5. développé grâce à l'extraction de la technologie de tungstène en produits commercialisables est 95-98,5%

REVENDICATIONS

Procédé de traitement de concentré de wolframite consistant à préparer un mélange en mélangeant wolframite concentré avec du sel nitrate d'un métal alcalin et de la cendre, la fusion du mélange résultant à un traitement hydrométallurgique ultérieur de la masse fondue du produit obtenu, caractérisé en ce que le mélange est effectué à l'aide d'un sel nitrate d'un nitrate de métal alcalin, de sodium et / ou de potassium dans un rapport en poids de wolfram concentré est le nitrate de sodium et / ou bicarbonate de potassium 1,4 0,7 0,7 1 0,3 respectivement, et la fusion est effectuée dans la cuve du four à 320 550 ° C jusqu'à cessation du dégagement gazeux.

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Date de publication 16.03.2007gg