專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高純仲鎢酸銨的制取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純仲鎢酸銨的制取方法。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“仲鎢酸銨”亦簡(jiǎn)稱(chēng)為APT。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“APT原料”是指國(guó)標(biāo)零級(jí)品APT。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“不合格品APT”是APT廢料、臟化料、以及各種雜質(zhì)超標(biāo)的APT廣品等的俗稱(chēng)。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“高純仲鎢酸銨”是指雜質(zhì)總量可控制在< 65ppm之內(nèi) 的仲鎢酸銨，即低雜質(zhì)含量的高純仲鎢酸銨，而國(guó)標(biāo)零級(jí)仲鎢酸銨產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為雜質(zhì)總量^ 177. 5ppm。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“制取原料”是指離子交換法或萃取法生產(chǎn)出來(lái)的達(dá)到國(guó)標(biāo)0級(jí)APT(雜質(zhì)總含量< 177. 5ppm)或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不合格APT(雜質(zhì)總含量^ 177. 5ppm)。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)”是指根據(jù)蒸發(fā)結(jié)晶鍋的容積大小，計(jì)量一定體積的溶液到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)比重”是指蒸發(fā)結(jié)晶結(jié)束時(shí)蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)剩余溶液的比重大小，單位g/cm3。在本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“用銨鹽解吸”是離子交換過(guò)程中的一個(gè)工藝術(shù)語(yǔ)，是指已吸附鎢的樹(shù)脂用銨鹽把樹(shù)脂中的鎢解脫下來(lái)，變成鎢酸銨溶液的過(guò)程。
背景技術(shù)：
鎢是一種難熔的有色金屬，也是一種重要的戰(zhàn)略資源，因其具有熔點(diǎn)高、硬度大、延性強(qiáng)、耐磨和耐腐蝕等優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)APT的生產(chǎn)主要是離子交換法和萃取法。離子交換法主要應(yīng)用于黑鎢礦、白鎢礦生產(chǎn)APT。通過(guò)黑白鎢礦的堿分解生成鎢酸鈉溶液；再經(jīng)過(guò)鎢酸鈉加水稀釋到一定程度后通過(guò)離子交換樹(shù)脂對(duì)鎢進(jìn)行吸附，后用銨鹽解吸得到鎢酸銨溶液；鎢酸銨溶液用蒸汽加熱的方法蒸發(fā)掉部分水及氨得到仲鎢酸銨產(chǎn)品。萃取法主要應(yīng)用于黑鎢礦、白鎢礦、鎢雜礦、及鎢廢料生產(chǎn)APT。通過(guò)黑白鎢礦、鎢雜礦、及鎢廢料先焙燒后再堿分解生成鎢酸鈉溶液；再經(jīng)過(guò)除雜過(guò)濾；除雜好的鎢酸鈉溶液經(jīng)過(guò)萃取及反萃取后得到鎢酸銨溶液；鎢酸銨溶液再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶得到仲鎢酸銨產(chǎn)品。兩種工藝生產(chǎn)出來(lái)的APT產(chǎn)品質(zhì)量一般為國(guó)標(biāo)零級(jí)產(chǎn)品，其余為國(guó)標(biāo)一級(jí)品或不合格品。同時(shí)，離子交換法和萃取法在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生的APT廢料、臟化料、以及各種雜質(zhì)超標(biāo)的APT等俗稱(chēng)的不合格品APT，這類(lèi)APT按傳統(tǒng)工藝主要是通過(guò)堿溶解再還回到制取鎢酸鈉溶液工序，再轉(zhuǎn)型為鎢酸銨溶液，通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶得到一般仲鎢酸銨產(chǎn)品。這個(gè)工藝流程長(zhǎng)、回收率低、生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量為國(guó)標(biāo)零級(jí)產(chǎn)品或國(guó)標(biāo)零級(jí)產(chǎn)品以下。
也有人試用APT直接氨水溶解生成鎢酸銨，鎢酸銨溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到高純APT。這個(gè)方法存在二個(gè)問(wèn)題一是APT氨溶解的效果不佳，APT溶解過(guò)程轉(zhuǎn)化率低，所得到的鎢酸銨溶液濃度也低；二是低品質(zhì)APT不經(jīng)煅燒不能有效除雜，影響最終APT產(chǎn)品的品質(zhì)。隨著鎢工業(yè)的不斷發(fā)展，以現(xiàn)有離子交換、萃取法生產(chǎn)的仲鎢酸銨產(chǎn)品越來(lái)越不能滿(mǎn)足生產(chǎn)高品質(zhì)鎢深加工產(chǎn)品的需要。如現(xiàn)生產(chǎn)高品質(zhì)鎢的深加工產(chǎn)品和硬質(zhì)合金等所用的仲鎢酸銨結(jié)晶粉末，大部分單個(gè)雜質(zhì)元素含量須小于1-5 X 10_6。仲鎢酸銨的質(zhì)量直接影響后續(xù)鎢深加工產(chǎn)品的質(zhì)量，因此要制取高純仲鎢酸銨才能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高純仲鎢酸銨的制取方法，其可優(yōu)化生產(chǎn)APT工藝過(guò)程，獲得低雜質(zhì)含量的高純仲鎢酸銨。為此，本發(fā)明提供了一種高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于，制取原料包括以離子交換法或萃取法生產(chǎn)出來(lái)的雜質(zhì)總含量< 177. 5ppm的達(dá)到國(guó)標(biāo)0級(jí)APT或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)總含量> 177. 5ppm的不合格APT，該方法包括下列步驟煅燒制取原料，以生成三氧化鎢；氨溶解所生產(chǎn)的三氧化鎢，以生成鎢酸銨溶液；對(duì)所生成的鎢酸銨溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，以得到濕仲鎢酸銨晶體；以及對(duì)所生成濕仲鎢酸銨晶體進(jìn)行烘干、篩分，從而獲得雜質(zhì)總含量< 65ppm的高純仲鎢酸銨。優(yōu)選地，原料還包括APT廢料、臟化料、以及各種雜質(zhì)超標(biāo)的APT產(chǎn)品。優(yōu)選地，在煅燒APT的工序，進(jìn)料量為50_250kg/h，煅燒溫度在500_700°C，APT在煅燒生產(chǎn)三氧化鎢時(shí)的轉(zhuǎn)化率至少為98. 5%。優(yōu)選地，在煅燒APT的工序，進(jìn)料量為100_200kg/h，煅燒溫度為550_690°C。優(yōu)選地，在氨溶解三氧化鎢的工序，溶解時(shí)的溶液溫度為50-110°C，液固比為2:1-6: lml/g，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-3h，氨水濃度為50-160g/l。優(yōu)選地，在氨溶解三氧化鎢的工序，溶解時(shí)的溶液溫度為60_100°C，液固比為2:1-5: lml/g，反應(yīng)時(shí)間為l-2h，氨水濃度為60-150g/l。優(yōu)選地，溶解所得的鎢酸銨溶液經(jīng)過(guò)濾之后，計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制蒸發(fā)結(jié)晶蒸汽在l-4kgf/cm2,蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)比重控制在I. 01-1. 10g/cm3。本方法的主要特點(diǎn)利用現(xiàn)有工藝生產(chǎn)出來(lái)的一般的APT或不合格的APT制取高純度的APT，是一個(gè)提純的過(guò)程，高純度的APT滿(mǎn)足后續(xù)APT深加工，生產(chǎn)高品質(zhì)鎢產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)APT煅燒生產(chǎn)三氧化鎢再氨溶解的方法，有效解決了 APT直接氨溶解過(guò)程溶解效果不好的難題；APT煅燒過(guò)程更有效地除去了部分難除雜質(zhì)，為生產(chǎn)高純APT產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。本發(fā)明解決了低品質(zhì)APT采用堿溶解后還回主流程的的做法，提高了生產(chǎn)過(guò)程的回收率，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)可產(chǎn)出高純APT產(chǎn)品。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的高純仲鎢酸銨的制取系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提了供一種制取高純仲鎢酸銨的方法，以APT或不合格品APT為原料，通過(guò)APT煅燒生成三氧化鎢；三氧化鎢氨溶解生成鎢酸銨溶液；鎢酸銨溶液蒸發(fā)結(jié)晶；APT烘干、篩分得到高純APT，其特征在于APT煅燒生成三氧化鎢過(guò)程，通過(guò)控制進(jìn)料量控制50_250kg/h，煅燒溫度控制在500-700°C爐內(nèi)氛圍，確保APT在煅燒生產(chǎn)三氧化鎢時(shí)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98. 5%以上。進(jìn)料量?jī)?yōu)選 100-200kg/h，煅燒溫度優(yōu)選 550-690°C。在三氧化鎢氨溶解過(guò)程中，溶解時(shí)的溶液溫度控制在50-110°C，液固比控制在2:1-6: lml/g，反應(yīng)時(shí)間在0. 5-3h，氨水濃度50-160g/l。溫度優(yōu)選60-100°C，液固比優(yōu)選2 : 1-5 lml/g，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選l-2h，氨水濃度優(yōu)選60-150g/l。溶解所得的鎢酸銨溶液經(jīng)過(guò)濾后，計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制蒸發(fā) 結(jié)晶蒸汽在l-4kgf/cm2，蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)比重控制在1.01-1. lOg/cm3得到含水仲鎢酸銨。含水仲鎢酸銨通過(guò)蒸氣烘干除去多余水份，以得到高純仲鎢酸銨產(chǎn)品。圖I示出了制取高純仲鎢酸銨工藝流程中采用的主要設(shè)備組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)依次包括仲鎢酸銨給料倉(cāng)I、煅燒爐2、三氧化鎢料倉(cāng)3、三氧化鎢溶解器4、鎢酸銨溶液過(guò)濾器5、鎢酸銨溶液貯槽6、鎢酸銨蒸發(fā)結(jié)晶器7、仲鎢酸銨晶體與結(jié)晶母液分離器8、仲鎢酸銨晶體干燥器9、高純仲鎢酸銨混料倉(cāng)10、以及高純仲鎢酸銨產(chǎn)品11的容器。實(shí)施例II、APT煅燒生成三氧化鎢過(guò)程。將APT置入進(jìn)料倉(cāng)中，通過(guò)螺旋給料機(jī)定量勻速將APT送入回轉(zhuǎn)爐中，控制回轉(zhuǎn)爐中溫度及氛圍，進(jìn)料量150kg/h，煅燒溫度一帶550°C、二帶640°C、三帶680°C。經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)爐煅燒后APT轉(zhuǎn)化成三氧化鎢的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98. 85%。2、三氧化鎢氨溶解過(guò)程，150g/l氨水溶液溫度控制在95°C，液固比控制在
3 lml/g，加入三氧化鎢邊攪拌，反應(yīng)時(shí)間在I. 5h后得到鎢酸銨溶液，并過(guò)濾。3、鎢酸銨溶液經(jīng)過(guò)濾后，計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制蒸發(fā)結(jié)晶蒸汽在l-4kgf/cm2，當(dāng)溶液比重接近I. 05g/cm3時(shí)，停止加熱，進(jìn)行晶體與母液分離，得到含水仲鎢酸銨。4、含水仲鎢酸銨通過(guò)蒸氣烘干除去多余水份，以得到高純仲鎢酸銨產(chǎn)品。實(shí)施例2I、APT煅燒生成三氧化鎢過(guò)程。將APT置入進(jìn)料倉(cāng)中，通過(guò)螺旋給料機(jī)定量勻速將APT送入回轉(zhuǎn)爐中，控制回轉(zhuǎn)爐中溫度及氛圍，進(jìn)料量160kg/h，煅燒溫度煅燒溫度一帶560°C、二帶650°C、三帶690°C。經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)爐煅燒后APT轉(zhuǎn)化成三氧化鎢的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99. 05%。2、三氧化鎢氨溶解過(guò)程，濃度為70g/l氨水溶液溫度控制在100°C，液固比控制在
4 lml/g，加入三氧化鎢，邊攪拌，反應(yīng)時(shí)間在2h后得到鎢酸銨溶液，并過(guò)濾。3、鎢酸銨溶液經(jīng)過(guò)濾后，計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制蒸發(fā)結(jié)晶蒸汽在l-4kgf/cm2，當(dāng)溶液比重接近I. 06g/cm3時(shí)，停止加熱，進(jìn)行晶體與母液分離，得到含水仲
鎢酸銨。4、含水仲鎢酸銨通過(guò)蒸氣烘干除去多余水份，以得到高純仲鎢酸銨產(chǎn)品。表I是零級(jí)仲鎢酸銨與低雜質(zhì)含量的高純仲鎢酸銨的品質(zhì)對(duì)比表。
表I
權(quán)利要求
1.一種制取高純仲鎢酸銨的方法。以APT原料，通過(guò)APT煅燒制取三氧化鎢；三氧化鎢氨水溶解生成鎢酸銨溶液；鎢酸銨溶液蒸發(fā)結(jié)晶成濕APT ;濕APT烘干、篩分得到高純APT。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制取高純仲鎢酸銨的方法，其特征在于所述的APT是指國(guó)標(biāo)O級(jí)品或品質(zhì)低于國(guó)標(biāo)O級(jí)的APT (如生產(chǎn)過(guò)程的臟化料、部分雜質(zhì)超標(biāo)的產(chǎn)品等俗稱(chēng)不合格APT)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制取高純仲鎢酸銨的方法，其特征在于所述的APT煅燒制取三氧化鎢的過(guò)程APT的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制取高純仲鎢酸銨的方法，其特征在于在三氧化鎢氨溶解過(guò)程中，溶解時(shí)的溶液溫度控制在50-110°C，液固比控制在2 1-6 lml/g，反應(yīng)時(shí)間在l_3h,氨水濃度 50_160g/l。
5.一種高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于，制取原料包括以離子交換法或萃取法生產(chǎn)出來(lái)的雜質(zhì)總含量≤177. 5ppm的達(dá)到國(guó)標(biāo)O級(jí)APT或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)總含量≥177. 5ppm的不合格APT，該方法包括下列步驟煅燒制取原料，以生成三氧化鎢；氨溶解所生產(chǎn)的三氧化鎢，以生成鎢酸銨溶液；對(duì)所生成的鎢酸銨溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，以得到濕仲鎢酸銨晶體；以及對(duì)所生成的濕仲鎢酸銨晶體進(jìn)行烘干、篩分，從而獲得雜質(zhì)總含量≤65ppm的高純仲鶴酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于原料還包括APT廢料、臟化料、以及各種雜質(zhì)超標(biāo)的APT廣品。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于在煅燒APT的工序，進(jìn)料量為50-250kg/h，煅燒溫度在500-700°C，APT在煅燒生產(chǎn)三氧化鎢時(shí)的轉(zhuǎn)化率至少為98. 5%，優(yōu)選地，在煅燒APT的工序，進(jìn)料量為100-200kg/h，煅燒溫度為550_690°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于在氨溶解三氧化鎢的工序，溶解時(shí)的溶液溫度為50-110°C，液固比為2 1-6 lml/g，反應(yīng)時(shí)間為0. 5-3h，氨水濃度為50-160g/l。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于在氨溶解三氧化鎢的工序，溶解時(shí)的溶液溫度為60-100°C，液固比為2 1-5 lml/g，反應(yīng)時(shí)間為l-2h，氨水濃度為 60-150g/l。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于溶解所得的鎢酸銨溶液經(jīng)過(guò)濾之后，計(jì)量到蒸發(fā)結(jié)晶鍋內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制蒸發(fā)結(jié)晶蒸汽在l-4kgf/cm2，蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)比重控制在I. 01-1. 10g/cm3。
全文摘要
一種高純仲鎢酸銨的制取方法，其特征在于，制取原料包括以離子交換法或萃取法生產(chǎn)出來(lái)的雜質(zhì)總含量≤177.5ppm的達(dá)到國(guó)標(biāo)0級(jí)APT或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)總含量≥177.5ppm的不合格APT，該方法包括下列步驟煅燒制取原料，以生成三氧化鎢；氨溶解所生產(chǎn)的三氧化鎢，以生成鎢酸銨溶液；對(duì)所生成的鎢酸銨溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，以得到濕仲鎢酸銨晶體；以及對(duì)濕仲鎢酸銨晶體進(jìn)行烘干、篩分，從而獲得雜質(zhì)總含量≤65ppm的高純仲鎢酸銨。本發(fā)明優(yōu)化了高純APT的生產(chǎn)工藝過(guò)程，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，降低了高純APT產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C01G41/00GK102674460SQ201210146189
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者唐美春, 彭文, 王光明, 羅章青, 謝金明 申請(qǐng)人:江西稀有金屬鎢業(yè)控股集團(tuán)有限公司