СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЛЬФРАМОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности вольфрама, и может быть использовано для переработки вольфрамовых концентратов с получением соединений вольфрама: вольфрамата натрия, триоксида вольфрама и паравольфрамата аммония.

В настоящее время принята технология разложения вольфрамовых концентратов содой, включающая спекание с содой (t=800-900°С), выщелачивание спека, очистку растворов от примесей и получение из очищенных растворов товарной продукции, например, вольфрамата натрия (Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. М., 1980. 328 с.).

Недостатком этой технологии является то, что содержащиеся в концентрате примеси переходят в раствор вместе с соединениями вольфрама, и возникает необходимость очистки от них по сложной многостадийной схеме.

Кроме того, в промышленности применяют способы содового и сернокислотного автоклавного разложения вольфрамовых концентратов при температуре 225°С, включающий нейтрализацию раствора и последующую очистку от примесей (Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. М., 1980. 328 с.).

Эти способы характеризуются повышенным расходом химических реагентов и воды, недостаточно высоким извлечением вольфрама в готовую продукцию и большой циркуляционной нагрузкой.

Известен также метод извлечения тугоплавких металлов из кислых растворов и пульп сорбцией с использованием различных ионитов с последующей десорбции аммиачными растворами (Авторское свидетельство СССР N 1029631, 1981 г., С22В 34/34, С22В 34/36/).

Недостатком указанного способа является невысокая степень извлечения вольфрама, низкая эффективность процесса регенерации ионита, а также повышенный расход реагентов.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ, включающий предварительную термохимическую подготовку вольфрамитовых концентратов к автоклавно-содовому переделу, обеспечивающую переход вольфрамита в шеелит, путем прокаливания вольфрамитового концентрата с некондиционным шеелитовым концентратом или кеками от автоклавно-содовой переработки шеелитовых концентратов при температуре 800°С в течение 2 часов в присутствии натриевой соды в количестве 2% от массы смеси (Авторское свидетельство SU 1520867 A1, С22В 34/36, 10.06.1999).

Технический результат предлагаемого способа направлен на перевод трудновскрываемого вольфрамита в сравнительно легковскрываемый шеелит путем добавления чернового промпродукта шеелитовой флотации, обеспечивающий образование шеелита в ходе спекания. В этом случае показатель перевода вольфрамита в шеелит превышает 85%.

Технический результат достигается следующим образом.

Способ переработки вольфрамитовых концентратов включает приготовление шихты, ее спекание и последующее автоклавно-содовое выщелачивание продукта спекания, отличающийся тем, что шихту готовят путем смешивания вольфрамитового концентрата, чернового промпродукта в виде 4-7%-ного концентрата первичной флотации шеелитовой руды с содержанием кальцита 40-60% и карбоната натрия в количестве 5% от общей массы шихты, а спекание шихты ведут при температуре 750-800°С в течение 2-4 часов.

В предлагаемом способе переработки спеканию при температуре 750-800°С в течение 2-4 часов подвергается измельченная смесь вольфрамитового концентрата с черновым промпродуктом, представляющим собой 4-7%-ный концентрат первичной флотации шеелитовой руды, содержание кальцита в котором 40-60%, и соды, в соотношении 5% от общей массы шихты. Образующийся при этом спек превращают в вольфрамат натрия автоклавно-содовым выщелачиванием.

Суть предполагаемого способа заключается в том, что при условии введения чернового промпродукта и соды в исходный вольфрамитовый концентрат образуется промежуточный активный продукт - вольфрамат натрия, который реагирует с кальцитом. Таким образом, сода инициирует цепную реакцию 1, в которой появляется промежуточное соединение, вызывающее цепь превращений исходных молекул и приводящих к образованию шеелита и регенерации соды по реакции 2.

При ведении процесса свыше 698°С (температура плавления Na₂WO₄ 698°С), в системе будет присутствовать жидкость, способствующая смачиванию шихты и ускоренному продвижению цепной реакции. При этом вольфрамат натрия, выравнивает концентрацию во всем объеме.

На фиг. 1 представлена зависимость перехода вольфрамита в шеелит от влияния количества чернового промпродукта шеелитовой флотации в исходной шихте и времени спекания. Видно, что добавление чернового промпродукта сверх СНК способствует более быстрому и полному протеканию реакции, а при увеличении времени спекания увеличивается извлечение WO₃ из вольфрамита в шеелит. Если увеличить время спекания, то данный способ будет экономически невыгодным, поэтому оптимальное время спекания составляет 2-4 часа. Фиг. 2 и 3 демонстрируют диапазон температуры спекания, при котором происходит основное влияние - 750-800°С. Свыше 850°С идет частичное проплавление шихты, что затрудняет дальнейшую переработку спека.

Пример 1. В качестве исходного сырья использовали вольфрамитовый концентрат с содержанием основных элементов %: WO₃ - 52,05; MnO - 15,71; Fe₂O₃ - 10,83, черновой промпродукт шеелитовой флотации, в котором содержится %: WO₃ - 4,39; Fe₂O₃ - 7,38; СаО - 43,95 и карбонат натрия. Навеску шихты, состоящую из вольфрамитового концентрата и чернового промпродукта шеелитовой флотации, взятого 200% сверх СНК, и соды - 5% от общей массы шихты, измельчали и тщательно перемешивали в ступке. Подготовленную шихту засыпали в алундовый (графитовый) тигель. Тигель помещался в заранее разогретую до 800°С муфельную печь, спекание проводили в течение 2-4 часов. Полученные спеки охлаждали до комнатной температуры, измельчали в ступке и отдавали на РФА анализ для определения содержания компонентов. На основании полученных данных РФА анализа, можно сделать вывод, что извлечение WO₃ из вольфрамита в шеелит меняется от 87,13% до 89,44%, соответственно при двух- и четырехчасовой выдержке.