Выщелачивание содовых спеков

Спекание шеелитовых концентратов с содой и песком

Спекание шеелитовых концентратов с содой не даёт удовлетворительного извлечения вольфрама в раствор даже при значительном избытке соды в шихте. При температуре спекания (800 ¸ 900 °С) реакция сдвинута в сторону образования Na₂WO₄

CaWO₄ + Na₂CO₃ ––® Na₂WO₄ + CaCO₃ (2.10)

При температурах > 825 °С CaCO ₃ частично разлагается с образованием CaO. Вследствие этого при последующем выщелачивании спека водой снова образуется вольфрамат кальция, который выпадает в осадок

Na₂WO₄ + Ca(OH)₂ ––® CaWO₄ ¯ + 2 NaOH (2.11)

При большом избытке соды в шихте (в 3,5 ¸ 4 раза) эта реакция в значительной мере подавляется взаимодействием Na ₂ CO ₃ c Ca(OH) ₂ с образованием СаСО ₃.

Чтобы снизить расход соды и предотвратить образование свободной окиси кальция, в шихту добавляют кварцевый песок для связывания кальция в труднорастворимый силикат:

CaWO₄ + Na₂CO₃ + SiO₂ == Na₂WO₄ + CaSiO₃ + CO₂ ­ (2.12)

Na₂CO₃ + SiO₂ ––® Na₂SiO₃ + CO₂ ­ (2.13)

CaWO₄ + Na₂SiO₃ == CaSiO₃ + Na₂WO₄ (2.14)

Таким образом, при переработке шеелитового концентрата этим способом шихта состоит из измельчённого концентрата, соды, избытка кварцевого песка (50 ¸ 100 %) и отвалов. Спекание проводят на аналогичном оборудовании, что и для вольфрамитового концентрата.

Полученные при спекании вольфрамитовых или шеелитовых концентратов спеки выщелачивают водой (рис. 2.1).

При выщелачивании спека водой в раствор переходят вольфрамат натрия (Na₂WO₄) и растворимые соли примесей: силикат натрия (Na₂SiO₃), фосфат и арсенат натрия (Na₂HPO₄, Na₂HAsO₄), молибдат натрия (Na₂MoO₄) и непрореагировавшая сода. Феррит натрия разлагается (гидролизует) с образованием щёлочи:

2 NaFeO₂ + H₂O == Fe₂O₃ + 2 NaOH (2.15)

В хвостах остаются оксиды и гидраты оксидов железа и марганца, неразложившийся концентрат, касситерит (SnO ₂) и другие нерастворимые примеси.

Выщелачивание ведут при 80 ¸ 90 °С в стальной аппаратуре периодического или непрерывного действия. Для полного извлечения вольфрама в раствор применяют двух- или трёхстадийное выщелачивание. Нагрев осуществляют острым паром.

Непрерывное выщелачивание осуществляют в барабанных вращающихся выщелачивателях. Он представляет собой стальной барабан диаметром 1 ¸ 1,2 м, длиной 2,5 ¸ 3 м, к торцам которого прикреплены болтами стальные крышки с пустотелыми цапфами, закреплёнными в подшипниках. Внутренняя часть и крышки защищены броневыми плитами. Барабан вращается через редуктор от электродвигателя. Выщелачиватель установлен горизонтально на двух опорах. Для ускорения выщелачивания и одновременного измельчения, в барабан помещают стальные стержни диаметром 40 ¸ 80 мм. Горячий спек и вода непрерывно поступают через загрузочную цапфу. Пульпа непрерывно удаляется через разгрузочную цапфу. В раствор извлекается 98 ¸ 99 % вольфрама в виде Na₂WO₄, содержание трёхокиси вольфрама в растворе примерно 190 ¸ 270 г/л. Далее раствор идёт на фильтрование.

При периодическом выщелачивании фильтрацию осуществляют на нутч-фильтрах, фильтр-прессах. При непрерывном процессе применяются вакуумные фильтры (дисковые, барабанные, ленточные). Вес сухих отвалов составляет 30 ¸ 40 % от веса исходного концентрата. Содержание WO ₃ в хвостах 1,5 ¸ 2 %, хвосты с содержанием > 2 % WO₃ возвращаются на приготовление шихты спекания.

Дата добавления: 2014-01-11