白钨精矿盐酸分解 (digestion of scheelite concentrate by chlorhydric acid liquidl)

白钨精矿与盐酸反应生成不溶于酸的钨酸而和生成可溶于酸的大部分杂质氯化物得以分离的钨精矿分解方法。此法已应用于工业生产。

原理    

白钨精矿很容易与盐酸反应：

CaWO₄+2HCl==H₂WO₄ +CaCl₂

在293K温度下钨酸钙与盐酸的反应浓度平衡常数为9500，353K温度下为12000，所以反应可以进行得很彻底。

白钨精矿中的磷、砷、硅、钼等杂质也能与盐酸反应，生成磷酸、砷酸、硅酸和钼酸。反应为：

磷酸、钼酸、砷酸能溶解于盐酸中，而可与钨酸分离。

固体粗钨酸经洗涤后溶解于氨水或氢氧化钠溶液：

生成钨酸铵或钨酸钠溶液和不溶性杂质分离。

工艺      

白钨矿盐酸分解的典型工艺流程如图1。

白钨精矿盐酸分解工艺流程白钨精矿盐酸分解的反应平衡常数值虽很大，反应可望进行得很完全。但白钨精矿酸分解是典型的液固两相反应过程，反应固体产物钨酸包裹在未反应的钨酸钙外，盐酸要通过包裹的钨酸层膜才能与钨酸钙继续反应。因此，减薄包裹钨酸钙的钨酸膜的厚度以利于盐酸扩散就成为加速白钨精矿分解的关键因素。在工业生产中采用把精矿磨得更细的办法来减薄钨酸膜厚度，有利于盐酸的扩散，反应易于进行完全。采用湿式振动球磨的磨矿方法能有效地把白钨精矿磨得很细(-0．043mm粒级达到98％)。

白钨精矿盐酸分解是在酸分解搅拌槽中进行的。白钨精矿在湿式振动球磨机内细磨至-0．043mm达到98％。采用硝石或硝酸氧化剂，加入量不超过矿质量的1％，盐酸用工业浓盐酸，用量为理论的250％～300％。盐酸先预热到333～343K后加矿浆，加完矿浆后加热煮沸15min。

盐酸分解所得的钨酸浆经过滤、洗涤，把氯化钙等酸溶杂质洗去，便成粗钨酸浆。用稀氨水或稀氢氧化钠液溶解粗钨酸浆，再经过滤和洗涤，分离除去不溶残渣得到钨酸铵溶液或钨酸钠溶液。因粗钨酸中往往含有硅酸或铁离子，致使钨酸铵液过滤困难，这种情况在分解某些白钨精矿尤为严重，需用稀氢氧化钠液代替稀氨水溶解钨酸。用稀苛性钠液溶解得到的是钨酸钠溶液。

设备      

白钨精矿盐酸分解用的酸分解搅拌槽(图2)，主要由槽体和搅拌器组成。一般采用耐酸瓷砖作为衬板，但由于白钨精矿常含有萤石(氟化钙)，盐酸分解产生的氢氟酸会腐蚀耐酸瓷砖而容易脱落。因此，选择耐酸衬板时既要考虑盐酸的腐蚀，也要考虑氢氟酸的腐蚀，此时一般在钢壳内衬橡胶或石墨砖，搅拌器也要衬橡胶。

展望       

白钨精矿盐酸分解具有工艺流程简短、生产成本低的特点，特别适用于三氧化钨含量高、杂质含量低的优质白钨精矿的分解。但也存在污染严重(大气污染和酸性废水的污染)、操作条件差，设备腐蚀严重等问题而影响它在工业中的应用。现正在研究一种消除形成钨酸膜的分解工艺，如添加磷使之与钨生成可溶钨磷杂多酸；或加入乙醇、乙二醇等醇类，使钨酸溶于醇中而避免生成钨酸膜。由于不会形成钨酸膜，白钨精矿盐酸分解由采用浓盐酸改用5～8mol／L浓度的盐酸，分解温度由沸腾降为298～343K，白钨精矿也能100％地被分解。降低所用盐酸浓度和分解温度能大大改善操作条件和减轻对环境的污染。白钨精矿盐酸分解工艺，特别是经改进的工艺仍具有一定的实用价值。