白钨矿碳酸钠液压煮分解          (digestion of scheelite concentrate by autoclave-soda process)

白钨矿与碳酸钠溶液在高于大气压下发生复分解反应生成可溶的钨酸钠溶液而和固体杂质分离的钨精矿分解方法。这是一种处理白钨类钨矿石的较优方法，它的工艺特点有：(1)对原料的适应性广，不仅能处理白钨精矿，而且还能处理其他白钨矿型的含钨矿石，包括钨中矿、难选的钨矿等；(2)压煮得到的溶液质量好，若在压煮过程中加入一些合适的添加剂，基本上可以省去钨浸出的除杂质作业；(3)采用膜技术能有效地回收浸出母液中过剩的碳酸钠；(4)劳动条件好，对环境污染程度轻。美国、奥地利、韩国、俄罗斯等钨湿法冶炼厂大都采用这种方法。

原理        白钨矿在一定的温度下与碳酸钠溶液发生复分解反应生成水溶性Na₂WO₄ ：

CaWO₄+Na₂CO₃==Na₂WO₄+CaCO₃

反应的摩尔浓度平衡常数K_c 和反应温度有如下一些关系：

反应温度T／K        448       473      498       523  

浓度平衡常数K_c    1.21     1.45     1.56       1.85

可见，在较高温度和碳酸钠浓度下，能使白钨矿较为完全地分解。采用压煮法可以得到较高的分解率。

在压煮过程中，伴生在白钨矿中的杂质如磷灰石、毒砂、臭葱石、辉钼矿、硅铝酸盐等亦与碳酸铺液反应，但因碳酸钠的碱性较氢氧化钠弱得多，因而只有少量的磷、砷、硅、铝和氟杂质进入溶液。

工艺         白钨矿碳酸液压煮工艺流程如图，主要由矿石预处理和磨矿、压煮及碳酸钠回收等作业组成。

矿石预处理和磨矿        白钨矿预先磨至-0．043mm的达90％。也有白钨精矿在磨细之前先经973～1073K温度煅烧预处理的。预处理能除去矿中残留的浮选药剂，使硫、砷等杂质氧化成挥发性氧化物而被除去，以及改变矿粒的物理结构，从而达到提高钨的浸出率和减少杂质的目的。

压煮       白钨矿碳酸钠压煮分解是在压煮器内进行的。一种高氟高钼白钨矿中矿(含CaWO₄  15％～20％、黑钨矿3％～5％、萤石20％～30％、方解石30％～35％、石榴子石(Ca，Mn)₃(Fe，Al)₂ Si₄O₂ 20％～25％)，采用浓度10％～20％的碳酸钠溶液，用量为理论量的300％～400％，在压力1．4～6．2MPa和493～553K温度下压煮1．0～2．0h，钨的浸出率在98．5％以上。

为提高钨的浸出率和降低杂质的溶出率，在压煮过程中往往加入硝石和Al₂O₃添加剂。加入硝石可使FeO中的铁氧化成高价，有利于分解反应的进行。加入Al₂O₃是为了抑制硅等杂质进入溶液。本法也可采用机械活化压煮分解工艺。在处理相同白钨矿的情况下，和一般压煮分解相比，机械活化压煮分解可将压煮温度降低20～40K。但机械活化压煮所用的压煮器却比一般压煮器复杂得多。

碳酸钠回收          白钨矿碳酸钠液压煮分解由于碳酸钠用量大，分解液中剩余Na₂CO₃达80～130g／L。在下阶段溶液净化过程中要用大量酸中和它，并产出大量氯化钠废液。因此，回收压煮液中的剩余碳酸钠，就成为本法的一个重要环节。回收方法有冷冻结晶法和隔膜电解回收法等。冷冻结晶是将钨酸钠溶液冷却到273K温度，使60％～70％的碳酸钠结晶析出。隔膜电解是膜分离的一种应用，用膜隔开电解槽的阳极和阴极，使电渗析和电解过程同时进行。例如，用阳离子膜可把压煮分解液中的80％～90％的过剩碳酸钠回收，由此大大降低了生产成本及简化了后续作业的处理。

展望        俄罗斯已研究出一种从含WO₃ 2．3％的尾矿到含WO₃57．5％的精矿都适用的碳酸钠液压煮浸出钨的新工艺，钨的浸出率高达99．1％～99．9％，浸出时间只需5～15min。用碳酸季胺盐可以直接从碱性的碳酸钠压煮浸出液中萃取钨而不需要经过通常的除杂质处理和避免了采用叔胺萃取时需进行的二次钨酸盐的形态转变，这不仅简化工艺过程，还大大减少了试剂的消耗，降低了成本。白钨碳酸钠液压煮分解法是一种很有发展前途的钨精矿分解方法。