硫磷混酸协同体系高效处理复杂白钨矿新技术

硫磷混酸协同体系高效处理复杂白钨矿新技术推荐单位：中国有色金属工业协会推荐奖种：技术发明奖完成人：赵中伟（中南大学），李江涛（中南大学），刘旭恒（中南大学），方奇（厦门钨业股份有限公司），吕喆（麻栗坡海隅钨业有限公司），陈星宇（中南大学）项目简介：本项目属于稀有金属冶炼领域。针对我国复杂难冶的白钨矿物资源占统治地位的资源现状，以及现有技术存在着处理低品位白钨矿时遇到选矿回收率与冶炼回收率难以兼顾的技术瓶颈，冶炼成本高、能耗大，复杂原矿中大量的有价伴生元素分离与综合利用难，大量废水及无机钠盐排放等问题，本项目突破钨冶金传统采用钠碱体系的思路，发明了高效处理复杂白钨矿的新技术，主要发明点有：1）发明了硫—磷混酸协同体系常压分解低品位复杂白钨矿的新技术。将传统的钠碱压煮分解体系改为酸性常压分解体系，采用硫酸—磷酸混合酸协同浸出，使钨以磷钨杂多酸的形式进入溶液，钙以硫酸钙形式沉淀进入固相。即使处理品位仅18.8%的白钨精矿，渣含WO3也可降到0.17%以下，浸出率仍高达近99%，攻克了选矿回收率与冶炼回收率难以“双高”的矛盾；2）利用新体系中硫磷离子对钙的络合作用，发明“调整体系组成→降低钙的过饱和→抑制自发成核→促进粗晶硫酸钙形成→消除浸出过程阻滞膜”的技术，实现白钨矿稳定高效分解；3）解明了磷钨杂多酸的溶解和相分配的规律，发明了简洁高效分离钨的技术，革除了产生大量废水的传统离子交换工序，母液直接返回分解，解决了废水排放问题；开发了钨矿分解过程中的石膏结晶形态控制技术，满足不同用户应用要求，解决了浸出渣的综合利用问题；4）针对体系中钼主要以钼酰阳离子、钨以多酸聚阴离子形式存在，性质差别大的特点，选择性提取钨而钼保留在溶液中，简洁地解决了大量钨钼分离的难题；并在提取有价金属的同时，实现了伴生磷的综合回收。上述发明已获国家授权发明专利5项。成套技术在厦门钨业股份有限公司工业化实施，大大简化了流程，降低成本3000元/吨APT以上，实现了资源高效利用，并很好地解决了传统钨冶炼难以克服的废水、废渣带来的严重环境污染问题。被同行专家认为“技术创新性强，工艺稳定，整体技术达到国际领先水平”。成果丰富了钨冶炼理论与技术体系，推广应用前景广阔，对延长我国优势钨资源保障年限和下游高端钨产品制造具有重要意义。并有利于配合国家战略，淘汰落后产能，保护资源，促进钨业可持续发展，增强国际话语权。主要完成人及技术贡献：1、赵中伟，中南大学，教授。项目负责人，提出了新技术的整体构思，并全面负责新技术的开发和产业化推广应用工作。对第一、二和三创新点作出了创造性的贡献。解决了在硫磷混酸协同浸出体系下复杂白钨矿常压高效分解的问题；解决了浸出液中钨提取的问题；解决了废水排放和浸出渣综合利用问题(专利号:ZL201010605095.1;ZL201010605107.0；ZL201010605110.2)。2011年,“难冶钨资源深度开发应用关键技术”，国家科技进步一等奖，排名第1；2001年,“选择性沉淀法从钨酸盐溶液中除钼、砷、锡、锑新工艺”，国家技术发明二等奖，排名第4.2、李江涛，中南大学，讲师。技术研究的重要骨干。主要对第二、三项创新点做出了贡献。研究了白钨矿在硫磷混酸体系的浸出动力学行为，提出了获得粗大、易于过滤和洗涤的硫酸钙产物的技术调控措施，为实现白钨矿在常压条件下的高效浸出提供了理论基础和技术手段；研究了浸出液循环使用过程中杂质累积行为及对白钨矿分解效果的影响，实现了浸出剂的循环使用，大幅降低了浸出剂成本和废水量(专利号：ZL201010605095.1;ZL201010605107.0)。3、刘旭恒，中南大学，讲师。技术研究的重要骨干。主要对第四项创新点做出了贡献。研究了高磷高钼白钨矿中有价元素钼、磷在新浸出体系中的浸出行为，实现了在钨浸出过程中伴生的磷和钼的高效浸出；研究了新浸出体系中磷和钼的提取行为，实现了有价元素的综合回收(专利号:ZL201010605110.2)。4、方奇，厦门钨业股份有限公司，副总工程师。现场技术负责人,全面负责新技术的产业化实施，对第一、二和四项创新点的产业化作出了重要贡献。解决了整体流程改造、新工艺的设备安装、调试,以及反应设备设计与改装等现场问题，全程协调调度，保证了新技术的成功实施，并创造了显著经济效益（科学技术成果鉴定证书中色协科鉴字[2013]第043号）。2011年，“难冶钨资源深度开发应用关键技术”，国家科技进步一等奖，排名第9。5、吕喆，麻栗坡海隅钨业有限公司，工程师。工业化的技术骨干，对第一和第三项创新点的产业化作出了重要贡献。设计了余酸闭路回用的配套系统，实现了白钨矿的高效分解和余酸的循环使用；优化了磷钨酸结晶与铵盐转型工序的操作参数，解决了粗钨酸铵溶液深度净化除杂的技术问题（科学技术成果鉴定证书中色协科鉴字[2013]第043号）。6、陈星宇，中南大学，讲师。技术研究骨干，主要对创新点一的产业化作出了贡献。进行了新技术的原料适应性研究，为技术产业化的推广提供了支撑；协助现场的技术人员完成了产业化过程中流程改造与调整、管道安装与计量等问题。（科学技术成果鉴定证书中色协科鉴字[2013]第043号）。项目曾获科技奖励情况：本项目获得2013年度中国有色金属工业科学技术一等奖。主要知识产权证明目录：知识产权类别知识产权名称国家（地区）授权号权利人发明人发明专利一种分解白钨矿的方法中国ZL201010605095.1中南大学赵中伟，李江涛发明专利一种从白钨矿中提取钨的方法中国ZL201010605107.0中南大学赵中伟，李江涛，李洪桂发明专利一种从白钨矿中提取钨并生产高质量熟石膏的方法中国ZL201010605110.2中