目前很多用户对钨制品中钼含量的限制非常严格。我国GB 10116-88规定0级APT含钼量不得超过20× 10-6,因此除钼是钨冶金中的重要工序之一。
在钨冶金中,根据原料中钼含量的不同和具体的工艺流程,除钼可能是从Na2WO4溶液或(NH4)2WO4端口溶液或提纯转化得到的APT结晶母液中进行(当原料中钼含量较小时)。目前除钼的方法很多,但工业上最广泛使用的方法是基于钨和钼对硫亲和力的差异。首先,在pH = 7.5 ~ 8的条件下向溶液中加入S2(对于(NH4)2WO4溶液,将pH值升至pH = 10 ~ 11)。这时,moo 4-和S2-行动了:
而wo42-基本不变,所以溶液中的钨和钼分别以wo42-和MoO4-nSn2 -的形式存在,然后因其性质的不同而分离。目前,工业化的分离工艺是:
1.选择性沉淀法去除钨酸盐溶液中的钼、砷、锡和锑
首先通过量子化学计算初步发现WO42-和MoO4-nSn2 -微观性质的差异,然后通过分子设计方法进行定向搜索。发现M115对MoS42 -有特殊的亲和力,形成沉淀,进入渣相,而WO42-不反应,留在溶液中。过滤后,钨钼得到有效分离。同时发现SnO32 -、AsO43-、SbO43 -等亲硫元素的含氧阴离子可以硫化成硫代酸离子,因此可以同时脱除。该方法的特征在于:
(1)适用性广,可从各种钨酸盐溶液(包括Na2WO4溶液、(NH4)2WO4溶液、APT结晶母液等)中去除上述杂质。)一度。
(2)除钼率高,对原液中钼含量基本没有限制。工业条件下的除钼效果如表1所示。
(3)WO3回收率高。钼渣含15% ~ 20% Mo和32% ~ 4% WO3,相当于除去1kg Mo损失0.2~0.3kgWO3。对于含1g∕L钼和200g∕L WO3的溶液,回收率为99.8% ~ 99.90%。
该工艺已占据中国钨冶金技术市场的72%。
表1选择性沉淀法除钼的工业生产结果
二。离子转化法
由于强碱性阴离子交换树脂上的胺基官能团对MoO4-nSn2 -的亲和力大于WO42-,WO42-和MoO42 -的混合溶液用S2-转化,然后用凝胶或大孔强碱性阴离子交换树脂吸附。钼优先吸附在树脂相中,转化后的溶液是含钼很少的钨溶液。吸附了MoO4-nSn2 -的树脂通过加入氧化剂NaClO和H2O2进行脱附,反应如下:
因此,MoO4-nSn2 -变成MoO42 -脱附。其主要参数和指标如下:
(1)料液的制备过程
(NH4)2WO4料液含WO3∶100~250g∕l,pH值为9~10,S2-的加入量为0.57~1.43g/l,超过MoS42 -,在40~90℃保温1~2.5h,然后在室温下保温10~16h。
(2)除钼工艺
在离子交换柱上进行除钼过程时,吸附流速为2 ~ 8cm·∕·min,直至钼渗透。钨浸出液含NH4Cl 1~3mol·∕l,ph = 8.5~1.3,流速为2~8cm·min。用NaClO+NaCl溶液(NaCl浓度为0.5 ~ 3.5摩尔∕ L,NaClO浓度为1 ~ 15克含有效氯的∕ L)或H2O2碱性溶液(pH = 11 ~ 14)解吸钼。
上述氧化剂用于将吸附在树脂上的MnO4-nSn2 -氧化成moo 4-和SO42 -,从而达到脱附的目的。
(3)除钼效果
当溶液中的Mo∕WO3约为0.05%时,交换溶液中的钼∕WO3约为0.005%。
(4)回收率
当溶液中钼∕ WO3含量约为0.05%时,交换液中的钨回收率为85% ~ 90%,洗脱液中的钨回收率为7% ~ 8%。解吸液中钼的回收率为87% ~ 96%。
因为在离子交换柱上进行解吸过程时交换容量小且氧化速率慢。因此,肖连生等人进行了改进。除钼的吸附过程在移动床中进行,而氧化解吸在流化床中进行,大大提高了交换容量和解吸速率。交换容量达到70 kg ∕ m3树脂,WO3的损失相当于1kg WO3∕kg Mo。
三。三硫化钼沉淀法
(一)基本原则
向上述硫化溶液中加入HCl中和至pH = 2.5 ~ 3,然后加入MoS42 -。变成MoS3沉淀,从而与钨分离,反应是:
(2)工业实践
三硫化钼沉淀法除钼的操作工艺、设备、主要控制条件和净化指标如表2所示。
表2三氧化钼沉淀法除钼的工业实践
四。有机溶剂萃取除钼
目前萃取除钼的方案很多,其中比较成熟的是季铵盐萃取法。其实质是加入S2-将溶液中的moo 4 2-转化为MoS42 -,然后用季铵盐作为萃取剂萃取钼。反应如下:
用次氯酸钠溶液反萃取富钼有机相,将MoS42 -氧化成moo 4-;进入溶液(类似离子交换法除钼的解吸过程),有机相反萃取后返回萃取。
黄伟壮等人处理的料液由WO3 75~85g∕l,mo 0.03~0.17g∕l,ph = 8.2~8.4组成。硫化后,有机相为1.2% N263+20% TBP,其余为煤油,剥离剂为0.3摩尔∕.除上述方法外,目前研究的钨钼分离方法还有很多。详情请参考参考文献。
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