钨渣中有价金属综合回收新清洁工艺研究

【摘要】摘要：我国现行钨冶炼工艺以湿法碱处理为主,几乎所有的钨碱浸渣(以下称钨渣)中都含有少量的W、Fe、Mn、Ta、Nb、Sc等有价金属,目前我国堆存的钨渣已近100万吨,具有较大的综合回收价值。然而,目前对钨渣的处理基本上还停留在简单回收钨、钪的阶段,而对钽、铌等均未进行回收。本论文针对目前钨渣的特点,以高钙高硅低钨含量的钨渣为原料,研究了钨渣湿法处理回收钨、富集钽铌、锰锌软磁铁氧体粉末制备,开发了从钨渣中综合回收钨、钽、铌、铁、锰等多种金属的新清洁工艺,分析了该工艺过程中的放射性污染和三废处理,得出以下主要结论：系统研究了钨渣中钨的回收工艺及提高钨回收率的新方法。详细考察了钨渣的工艺矿物学特征,比较了各工艺因素对钨回收率的影响。结果表明：酸法处理钨渣时钨分散在固液两相中,钨浸出率最高达到79.2%,但酸浸液成分复杂,回收效果不佳；碱法处理时采用预焙烧-水浸工艺,浸出液杂质含量低,含钨浸出液的循环利用有利于提高钨回收率,浸出液经三次循环后钨含量可达到16.6g·L-1,钨的总回收率达到88%以上对钨渣中钽、铌的富集行为进行了较系统的研究。比较了钨渣的盐酸直接处理工艺、硫酸溶液直接处理工艺、浓硫酸焙烧-络合浸出工艺、苏打烧结-水浸出工艺、酸碱混合处理工艺中钽、铌的富集行为和回收率。研究表明：钽、铌盐类在酸、碱溶液中的溶解度不同导致钽、铌的回收率和富集效果的差异；钨渣低温低酸度酸处理时钽、铌的回收率最高可分别达到80.1%、72.3%,而高温高酸度处理可以得到∑(Ta2O5+Nb2O5)含量达到5.34%的富集物；浓硫酸焙烧-络合浸出法则获得了∑(Ta2O5+Nb2O5)含量达到13.03%的钽铌富集物,可以直接作为钽铌冶炼原料；酸碱混合处理所得钽铌富集物∑(Ta2O5+Nb2O5)含量比钨渣直接酸或碱处理均有所提高,但总的金属回收率降低；酸碱混合处理过程中,酸碱处理顺序对钽铌的富集行为有一定的影响；碱处理过程中少量钽、铌进入溶液。首次以钨渣为原料制备了锰锌软磁铁氧体粉末,实现了铁锰资源的高值化利用。提出了钨渣“硫酸浸出-溶液净化-共沉淀-烧结”制备锰锌软磁铁氧体粉的工艺,结果表明：制备的锰锌软磁铁氧体粉末主金属配比接近理论配比,杂质元素的含量低,其中硅0.023%,钙0.021%,镁0.027%,满足软磁铁氧体粉末的要求；而且通过对共沉淀前液的成分调控,可获得各种不同配方的软磁铁氧体粉末。研究了从钨渣中回收制备四氧化三锰的新工艺。采用两段硫酸化焙烧法分离钨渣中的铁、锰,钨渣与质量分数为50%硫酸混合后在200℃温度下焙烧60min,然后升温至700℃温度下焙烧120min,焙烧产物经水浸出获得含锰溶液,溶液中锰铁质量比达到3000以上,铁浸出率仅为0.01%,分离效果良好。含锰溶液经净化、水解沉锰、H202氧化,获得粒度小于0.1μm的超细四氧化三锰粉末,产品质量的主要指标基本达到HG/T2835-1997标准。研究了钨渣中有价元素综合回收清洁工艺。研究表明：采用苏打烧结-水浸出-硫酸浸出-浸出液净化-共沉淀-烧结工艺可以有效综合回收钨渣中的钨、钽、铌、铁、锰,各金属的总回收率分别为88.1%、78%、56%、95.2%、68.5%。对工艺过程放射性及三废处理的研究表明：钨渣属于极低放射性固体废弃物,处理过程中放射性元素主要集中在富集钽铌的硫酸浸出渣中,富集渣总比放18556Bq/Kg,可直接用于钽铌冶炼。该工艺三废量少,易于处理,较好地实现了钨渣的清洁处理,不仅回收利用了工业废料,同时还提供了新的锰资源来源。图73幅,表67个,参考文献136篇。
【作者】戴艳阳；
【导师】钟海云；
【作者基本信息】中南大学，冶金工程，2013，博士
【关键词】高钙高硅钨渣；钨回收；钽铌富集；锰锌铁氧体；综合利用；

【参考文献】
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