刘 巍，冯林永，蒋训雄，汪胜东，范艳青，蒋 伟，张登高
（北京矿冶研究总院，北京 100160）
摘要：研究了在钨冶炼工艺中对钨锡混合精矿中钨锡分离的工艺，依据矿物物相分析结果，进行了一步碱浸的条件试验，考察了浸出时间、温度、碱浓度、液固比等因素对锡分离的影响。在高的钨浸出率前提条件下，确定分离锡的综合试验条件为：时间5 h、30%的碱浓度、液固比为6∶1、温度为95 ℃。此条件下WO3浸出率可达95.97%，溶液中Sn含量0.6 mg/L，实现了钨锡的分离，所得碱浸液可以直接进入APT的生产流程，Sn含量达到国家标准。
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关键词 ：钨锡分离；碱浸；一步分离
中图分类号：TF841.1 文献标识码：A 文章编号：１００８－９５００（２０15）03－００21－０3
收稿日期：２０14－12－１6
作者简介：刘 巍（１９80－），男，山西大同人，硕士，工程师，从事有色金属冶炼工作。
我国钨资源十分丰富，目前已探明储量为637.5万t（以WO3计），占世界总探明储量的一半以上，是我国具有优势的战略资源［1］。在钨冶炼中，锡是众多杂质中极为有害且较难深度除去的一种，钨成品中即使有微量锡存在，也会对其机械性能、物理性能等方面有着致命的危害。
工业生产中，钨矿物原料分解的常用方法有4种，即苏打高压浸出法、氢氧化钠浸出法、苏打高温烧结-水浸法与酸分解法。当采用前3种方法时，矿物中的钨转化为钨酸钠进入溶液，当采用酸分解法时，钨转化为粗钨酸。在使用钨中矿、高锡钨矿或各种钨渣等复杂矿源做原料时，常会出现产品中锡含量过高的情况。即使精矿中锡含量在国家标准规定的范围内（<0.2%），物料经湿法生产流程的多次循环，产品中的锡也会因为循环逐渐富集而造成超标，导致产品不合格。
因而，研究钨冶炼过程中锡的行为及其去除工艺，便显得格外迫切和必要，它对于指导生产、调整工艺、保证产品质量都有着非常重要的作用［2-7］。
1 试验原料与方法
1.1 试验原料
试验采用的原料为某冶炼厂提供，是经过选矿后的钨锡混合精矿。其成分见表1。
经XRD分析表明，钨锡精矿主要成分为方解石、白钨矿、萤石、钾石膏、三斜铁辉石、斜绿泥石、钠闪石、钙铝石以及白云母等。
1.2 试验方法
试验在单口烧瓶中进行，采用水浴加热。浸出渣过滤、洗涤、干燥。对浸渣和浸液进行分析。
1.3 分析方法
常量WO3以WF-Ⅱ型钨浓度检测仪检测；痕量钨以TiCl3比色法测定；锡以铝片还原碘量滴定法测定。
1.4 试验原理
物相考察得知，本试验所用钨锡精矿，主要为白钨矿，黑钨矿以及少量的锡石和黄锡矿。95%的锡分布在锡石中，考虑到锡石在常压下不容易被浸出，因此采用一步碱浸法处理，考察不同条件下对钨的浸出影响。
2 结果与讨论
2.1 反应时间的影响
在30%碱浓度，温度95 ℃，液固比3∶1的固定条件下考察反应时间对钨锡精矿浸出的影响。考察时间为1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h。
反应时间对钨浸出率的影响见图1， 反应时间对溶液中Sn含量的影响见图2。
由图1、图2可知，随着反应时间的增加，WO3的浸出率逐步升高。在固定条件下，反应时间由1 h延长到6 h后，浸出率由69.2%上升到87.22%。由于从5 h增加到6 h后，WO3的浸出率增加不明显，因此浸出条件选定为5 h，此时溶液中Sn含量在1～2 mg/L左右。
2.2 碱浓度的影响
在温度95 ℃，时间5 h，液固比3∶1的固定条件下考察碱浓度对钨锡精矿浸出的影响。考察碱浓度分别为10%、15%、20%、25%、30%。
碱浓度对钨浸出率的影响见图3，对溶液中Sn含量的影响见图4。
由图3、图4可知，随着碱浓度的升高，WO3的浸出率逐步升高。在固定条件下，碱浓度由10%增加到30%后，浸出率由14.92%上升到87.2%。因此浸出条件选定为碱浓度30%，此时溶液中Sn含量在2 mg/L左右。
2.3 液固比的影响
在30%碱浓度，温度95 ℃，时间5 h的固定条件下，考察液固比对钨锡精矿浸出的影响，考察液固比分别为：2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1。
液固比对钨浸出率的影响见图5，对溶液中Sn含量的影响见图6。
由图5、图6可知，随着液固比的增大，WO3的浸出率逐步升高，在固定条件下，液固比由2∶1增大到6∶1后，浸出率由79.49%上升到95.97%。因此浸出条件选定为液固比6∶1，此时溶液中Sn含量在1~2 mg/L左右。
2.4 反应温度的影响
在碱浓度30%，时间5 h，液固比为6∶1的固定条件考察反应温度对钨锡精矿浸出的影响。考察温度分别为：65 ℃、75 ℃、85 ℃、95 ℃。
反应温度对钨浸出率的影响见图7，对溶液中Sn含量的影响见图8。
由图7、图8可知，随着温度的升高，WO3的浸出率逐步升高，在固定条件下，温度由65 ℃上升到95 ℃后，浸出率由49.41%上升到95.97%。因此浸出条件选定为95 ℃，此时溶液中Sn含量在1 mg/L以下。
2.5 综合条件
由以上实验结果可知，浸出综合条件为：时间5 h、30%的碱浓度、液固比为6∶1、温度为95 ℃。此条件下WO3浸出率可达95.97%，溶液中Sn含量0.6 mg/L。
此外经XRD分析表明，碱浸渣的主要成分为金云母、绿泥石-蛇纹石、萤石、钙铝石、方解石、白云母以及钠闪石等。精矿中的白钨矿相已消失。
3 结论
试验所用钨锡混合精矿的最佳碱浸条件为：时间5 h、30%的碱浓度、液固比为6∶1、温度为95 ℃。此条件下WO3浸出率可达95.97%，溶液中Sn含量0.6 mg/L，实现了钨锡的分离，所得碱浸液可以直接进入APT的生产流程，Sn含量达到国家标准。
参 考 文 献
1 王秀红，聂华平.仲钨酸铵生产过程中的钨锡分离研究现状［J］.湿法冶金，2004，23（3）：133-137．
2 尹树普，李志国，贺志超.湿法离子交换法生产仲钨酸铵工艺中杂质锡的行为［J］.中国钨业，2002，（2）：27-29．
3 李洪桂.稀有金属冶金学［M］.北京：冶金工业出版社，1990．
4 张贵清，张启修.从钨矿苛性钠浸出液中直接萃取钨制取纯钨酸铵溶液的研究［J］.中南矿冶学报，1994，（ZK）：97-105.
5 聂华平，王秀红，万林生，等.钨精矿碱浸出液中的钨锡分离研究［J］.湿法冶金，2008，27（2）：84-86.
6 肖清清，陈虎兵，马建军，等.黑钨矿浸出条件的研究［J］.中国新技术新产品，2008，（11）：1.
7 陈启元，谭艳芝，胡慧萍，等.仲钨酸铵结晶制备进展［J］.有色金属，2003，55（3）：30-34.
（责任编辑／陈 军）
