Реферат
Металургія вольфраму
1. Мінерали і руди вольфраму
З мінералів вольфраму практичне значення мають мінерали групи вольфраміту і шеєліт.
Вольфраміт (xFeWO4 · yMnWO4) є изоморфную суміш вольфраматів заліза і марганцю. Якщо в мінералі міститься більше 80% заліза, то мінерал називають ферберітом. Якщо в мінералі більше 80% марганцю, то мінерал називають гюбернітом.
Шеєліт CaWO4 являє собою практично чистий вольфрамат кальцію.
Вольфрамові руди містять незначну кількість вольфраму. Мінімальний вміст WO3, при якому доцільна їх переробка. становить 0,14-0,15% для великих родовищ і 0,4-0,5% для дрібних родовищ. У рудах вольфраму супроводжує олово у вигляді каситериту, а також мінерали молібдену, вісмуту, миш'яку і міді. Основний порожньою породою є кремнезем.
Вольфрамові руди піддаються збагаченню. Вольфрамітових руди збагачують гравітаційним методом, а шєєлітовиє - флотацією.
Схеми збагачення вольфрамових руд різноманітні і складні. У них поєднуються гравітаційне збагачення з магнітною сепарацією, флотогравітаціей і флотацією. Комбінуючи різні методи збагачення, з руд отримують концентрати, що містять до 55-72% WO3. Витяг вольфраму з руди в концентрат становить 82-90%.
склала вольфрамових концентратів коливається в наступних межах,%: WO3-40-72; MnO - 0,008-18; SiO2-5-10; Mo - 0.008-0,25; S - 0,5-4; Sn - 0,03-1,5; As - 0,01-0,05; P - 0,01-0,11; Cu - 0,1-0,22.
Технологічні схеми переробки вольфрамових концентратів поділяються на дві групи: лужні і кислотні.
2. Способи переробки вольфрамових концентратів
Незалежно від способу переробки вольфрамітових і шеелитових концентратів першою стадією їх переробки є розтин, що представляє собою перетворення мінералів вольфраму в легкорозчинні хімічні сполуки.
вольфрамітових концентрати розкривають спіканням або сплавом з содою при температурі 800-900оС, в основі якого лежать хімічні реакції:
4FeWO4 + 4Na2CO3 + O2=4Na2WO4 + 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
MnWO4 + 6Na2CO3 + O2=6Na2WO4 + 2Mn3O4 + 6CO2 (2)
При спіканні шеелитових концентратів при температурі 800-900оС протікають такі реакції:
CaWO4 + Na2CO3=Na2WO4 + CaCO3 (3) + Na2CO3=Na2WO4 + CaO + CO2 (4)
C метою зниження витрати соди і запобігання утворення вільного оксиду кальцію в шихту додають кремнезем для зв'язування оксиду кальцію в труднорастворімий силікат:
2CaWO4 + 2Na2CO3 + SiO2=2Na2WO4 + Ca2SiO4 + CO2 (5)
Спікання шєєлітовиє концентрату, содою і кремнеземом проводять в барабанних печах при температурі 850-900оС.
Отриманий спёк (сплав) витравлюють водою. При вилуговуванні в розчин переходять вольфрамат натрію Na2WO4 і розчинні домішки (Na2SiO3, Na2HPO4, Na2AsO4, Na2MoO4, Na2SO4) і надлишкова сода. Вилуговування ведуть при температурі 80-90оС в сталевих реакторах з механічним перемішуванням, що працюють в періодичному режимі, або в барабанних обертових печах безперервної дії. Витяг вольфраму в розчин становить 98-99%. Розчин після вилуговування містить 150-200 г/л WO3. Розчин піддають фільтрації, і після відділення твердого залишку направляють на очищення від кремнію, миш'яку, фосфору і молібдену.
Очищення від кремнію заснована на гидролитическом розкладанні Na2SiO3 при кип'ятінні розчину, нейтралізованого при рН=8-9. Нейтралізацію надлишкової соди в розчині здійснюють соляною кислотою. У результаті гідролізу утворюється малорастворимая кремнієва кислота:
SiO3 + 2H2O=2NaOH + H2SiO3 (6)
Для очищення від фосфору і миш'яку використовують метод осадження фосфат- і арсенат іонів у вигляді малорозчинних амонійно-магнієвих солей:
HPO4 + MgCl2 + NH4OH=Mg (NH4) PO4 + 2NaCl + H2O (7)
Na2HAsO4 + MgCl2 + NH4OH=Mg (NH4) AsO4 + 2NaCl + H2O (8)
Очищення від молібдену заснована на розкладанні сульфосолі молібдену яка утворюється при додаванні до розчину вольфрамату натрію сірчистого натрію:
MoO4 + 4NaHS=Na2MoS4 + 4NaOH (9)
При подальшому підкисленні розчину до рН=2,5-3,0 сульфосолей руйнується з виділенням малорастворимого трисульфіду молібдену:
Na2MoS4 + 2HCl=MoS3 + 2NaCl + H2S (10)
З очище...
