Tungsten研究文章：黑钨矿湿法冶金流程钨、砷物质流分析

点击蓝字关注我们

摘要

钨是一种重要的战略金属，被广泛应用于机械制造、化工、航天航空及国防等领域。随着高品位钨资源的不断开发，钨矿物中杂质元素含量越来越高。如，砷普遍存在于黑钨矿中，也是钨冶金产品中严格控制的杂质元素。因此，详细分析钨冶金过程中钨和其他有害元素的工业代谢对生产工艺改进及污染控制具有重要意义。

物质流分析是研究特定范围内某种物质的循环及代谢，是对排放物质进行溯源解析并评价物质代谢对环境影响的有效方法。近来，中南大学 郭学益教授团队采用物质流分析方法系统研究了黑钨矿高压碱分解生产流程钨、砷元素代谢，包括物质流图表建立、流程资源效率评价、砷演变行为分析。该工作发表于英文期刊《Tungsten》，标题为“Tungsten and arsenic substance flow analysis of a hydrometallurgical process for tungsten extracting from wolframite”。

图文详情

  图1展示了黑钨矿高压碱分解流程钨、砷元素物质流量图。结果表明，钨资源效率为97.56%，其中，高压碱分解、离子交换、除钼、浓缩结晶过程钨直收率分别为98.16%、98.94%、99.71%、99.89%。以合格APT产品中1t金属钨为基准，钨输入物质流为1.0250 t，循环物质流为0.0082 t，排放物质流为0.0250 t。砷输入物质流为10.0414 kg，循环物质流为0.0512 kg，排放物质流为10.0259 kg。其中，7.2801 kg砷进入高压浸出渣，1.5067 kg砷进入除砷废渣，1.2312kg砷进入除钼渣，0.0079 kg砷进入生产废水，0.0155 kg砷进入APT产品

图1 黑钨矿高压碱分解流程钨（a）、砷（b）元素物质流量图

 图2展示了砷在黑钨精矿、高压浸出渣及除钼渣中的存在形式。根据砷物相变化分析表明，高压碱分解过程黑钨精矿中的砷矿物与碱反应，形成AsO₄^3-进入粗钨酸钠溶液。除钼过程，砷以Cu₃AsS₄和As₂S₃形式沉淀进入除钼渣。

图2 黑钨精矿(a)、高压浸出渣(b)、除钼渣(c) XRD分析图谱

总结与展望

黑钨矿高压碱分解流程钨资源效率为97.56%，其中，高压碱分解、离子交换、除钼、浓缩结晶过程钨直收率分别为98.16%、98.94%、99.71%、99.89%。每提1 t金属钨进入APT产品，将夹带10.0414 kg砷进入生产系统，其中，7.2801 kg砷进入高压浸出渣，1.5067 kg砷进入除砷废渣，1.2312 kg砷进入除钼渣，0.0079 kg砷进入生产废水。

物质流分析表明，提高高压碱分解过程效率可有效提高生产流程钨资源效率。由于离子交换过程45.04%的砷被夹带进入钨负载相，增加了后续过程砷污染风险，因此，应提高离子交换过程对钨提取的选择性。

引用

Chen YL, Guo XY, Wang QM, Tian QH, Huang SB,Zhang JX. Tungsten and arsenic substance flow analysis of a hydrometallurgicalprocess for tungsten extracting from wolframite. Tungsten.2021; 3(3): 348-360.

全文链接

https://link.springer.com/article/10.1007/s42864-021-00090-w

扫描下方二维码 浏览文章更多信息

内容为【钨科技英文 Tungsten】公众号原创，供稿人：陈远林。

欢迎转载，投稿、转载授权等请后台回复，或联系[e-mail]

专刊介绍

 点击“阅读原文”，浏览文章更多信息