氢氟酸直接浸出从含钨萤石精矿中提钨试验研究

钟 勇，雷 湘，牛 磊，黄彦强

（湖南有色金属研究院，湖南 长沙 410100）

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氢氟酸直接浸出从含钨萤石精矿中提钨试验研究

钟 勇，雷 湘，牛 磊，黄彦强

（湖南有色金属研究院，湖南 长沙 410100）

介绍了湖南某地区含钨萤石精矿采用氢氟酸直接浸出提钨的方法。通过对氢氟酸用量、浸出温度和浸出时间等工艺参数进行研究表明：在加入液固比1.2∶1的氢氟酸溶液（含氢氟酸40%），浸出温度30℃，浸出时间1 h的条件下，钨浸出率可达93%以上。

含钨萤石精矿；氢氟酸；直接浸出；钨浸出率

钨是1781年由瑞典化学家舍勒（C.W.Scheele）发现的。到本世纪初期，由于钨的一系列应用开发，钨广泛应用于航空航天、硬质合金、汽车工业、化工、陶瓷等领域［1～3］。我国钨矿资源丰富，分布广，矿床类型齐全。近年来，“采富弃贫、采易弃难”的现象屡禁不止，已造成了我国钨矿资源的日益枯竭，贫、细、杂的难选性含钨萤石矿资源所占开采比例日益增大［4］。目前亟需开发新工艺解决含钨萤石矿分选难题、含钨萤石精矿硫酸焙烧脱氟石膏渣污染环境、难以高效利用、白钨精矿冶炼困难、废水排放量大等一系列难题，以保障钨矿资源的安全以及实现资源的清洁高效综合利用。

本文通过一系列探索试验，采用冶炼的方法直接从含钨萤石精矿中浸出钨。

1 试验原料及条件

1.1 试验原料

含钨萤石精矿矿样取自湖南某地区，其多元素分析结果见表1。

表1 含钨萤石精矿的多元素分析 %

其它试剂主要有：氢氟酸溶液，分析纯，含氢氟酸40%。

1.2 试验原理

利用生成产物的溶解度更小的原理，含钨萤石精矿在一定温度下与氢氟酸溶液反应，生成溶解度更小的CaF2，同时生成的钨酸能溶于氢氟酸，使钨进入溶液，达到钨从矿石中分离的目的：

CaWO4==＋2HF H2WO4↓＋CaF2↓

H2WO4==＋8HF H2WF8＋4H2O

SiO2==＋4HF SiF4＋2H2O

入液后的钨可采用大孔径阴离子交换树脂吸附，负载树脂经淋洗、解吸，得到纯度较高的含钨溶液；入液后的含钨溶液也可通过除杂（P、As、Si、Mo等杂质），然后经萃取、反萃，得到纯度较高的含钨溶液。

1.3 试验设备

试验设备主要包括数显恒温水浴锅、增力电动搅拌器和循环水式多用真空泵。

1.4 试验方法

称取一定量的含钨萤石精矿放入烧杯，在一定的液固比条件下，加入氢氟酸溶液，加热到一定温度反应。反应结束后，过滤、洗涤滤渣，计量溶液体积，取样并送样；滤渣烘干，称量，制样、取样并送样。

2 试验结果与讨论

2.1 氢氟酸溶液加入量的影响

称取200 g含钨萤石精矿放入烧杯，按液固比0.8∶1、1∶1、1.2∶1和 1.4∶1分别进行氢氟酸溶液加入量试验，加热到60℃，反应2 h。结果如图1所示。从图1可以看出，钨浸出率随着氢氟酸加入量的增加而提高。当加入氢氟酸液固比为1.2∶1，钨浸出率为93.46%，当加入氢氟酸液固比为1.4∶1时，钨浸出率可达94.21%，但相对提高不大，所以后续试验加入氢氟酸溶液取液固比为1.2∶1。

图1 钨浸出率与氢氟酸加入量关系

2.2 浸出温度对钨浸出的影响

称取200 g含钨萤石精矿放入烧杯，按液固比1.2∶1加入氢氟酸溶液，分别在浸出温度30℃、45℃、60℃的条件下，反应2 h，结果如图2所示。从图2可以看出，钨浸出率随着浸出温度的升高而提高，当浸出温度为60℃时，钨浸出率最高达到93.79%。但当浸出温度为30℃时，钨浸出率也有93.21%，因此浸出温度以30℃为宜。

图2 钨浸出率与浸出温度关系

2.3 浸出时间对钨浸出的影响

称取200 g含钨萤石精矿放入烧杯，按液固比1.2∶1加入氢氟酸溶液，浸出温度30℃，分别进行1 h、2 h和3 h的浸出时间试验，结果如图3所示。

图3 钨浸出率与浸出时间关系

从图3可以看出，钨浸出率随着浸出时间的延长而提高，当浸出时间为3 h时，钨浸出率最高达到93.09%。但当浸出时间为1 h时，钨浸出率也有92.40%，综合考虑浸出时间取1 h。

2.4 稳定试验

根据以上试验结果确定含钨萤石精矿采用氢氟酸直接浸出提钨最佳工艺参数：加入液固比1.2∶1的氢氟酸溶液（含氢氟酸40%），浸出温度30℃，浸出时间1 h。在最佳工艺条件进行稳定试验，获得的3个样品钨浸出率见表2。

表2 含钨萤石精矿采用氢氟酸直接浸出提钨稳定试验结果 %

从表2可知，在含钨萤石精矿采用氢氟酸直接浸出提钨最佳工艺参数条件下，钨浸出率为92.17%～92.68%，平均为92.48%。

3 结 论

1.针对湖南某地区含钨萤石精矿，采用氢氟酸直接浸出提钨工艺，钨浸出率较高，二氧化硅基本上也被氢氟酸溶解，产出的浸出渣CaF2含量较高，可用于生产高纯萤石。

2.采用氢氟酸直接浸出提钨工艺，在加入氢氟酸溶液液固比1.2∶1，浸出温度30℃，浸出时间1 h的工艺条件下，钨浸出率为 92.48%，渣率为78.8%，渣含WO30.7%，CaF2含量55.3%。

3.氢氟酸直接浸出提钨工艺流程简单，避免了投资较多的设备，钨浸出率较高，从而有效降低成本，可以实现较好的经济效益。但氢氟酸腐蚀性较强，对设备的防腐要求较高，且工作人员操作不便，应做好相应防护措施。

［1］ 赵天从.有色金属提取冶炼手册［M］.北京：冶金工业出版社，2005.1－2.

［2］ 肖超，刘景槐，吴海国.低品位钨渣处理工艺试验研究［J］.湖南有色金属，2012，28（4）：24－26.

［3］ 刘振楠，刘景槐，吴海国.低品位锡钨萤石中矿综合回收试验［J］.有色金属，2016，48（3）：48－51.

［4］ 肖军辉，樊珊萍，王振，等.湖北低品位钨钛多金属矿综合回收试验研究［J］.稀有金属，2013，37（4）：656－665.

Extracting Tungsten from Tungsten Fluorite Concentrate by Direct Leaching with Hydrofluoric Acid

ZHONG Yong，LEI Xiang，NIU Lei，HUANG Yan-qiang
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

A method for extracting tungsten from tungsten fluorite concentrates in Hunan by direct leaching with hydrofluoric acid is introduced.Through the process of hydrofluoric acid dosage，leaching temperature and time parameters were researched.The results show that adding ratio of liquid to solid solution of hydrofluoric acid is 1.2∶1（content 40%），leaching temperature 30℃ and leaching time 1 h.Under the condition，tungsten leaching rate can reach over 93%.

tungsten fluorite concentrate；hydrofluoric acid；direct leaching；tungsten leaching rate

TF803.2＋1

A

1003－5540（2017）05－0020－03

钟 勇（1983－），男，工程师，主要从事有色金属冶炼研究工作。

2017－07－26