CN110016563B - 一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法 - Google Patents

一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及黑钨渣处理技术，具体是一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法。本发明包括以下步骤：(1)配比原料；(2)压制成型－预烧；(3)高温碳还原；(4)产物收集。本发明采用高温碳还原方法将碱煮黑钨渣进行资源化利用，产物合金为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi),渣系为CaO－SiO2－Al2O3,很好地解决了黑钨渣处理的能耗及成本问题，且环境友好。高温碳还原处理钨渣力求在高温低能耗下还原钨渣，高效分离有价金属制成中间合金，二次渣作为玻璃、水泥制备的原料而使得钨渣得到高值化利用和无危害化处理。

Description

一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法
技术领域
本发明涉及黑钨渣处理技术，具体是一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法。
背景技术
我国是钨矿资源总储量占世界的56％，产量也位居世界第一，2017年占比达到世界总量的83％。目前，我国钨冶金生产APT的过程中，主流工艺为碱浸出－净化－铵盐转型。碱浸过程中不溶物称之为钨渣，包括：黑钨渣(黑钨精矿浸出渣)、白钨渣(白钨精矿浸出渣)、黑白钨混合渣(黑白钨混合精矿浸出渣)。我国目前每年以近8万吨的量递增，钨渣中含钨、锰、铁、铌、钛、钇、锆、铋、锡等有价元素，其中的钨、铁、锰等金属具有潜在的提取价值。因此，作为钨生产和钨渣处理大国，高值化利用其中有价金属资源具有重要意义。
发明内容
本发明目的是提供一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法，它是通过高温碳还原一步提取黑钨渣中主要有价金属。
本发明的技术方案：一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法，包括以下步骤：
(1)配比原料：
以脱水黑钨渣、石墨、无水硅酸钠(Na2SiO3)为原料，原料中质量百分含量配比：脱水黑钨渣占80～85％，石墨为10～13％，无水Na2SiO3占2～10％；
(2)压制成型－预烧：
将步骤(1)中的原料充分混合，在压力5MPa～10MPa条件下压制成型；在氮气保护，温度600～800℃条件下活化预烧1h；
(3)高温碳还原：
对步骤(2)预烧产物，在氮气保护，温度1300～1500℃下还原2～3h；
(4)产物收集：
将步骤(3)还原后的液态合金及二次渣分离(现有技术)，其中合金铸锭，二次渣空冷收集(现有技术)。
主要控制条件及依据：
1、保证原料成分充分活化、增大反应表面的条件：压力5MPa～10MPa条件下压制成型；在氮气保护，温度600～800℃条件下活化预烧1h；
2、保证成型－预烧产物充分还原，渣金有效分离的条件：氮气保护，在温度1300～1500℃下还原2～3h；
本发明采用高温碳还原方法将碱煮黑钨渣进行资源化利用，产物合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3，很好地解决了黑钨渣处理的能耗及成本问题，且环境友好。高温碳还原处理钨渣力求在高温低能耗下还原钨渣，高效分离有价金属制成中间合金，二次渣作为玻璃、水泥制备的原料而使得钨渣得到高值化利用和无危害化处理。
具体实施方式
实施例1：脱水黑钨渣(质量百分比81％)、石墨(质量百分比11％)、无水Na2SiO3(质量百分比8％)充分混合，在压力7Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度650℃条件下活化预烧1h；在温度1350℃，氮气保护条件还原2.5h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。
实施例2：脱水黑钨渣(质量百分比82％)、石墨(质量百分比11.5％)、无水Na2SiO3(质量百分比6.5％)充分混合，在压力8Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度700℃条件下活化预烧1h；在温度1400℃，氮气保护条件还原3h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。
实施例3：脱水黑钨渣(质量百分比83％)、石墨(质量百分比12％)、无水Na2SiO3(质量百分比5％)充分混合，在压力9Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度750℃条件下活化预烧1h；在温度1450℃，氮气保护条件还原3h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。
实施例4：脱水黑钨渣(质量百分比84％)、石墨(质量百分比12.5％)、无水Na2SiO3(质量百分比3.5％)充分混合，在压力6Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度750℃条件下活化预烧1h；在温度1450℃，氮气保护条件还原2.5h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。
实施例5：脱水黑钨渣(质量百分比85％)、石墨(质量百分比13％)、无水Na2SiO3(质量百分比2％)充分混合，在压力10Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度800℃条件下活化预烧1h；在温度1500℃，氮气保护条件还原3h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。
实施例6：脱水黑钨渣(质量百分比80％)、石墨(质量百分比10％)、无水Na2SiO3(质量百分比10％)充分混合，在压力5Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度600℃条件下活化预烧1h；在温度1300℃，氮气保护条件还原2h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，二次渣经空冷收集。合金主要为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)，渣系主要为CaO－SiO2－Al2O3。

Claims (2)

1.一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)配比原料：
以脱水黑钨渣、石墨、无水硅酸钠为原料，原料中质量百分含量配比：脱水黑钨渣占80～85％，石墨为10～13％，无水Na2SiO3占2～10％；
(2)压制成型－预烧：
将步骤(1)中的原料充分混合，在压力5MPa～10MPa条件下压制成型；在氮气保护，温度600～800℃条件下活化预烧1h；
(3)高温碳还原：
对步骤(2)预烧产物，在氮气保护，温度1300～1500℃下还原2～3h；
(4)产物收集：
将步骤(3)还原后的液态合金及二次渣分离，其中合金铸锭，合金为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)；二次渣经空冷收集，渣系为CaO－SiO2－Al2O3。
2.根据权利要求1所述的一种高温碳还原黑钨渣高值化利用的方法，其特征是：将质量百分比分别为81％、11％、8％的脱水黑钨渣、石墨、无水Na2SiO3充分混合，在压力7Mpa条件下压制成型，在氮气保护，温度650℃条件下活化预烧1h；在温度1350℃，氮气保护条件还原2.5h；还原后液态合金及二次渣分离，合金铸锭，合金为W－Fe－Mn－(Nb、Ti、Bi)；二次渣经空冷收集，渣系为CaO－SiO2－Al2O3。
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