鎢冶金中深度除錫的機(jī)理研究.pdf

1、隨著優(yōu)質(zhì)鎢資源的開采殆盡，復(fù)雜低品位鎢礦逐漸成為鎢冶金的主要原料來源。在鎢冶煉原料含錫較多的情況下，鎢產(chǎn)品中的錫含量容易超標(biāo)。針對(duì)此問題本課題組提出應(yīng)用氫氧化鐵吸附沉淀法除錫的方法，得到了很好的除錫效果，本文旨在研究其除錫機(jī)理以及在不同體系中諸多因素對(duì)氫氧化鐵除錫的影響。
　　首先從理論上，我們深入研究了錫在氫氧化鐵上的吸附機(jī)理，建立了表面絡(luò)合模型以模擬和預(yù)測(cè)其吸附行為。其次通過在鎢酸鈉體系中研究不同pH、背景電解質(zhì)濃度、吸附劑用

2、量、溫度、時(shí)間等因素對(duì)錫去除的影響，明確其影響原因并確定最佳工業(yè)操作條件。最后，通過向鎢酸銨溶液中加入FeCl3溶液原位生成氫氧化鐵和加入外界合成的氫氧化鐵除錫，對(duì)比兩種加入方式對(duì)氫氧化鐵除雜能力的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　1)氫氧化鐵表面由三種表面酸位(S1、S2、S3)組成。錫陰離子Sn(OH)5-和Sn(OH)62-分別在三種酸位的中性羥基上發(fā)生吸附。通過建立speciation-based model,擬合實(shí)驗(yàn)

3、數(shù)據(jù)，確定模型參數(shù)和吸附平衡常數(shù)。
　　結(jié)果表明:S1、S2、S3密度分別1.0×10-3、3.1×10-3、9.6×10-3（mol·g-1），加質(zhì)子（或電離）常數(shù)(pKH)分別為3.6、5.7、10.8。Sn(OH)5-在S1、S2、S3上的吸附平衡常數(shù)分別為26.2、1.2×10-11和1.5，Sn(OH)62-在S1、S2、S3上的吸附平衡常數(shù)為4.3、1.6×10-15和2.2×10-3。所建表面絡(luò)合模型可以定量確定溶液

4、中錫平衡濃度以及pH與除錫率的關(guān)系。
　　2)在鎢酸鈉體系中，pH和吸附劑用量是影響錫去除的最大因素。而時(shí)間、反應(yīng)溫度、總鎢濃度等對(duì)除錫的影響很小。
　　當(dāng)溶液pH為8.2到10時(shí)，除錫率可達(dá)98％以上且?guī)缀鯖]有鎢損。鎢酸鈉的濃度變化對(duì)除錫沒有影響，所以此方法可以處理鎢酸鈉濃度變化較大的溶液。在鎢酸鈉體系中，當(dāng)加入氫氧化鐵含鐵量為錫濃度的40倍時(shí)，可以除去99％的錫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，大部分吸附發(fā)生在1min之內(nèi)，后續(xù)時(shí)間除錫

5、率增加不明顯，因此工業(yè)上選擇30分鐘的除錫時(shí)間可以滿足生產(chǎn)要求。
　　3)在低濃度鎢酸銨體系中加入外部合成的氫氧化鐵，使溶液鐵用量為錫濃度的90倍時(shí)，濾液滿足生產(chǎn)0級(jí)APT的要求。
　　4)在工業(yè)鎢酸銨料液中，加入外界合成的氫氧化鐵，使溶液鐵含量為錫濃度的100倍時(shí)，生產(chǎn)的APT滿足國(guó)家0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。原位生成氫氧化鐵除錫比外部合成氫氧化鐵后加入鎢酸銨溶液的除錫效果好，但是原位生成會(huì)引入鐵雜質(zhì)于APT產(chǎn)品中。因此建議采用先外界合成