Na2CO3-Na2SO4復鹽熔煉法從堿溶渣中高效分離鎢的工藝研究

鎢是一種重要的戰略金屬[1]，具有高熔點(diǎn)、高密度、低熱膨脹系數等一系列獨特的性能[2-4]，廣泛應用于國防、航天、能源、礦山等領(lǐng)域[5-7]，被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”和“高端制造的脊梁”據美國地質(zhì)調查局(USGS)數據顯示，2021年全球鎢資源儲量(金屬量，下同)約370萬(wàn)噸，其中我國鎢資源儲量約190萬(wàn)噸，占比51.35%具有絕對的儲量?jì)?yōu)勢[8]，因此鎢是中國影響世界的重要戰略資源近年來(lái)，由于我國鎢資源開(kāi)采強度加大，導致鎢儲量消耗過(guò)快，我國鎢資源的可持續利用正面臨新的挑戰[9]針對全球鎢資源的不斷減少，歐美國家及日本先后建立了鎢資源儲備戰略，對含鎢廢料進(jìn)行資源化再生利用[10-12]《中國鎢工業(yè)發(fā)展規劃(2021-2025年)》也明確指出強化鎢戰略性礦產(chǎn)的保護和儲備，鎢礦資源全球配置體系不斷完善鎢資源再生利用體系進(jìn)一步健全，到 2025 年，二次鎢資源再生利用率提高到 30 %以上因此，大力發(fā)展含鎢廢料的高效資源化利用，有助于保障鎢資源的可持續利用[13-14]含鎢廢料包括廢鎢制品及其加工廢料、鎢中間制品生產(chǎn)過(guò)程廢料、合金廢料、含鎢催化劑等[15]，其中廢硬質(zhì)合金、廢合金鋼和廢催化劑資源化利用程度較高[16]據文獻報道，上述含鎢廢料資源化利用技術(shù)路線(xiàn)可歸納為以下兩種：(1)保持廢料組元成不變，直接予以利用；(2)將廢料中的鎢轉變?yōu)榇宙u酸鈉進(jìn)而生產(chǎn)APT、W粉、碳化鎢粉等以上兩條技術(shù)路線(xiàn)共衍生了數十種資源化再生方法[17]，如機械破碎法[18]、酸浸法[19]、鋅熔法[20]、電化學(xué)法[21]和氧化法[22-23]其中氧化法工藝因廢料中鎢元素難以一次充分氧化為氧化鎢，導致后續堿溶過(guò)程產(chǎn)生含鎢堿溶渣，品位一般高于40%，該種物料的含鎢金屬量占資源化硬質(zhì)合金廢料的8%-15%，直接影響了鎢合金廢料的綜合回收率因此本文選擇復鹽(Na2CO3-Na2SO4)熔煉法對鎢合金廢料資源化利用過(guò)程中產(chǎn)生的含鎢堿溶渣進(jìn)行分離鎢的工藝研究同時(shí)考察了Na2CO3和Na2SO4的添加量、復鹽熔煉溫度、熔煉時(shí)間、水浸液固比和水浸溫度對提鎢率的影響，優(yōu)化了工藝條件，并且通過(guò)熱力學(xué)分析探究了復鹽熔煉的反應機理，為生產(chǎn)實(shí)踐提供參考1實(shí)驗部分1.1實(shí)驗原料本文研究對象為使用鎢合金廢料資源化利用過(guò)程中產(chǎn)生的含鎢堿溶渣，首先按照GB/T 30902-2014標準將含鎢堿溶渣進(jìn)行樣品前處理，再通過(guò)ICP-OE