Способ переработки отходов металлического вольфрама Советский патент 1993 года по МПК C25C1/22 C22B34/36 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки отходов металлического вольфрама, которые могут быть использованы 6 производстве тугоплавких металлов и твердых сплавов.

Известен способ переработки отходов металлического вольфрама, содержащего 1,5-5% двуокиси тория, включающий электрохимическое анодное растворение отходов в растворе щёлочи.. .. . .

Согласно данному способу процесс ведут при силетока 1000-1300 А, напряжении 18-20 В и Температуре 40-45°С. Насыщение электролита ведется до содержания АЛЮз 125-135 г/л. Отфильтрованный электролит поступает в схему получения вольфрама известными методами. Основным недостатком способа является получение щелочных натрийсодержащих вольфрамовых растворов, требующих дополнительной гидрометаллургической переработки и поэтому непригодных для прямого получения пара- вол ьфрамата аммония и чистого основных полупродуктов в производстве металлического вольфрама.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки отходов металлического вольфрама путем электрохимического анодного растворения в аммиачном электролите.

По данному способу анодное растворение металлических отходов вольфрама ведут при анодной плотности тока .3 А/см2, катодной плотности тока 0,05-0,5 А/см2 и температуре 15-25°С. Для снижения энергетических затрат, связанных с низкой электропроводностью аммиачных растворов, и повышения производительности в электролит вводят добавки аммиачных

О

U О

00

со

солей(NH4N03 ). Поданному способу обеспечивается короткая технологическая схема получения аммонийных солей вольфрама. Недостатком способа является Ограниченная насыщаемость электролита по вольфраму, что связано с метастабильно- стью аммиачных растворов вольфрама, вследствие чего происходит самопроизвольное выпадание кристаллов поливольф- раматов при насыщении аммиачного раствора. Кроме того, введение нитратных и хлоридных ионов приводит к определенному загрязнению электролита и, следовательно, паравольфрамата аммония этими ионами. ,,,,, .

Целью изобретения является возмож- ность высокого концентрированиявольфра- ма в аммиачном электролите и соответственно повышение производитель- ности процесса;.

Поставленная цель достигается тем, что в аммиачный электролит вводят стабилизи- рующую добавку триэтаноламина в количе- ст&е1-5об.%. . у-- .-.;.,:; ;.:. -: : . Рекомендуемый способ позволяет пол- учать аммиачные вольфрамсодержащие .растворы с .концентрацией ЛЮз 150-200 г/л, пригодные для прямого получения паравольфрамата аммония необходимой чисТОТЫ. ..-. - .. . .. : : Л..- -V

Рекомендуемый интервал насыщения Электролита по Л/Оз (150-200 г/л) соответствует оптимальной концентрации раствб- ров, поступающих на получение паравольфрамата методом упарки.

Рекомендуемый интервал концентраций триэтаноламинз в электролите обеспечивает необходимую стабильность и достаточную электропроводность электролита. При концентрации триэтаноламина % не обеспечивается стабильность электролита и наблюдается самопроизвольное выпадание кристаллов паравольфрамата аммония. Концентрация триэтаноламина 5% нежелательна в связи с увеличением вязкости электрЪлита и ведет к экономиче- ски необоснованному расходу триэтанола- мина. ;1 - ;: ; : / ..

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.. ;. ..--Отходы металлического вольфрама в в и-- дештабиков, прутков, проволоки, испояьзу- емые в качестве анодного материала, подвергают электрохимическому растворению в аммиачном электролите, содержа- щем, г/л: 180-200 добавка триэтанола мин а в количестве 1-5 об.%. Процесс ведут при анодной плотности тока 0,01-5 А/см2, катодной плотности тока до 0,5 А/см и температуре 20-60°.

Рекомендуемый интервал анодной плот- ноститокасвязанстем,чтопри э 50,01 А/см2 наблюдается пассивация анода, а при la 5 А/см2 наблюдается выделение низших оксидов вольфрама, что снижает производительность процесса.

Рекомендуемый интервал катодной плотности тока связан с тем, что при 1К 0,5 А/см2 происходит бурное выделение водорода, что вызывает повышенный расход электроэнергии и вспенивание электролита.

Э рекомендуемом интервале температуры обеспечивается достаточная электропроводность электролита.

Оптимальным является режим электролиза: анодная плотность тока 0.5-1 А/см2, катодная плотность тока 0,3-0,4 А/см2, температура 35-45°С. При этом достигается концентрация Л/Оз в электролите 150-200 г/л, отсутствует пассивация электродов, выход по току для вольфрама приближается к 100%. :::/;; ч.;- ..: . . -....,

П р и мер 1. Электрохимическое анодное растворение металлических отходов вольфрама в виде штабика вели в электролите, содержащем NH4QH 200 г/л, триэта- ноламин 5 об,%, при ia 1 А/см2, к - 0,4 А/см2 и-Уёмпёратуре 45°С; Процесс вели до содержания WOa 200 г/л. Выпадения кристаллов паравольфрамата аммония не на-А блюдалрсь. При упариванйи из раствора получали кристаллы паравольфрамата аммония; . ;; ; .:.. , .- :. .... .

П рим е р 2. Электрохимическое анодное растворение металлических отходов вольфрама в виде штабика вели в электролите, содержащем NH40H 180 г/л, триэта- ноламин 1 об,% при г 0,5 А/см2, к 0,3 А/см и температуре 40°С. Выпадения кристаллов паравольфрамата аммония не наблюдалось до содержания Л/Оз . 150 г/л. По окончании электролиза из электролита получали паравольфрамат методом упарки.

Приме р 3.Электрохимическое анодное растворение металлических отходов вольфрама в виде штабика вели в элёктро- йите, содержащем NH40H 200 г/л и триэта- ноламяна з. об.% при а 1 А/см2,1К 0.4 А/см2 и температуре 45°С. Выпадения кристаллов паравольфрамата не наблюдалось до содержания WOa В электролите 180 г/л. По окончании электролиза электролит упа ривали и отделяли кристаллы паравольфрамата аммония. / .,.

Таким образом, предлагаемый,способ позволяет перерабатывать отходы метэлли- чёското вольфрама способом электрохимического анодного растворения с получением высококонцентрированных вольфрамсодержащих растворов, пригодных для прямого получения паравольфрамата аммония, удовлетворяющего требованиям ТУ 48- 4203-5/7-91-90.

Изучение научно-технической и патентной литературы показало, что известные технические решения не имеют признаков, отходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа.

По сравнению с аналогом предлагаемый способ позволяет упростить технологическую схему получения паравольфрамата за счет исключения операций по дополнительной гидрометаллургической переработ0

5

ке натрийсодержащих вольфрамовых рас творов (осаждение CaWCM), кислотное разложение CaW04 и т.д.) и в связи с этим снизить себестоимость получаемого паравольфрамата.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет получать высококрн- ц е н т р и р о. в а н н ы естабильные вольфрамсодержащие растворы, избежать введения нитратных и хлоридных ионов, загрязняющих электролит и паравольфрамат, повысить производительность электролизного процесса, снизить энергозатраты на упаривание Электролита.

Использование: в переработке отходов металлического вольфрама с последующим использованием продуктов переработки в производстве тугоплавких металлов и твердых сплавов. Сущность: отходы металлического вольфрама подвергают анодному растворению в аммиачном электролите, содержащем 180-200 г/л аммиака, в присутствии триэтайоламина в количестве 1-5об.%. Процесс ведут при анодной плотности тока 0,01-5 А/см , катодной плотности тока до 0,5 А/см2 при 20-60°С. Концентрация ЛЮз в электролите 150-200 г/л, выход по току для вольфрама 100%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . Способ переработки отходов металлического вольфрама, включающий электрохимическое анодное растворение отходов в аммиачном электролите с последующим выпариванием аммиачного раствора и осаждением паравольфрамата аммония, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что; с целью получения высококонцентрированного по вольфраму раствора и повышения производительности процесса, в электролит вводят добавку три- этаноламина в количестве Т-5 об.%.