離子交換法除去浸出黑鎢礦溶液中雜質Fe離子
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2014年9月29日
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在硫酸浸出黑鎢礦體系中，隨著餘酸酸迴圈利用次數的增加，溶液中Fe離子和Mn離子的含量也逐步增多。有實驗證明，當餘酸迴圈到第三次時，黑鎢礦的浸出率明顯下降，這是由於溶液中純在大量雜雜質阻礙了反應的進行。因此，在第二次浸出完黑鎢礦後，應多硫酸溶液進行除雜。
浸出黑鎢礦的過程中通過原子吸收法可分析反應液中雜質離子的含量
表1-1 反應第二次後的硫酸溶液中雜質離子含量
| 雜質離子 | Fe | Mn |
| 分析結果（g/L） | 60.2 | 16.1 |
從以上表格資料可以看出，反應液中的鐵離子含量非常高，需要從溶液中除去雜質鐵離子。考慮到離子交換樹脂的選擇性有其一定的規律性，比如水中離子載的電荷越大，就越易被離子交換樹脂吸著。反之，如果離子的電荷越小，就越不容易被吸附。因此可以借助離子交換法，在浸出的過程中添加入少量的氧化劑，或者將溶液放置一段的時間，讓空氣中的氧氣把硫酸溶液中的Fe二價離子氧化成為Fe三價離子，提高Fe離子的吸附力，以此同時添加入含Cl離子溶液是三價Fe離子與Cl離子結合生成陰絡合離子而被洗脫掉，從而降低出黑鎢礦溶液中雜質鐵離子的含量。
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酸浸出黑鎢礦與白鎢礦對比
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- 發佈於：2014年9月29日
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眾所周知，工業上使用鹽酸浸出白鎢礦在比較低的條件下可以達到非常好的浸出效果，假如能能夠探究出黑鎢礦和白鎢礦在酸浸中行為的差別，對硫酸浸出黑鎢礦會有比較好的幫助。以下通過表格資料對使用硫酸浸出黑鎢礦和鹽酸浸出白鎢礦的結果進行對比。
表1-1 硫酸浸出黑鎢礦和鹽酸浸出白鎢礦對比
| 反應條件 | H2SO4浸出黑鎢礦 | HCl浸出白鎢礦 |
| 粒度範圍（目） | -400 | -320 |
| 酸用量/理論用量 | 14.2 | 2.5-3 |
| 液固比（ml/g） | 25 | 1.5-2 |
| 溫度（℃） | 100 | 100 |
| 時間（h） | 5 | 1.5 |
| 浸出率（%） | 95.1 | 99 |
硫酸浸出黑鎢礦過程中SO4離子不和Fe離子形成配合物，同樣，在鹽酸浸出白鎢礦過程中，Cl離子液不和Ca離子形成配合物。從以上表格資料可以看出，鹽酸浸出白鎢礦在礦物粒度更大的情況下，可以使用較少的酸用量和非常低的液固比在短的時間裏達到較浸出黑鎢礦更高的浸出率。
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迴圈浸出黑鎢礦
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在黑鎢礦酸法提取的過程中，由於浸出黑鎢礦的硫酸濃度大大過量，在浸出黑鎢礦後，溶液中還存在大量的餘酸。若將余酸迴圈利用，可以在補充消耗掉的酸後，重新作為浸出黑鎢礦的溶液。
以下通過表格資料，在單因素所確定的優化條件下（硫酸用量為5mol/L、浸出溫度為100℃、液固比為5ml/g、浸出時間為5h、球料比為2），考察每一次黑鎢礦的浸出率。
表1-1浸出次數對黑鎢礦浸出率和溶液中鎢含量的影響
| 浸出次數 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 浸出率（%） | 98.5 | 97 | 92.5 | 84 |
| 溶液中鎢含量（%） | 0.2 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
從以上表格資料可以看出，黑鎢礦在前兩次的浸出率相差很小，到第三次時，隨著五礦中的大量雜質元素進入到溶液中，浸出率有明顯的降低，第四次降到84%。浸出後的餘酸中還含有大量的氫離子，若是直接廢棄，不經濟環保；若是返回到浸出過程中，那麼需要考慮到除雜。
可見迴圈浸出黑鎢礦有利於餘酸的有效利用，但以此同時應添加入除雜的程式，確保浸出黑鎢礦的過程有效進行。
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黑鎢礦在不同酸浸出體系比較
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在黑鎢礦酸法提取的過程中，使用不同的酸體系浸出黑鎢礦，其結果有較大的差別。以下表格是分別在硫酸（H2SO4）和鹽酸（HCl）體系下浸出黑鎢礦的比較結果。
表1-1 黑鎢礦在不同酸浸出體系的比較
| 浸出體系 | H2SO4 | H2SO4+NaCl | HCl |
| 酸用量/理論用量 | 14.2 | 5 | 4 |
| 液固比(ml/g) | 25 | 2 | 3 |
| 溫度（℃） | 100 | 100 | 100 |
| 時間（h） | 5 | 4 | 4 |
| 浸出率（%） | 95.1 | 98.1 | 98.5 |
從以上表格資料可以看出，為達到相近的高浸出率，在只使用硫酸作為浸出劑的體系中，酸用量和液固比均比後面兩組含有氯離子的浸出體系高很多，而添加了NaCl的硫酸體系和鹽酸體系在酸用量和液固比方面都比較相似。這說明在酸浸出黑鎢礦過程中，含氯離子的酸浸出體系具有較高的浸出率。
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鎢合金屏蔽件的優越性
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利用“光電效應”吸收X射線的原理與前者不同，它是以X射線光子與核外電子相作用為基礎進行的。射線粒子打在核外電子上，其能量全部轉移給電子，射線粒子被吸收。與此同時獲得能量的電子擺脫原子核的束縛，成為自由電子。然而自由電子不穩定，它們將回到基態(穩定態)，回復過程中其富裕能量或以熱能形式，或通過能級躍遷發出次級射線的形式釋放。熱能對肌體無害，次級射線也因其能量遠比原始的X射線低，從而達到防護射線的目的。當X射線能量較低時，光電吸收起主要作用(約佔90%)。
材料的輻射屏蔽性與材料的密度密切相關。更高的密度意味著更好的射線吸收能力和射線屏蔽能力。由於鎢合金的密度比其他材料高，鎢合金屏蔽件對射線的吸收能力和屏蔽能力與其他傳統屏蔽材料（比如鉛）相比，具有更好輻射屏蔽性能。
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