[发明专利]生产纯金属酸铵的方法

说明书

本发明涉及一种生产金属W、Mo、V、Cr和Re的纯金属酸铵(ammonium metallates)的方法，该方法是通过使碱性金属盐溶液与CO₂反应将其pH值调到5～9，再使这些金属的盐溶液通过碳酸盐型阴离子交换剂，此时除了生成碱金属碳酸盐溶液，还生成金属酸盐型离子交换剂，然后将离子交换剂洗至无碱为止，接着用氨水解吸，生成金属酸铵溶液和OH型阴离子交换剂，其中利用CO₂处理阴离子交换剂使其转化成碳酸盐型并将其再循环使用。

为了生产作为回收金属的前体的纯金属酸铵，特别是生产难处理的金属W、Mo和V的纯金属酸铵，通常是用NaOH或Na₂CO₃碱溶液处理原料。在操作中使用过量的碱，以便达到有价值金属可能的最高产率。在随后的处理阶段，必须降低这些溶液的pH值。这一般是用无机酸进行的，因此必然会导致中性盐的生成，它们必须进行处置。

在浸煮和纯化用这种方法制备的碱性金属酸盐溶液时，它们就被转化成金属酸铵。

这一般是用溶剂萃取法进行的(Ullmanns，工业化学百科全书)第4版，24卷，1983，第466页)或采用固态离子交换剂回收(铀的采矿和冶金，10(3)卷，1991年8月)。

这两种方法也是通过加入无机酸来降低pH，这必然会导致大量中性盐的生成，它们必须进行处置。

在SU-A 1792993和SU-A 1792994(Derwent 94-133033/16和94-133084/16)中公开了一种改进的溶剂萃取方法。按照这种方法，用CO₂进行酸化，导致Na₂CO₃的生成，Na₂CO₃可以返回该过程。在所述的方法中，将金属酸盐阴离子转移到有机相中，随后用NH₃溶液只能部分地反萃取。但是高达约50％的理论量萃取剂仍然被金属酸盐阴离子所占有。

本发明的目的是要提供一种方法，此方法可避免由于中性盐造成的环境污染和萃取剂没得到完全利用的缺点。

这一目的是通过生产金属W、Mo、V、Cr和Re的纯金属酸铵的方法实现的，其中通过使碱性金属盐溶液与CO₂反应将其pH值调到5-9，再使这些金属盐溶液通过一种碳酸盐型阴离子交换剂，此时除了生成碱金属碳酸盐溶液。还生成金属酸盐型离子交换剂。然后将离子交换剂洗至无碱为止，接着利用氨水解吸，生成金属酸铵溶液和OH型阴离子交换剂，其中利用CO₂处理阴离子交换剂使其转化成碳酸盐型并将其再循环使用，其中所用的阴离子交换剂是一种固态阴离子交换剂。

所用的固态阴离子交换剂优选中度碱性的离子交换剂。这些中碱性的离子交换剂是那些所含活性成分为叔胺和季铵基团的离子交换剂。采用弱碱性离子交换剂，即所含活性成分主要为叔胺基团的离子交换剂，可得到了较好的结果。这些离子交换剂可以用NH₃水几乎完全解吸。

如果使碱性金属盐溶液在从标准压力到50bar下，优选在从标准压力到10bar下与CO₂反应，就会得到最好的结果。

在1-10bar的压力下，利用CO₂/水使交换剂吸附CO₂达到饱和也是有利的。用这种方法将固定床交换剂转成碳酸盐型特别简单。

阴离子交换剂利用氨水，优选利用浓度为5-20％(重量)的氨水进行解吸，交换程度可高达至少90％。

根据本发明，一种特别有利的方法是将含碱金属碳酸盐的提余液浓缩；并将其再循环和用于浸煮生产碱性金属盐溶液的金属原料。

下面以钨为例来说明工艺路线，但不应将此看作是对本发明方法的任何限制。

用CO₂气体处理钠碱的浸煮液直至pH值达到8.5为止。利用已知的沉淀方法在该pH下分离杂质P、As和Si。在接着过滤之后，将溶液稀释到20-50g/L WO₃并用CO₂将溶液的pH值调到7左右。