ПЕРЕРАБОТКА ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ И ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРА ВОЛЬФРАМАТА НАТРИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлен подробный процесс переработки вольфрамсодержащих отходов и получения раствора вольфрат натрия, одного из ключевых вольфрамсодержащих соединений. Исходными материалами для процесса служат разнообразные вольфрамсодержащие отходы, происходящие из различных промышленных операций. Эти отходы содержат вольфрам в различных химических соединениях, таких как вольфрамит, оксиды вольфрама и вольфраматы.

Процесс включает в себя этапы подготовки и обработки отходов, с последующим извлечением вольфрама с использованием химических методов, включая выщелачивание с использованием щелочных растворов. Полученный раствор вольфрат натрия подвергается дополнительной обработке, включая фильтрацию и очистку от примесей.

Этот процесс не только способствует эффективному использованию вольфрамсодержащих отходов, но также содействует снижению экологической нагрузки и укреплению устойчивости поставок вольфрама. Таким образом, переработка вольфрамсодержащих отходов и производство раствора вольфрат натрия представляют важный этап в стратегии устойчивой переработки материалов и экономии природных ресурсов.

ABSTRACT

This article provides a detailed process of recycling tungsten-containing waste and obtaining a solution of sodium tungstate, one of the key tungsten-containing compounds. The source materials for the process are various tungsten-containing waste materials generated from various industrial operations. These waste materials contain tungsten in various chemical compounds, such as scheelite, tungsten oxides, and tungstates.

The process includes stages of waste preparation and treatment, followed by the extraction of tungsten using chemical methods, including leaching with alkaline solutions. The resulting solution of sodium tungstate undergoes further processing, including filtration and purification from impurities.

This process not only contributes to the efficient utilization of tungsten-containing waste but also helps reduce environmental impact and strengthen the sustainability of tungsten supply. Thus, recycling tungsten-containing waste and the production of sodium tungstate solution represent a crucial step in the strategy of sustainable material processing and resource conservation.

Ключевые слова: вольфрамат натрия, вольфрамосодержащие отходы, переработка, раствор вольфрат натрия, вольфрам, химические соединения, отходы, обогащение вольфрамовой руды, вольфрамсодержащие сплавы, экологическая нагрузка, устойчивость поставок, экономия природных ресурсов, щелочные растворы, фильтрация, очистка, примеси, механическая обработка, извлечение вольфрама, экологическая устойчивость, производство вольфрамсодержащих сплавов

Keywords: sodium tungstate, tungsten-containing waste, recycling, sodium tungstate solution, tungsten, chemical compounds, waste, tungsten ore enrichment, tungsten alloys, environmental impact, supply sustainability, resource conservation, alkaline solutions, filtration, purification, impurities, mechanical processing, tungsten extraction, environmental sustainability, tungsten alloy production.

Введение

Вольфрамат натрия, как одно из ключевых вольфрамсодержащих соединений, играет значительную роль в различных промышленных процессах. Его извлечение из вольфрамсодержащих отходов является важным этапом в стратегии устойчивой переработки материалов и экономии природных ресурсов. В данной статье мы представим подробный процесс извлечения вольфрама из таких отходов и получения раствора вольфрат натрия.

Исходными материалами для этого процесса служат различные вольфрамсодержащие отходы, которые могут возникать в результате промышленных операций, таких как обогащение вольфрамовой руды, производство вольфрамсодержащих сплавов, а также переработка старых изделий и оборудования. Первым шагом в процессе является подготовка и обработка этих отходов, включающая сортировку, классификацию и механическую обработку.

Сам процесс извлечения вольфрама осуществляется химическими методами, включая выщелачивание с использованием щелочных растворов. Далее, полученный раствор вольфрат натрия проходит через серию этапов обработки, включая фильтрацию и очистку от примесей.

Этот процесс не только способствует эффективному использованию вольфрамсодержащих отходов, но и снижает экологическую нагрузку и укрепляет устойчивость поставок вольфрама. Таким образом, переработка вольфрамсодержащих отходов и получение раствора вольфрат натрия являются важными элементами устойчивой индустрии и рационального использования природных ресурсов.

Вольфрамат натрия, одно из важных вольфрамсодержащих соединений, играет существенную роль в различных промышленных процессах. Его производство из вольфрамсодержащих отходов является важной составной частью стратегии переработки материалов и ресурсосбережения. В данной статье мы рассмотрим подробный процесс извлечения вольфрама из отходов и получения раствора вольфрамата натрия.

Исходными материалами для процесса извлечения вольфрама являются вольфрамсодержащие отходы, которые могут возникнуть в результате различных промышленных операций. Эти отходы содержат вольфрам в различных химических соединениях, таких как вольфрамит (главный минерал вольфрама), оксиды вольфрама и вольфраматы. Вольфрамсодержащие отходы могут происходить из следующих источников:

Шламы и остатки, образующиеся в результате обогащения вольфрамовой руды, часто содержат значительное количество вольфрама.

В производстве вольфрамсодержащих сплавов (например, вольфрамового карбида и вольфрамового кобальта) образуются отходы, содержащие вольфрам.

Переработка старых вольфрамсодержащих изделий и оборудования также создает вольфрамсодержащие отходы.

Первым шагом в процессе извлечения вольфрама из вольфрамсодержащих отходов является подготовка и обработка этих материалов. Этот этап включает в себя следующие операции:

Собранные отходы подвергаются процедуре сортировки и классификации для удаления примесей и контроля качества сырья.

Отходы разделяются на фракции в зависимости от их химического состава и размера частиц.

Фракции, содержащие вольфрам, подвергаются механической обработке, такой как измельчение и смешивание, чтобы создать оптимальные условия для последующих процессов.

Извлечение вольфрама

Извлечение вольфрама из обработанных вольфрамсодержащих отходов производится с использованием химических методов. Один из наиболее распространенных способов - это выщелачивание с использованием щелочных растворов, таких как натриевый гидроксид (NaOH). Процесс выщелачивания обычно выполняется при повышенной температуре и давлении.

Обработка полученного раствора

Полученный раствор, содержащий вольфраты, подвергается дополнительной обработке для удаления примесей и получения чистого раствора вольфрамата натрия. Этот этап включает операции, такие как фильтрация.

Превращение металлического вольфрама или карбида вольфрама в водорастворимое соединение - вольфрамат натрия путем взаимодействия вольфрамсодержащих отходов с нитратом натрия.

Процесс плавления протекает с выделением тепла и представлен следующими реакциями:

W + 2NaNO₃ + 1,5O₂ ↔ WO₃ + Na₂O + N₂O₅

WC + 2NaNO₃ + 2,5O₂ ↔ WO₃ + Na₂O + СО₂ + N₂O₅

WO₃ + Na₂O ↔ Na₂WO₄

3Co + 4NaNO₃ ↔ Co₃O₄ + 2Na₂C + 4NO + O₂

Фильтрация растворов вольфрамата натрия после промывки твердосплавных и вольфрамсодержащих отходов.

Отделение раствора вольфрамата натрия от нерастворимого твердого остатка или кобальтсодержащего остатка (кека).

Десилилирование растворов вольфрамата натрия.

Раствор вольфрамата натрия, образующийся при автоклавно-содовом растворе, содержит Na2WO4 и Na2CO3, соединения кремния.

Карбонат натрия в растворе гидролизуется:

Na₂CО₃+Н₂О ↔ NaHCO₃ +NaOH

В растворе кремния Na2Si(OH)6 находится в виде силикатов натрия.

Суть очистки кремния заключается в том, что к нагретому раствору вольфрамата натрия добавляют расчетное количество нитрата алюминия, затем его нейтрализуют азотной кислотой до рН = 9,0-9,5 и кипятят 20-30 минут. При отсутствии нитрата алюминия его очищают от кремния добавлением азотной кислоты к раствору вольфрамата натрия (рН=7,0-7,5) и кипячению в течение часа.

При добавлении нитрата алюминия образуется аморфный гидроалюмосиликат:

Na₂O * 2SiO₂ * Al₂O₃ * nH₂O

При добавлении азотной кислоты происходит следующий процесс:

Na₂Si(OH)₆ + 2HNO₃ ↔ H₂Si(OH)₆ + 2NaNO₃

В результате гидроалюмосиликат восстанавливается до SiO₂ (0,2 кг/м3).

Фильтрация растворов вольфрамата натрия после обессиливания

Жидкая фаза предназначена для отделения раствора вольфрамата натрия от осадка кремнезема.

Приготовление растворов вольфрамата натрия к сорбции

Подкисление раствора вольфрамата натрия азотной кислотой до рН 2,5-3,0 с последующим фильтрованием для отделения твердых суспензий.

Сорбция вольфрама из раствора вольфрамата натрия.

Процесс сорбции вольфрама из раствора вольфрамата натрия анионитом МР-62 основан на следующей реакции:

6(RNH)NO₃ + W₁₂O₃₉^6- → (RNH)₆W₁₂O₃₉ + 6NO₃^-

Промывка сорбента от раствора вольфрамата натрия раствором азотной кислоты.

Удаление остатков раствора вольфрамата натрия с поверхности сорбента с помощью раствора кислоты.

Десорбция вольфрама из смолы

Экстракция вольфрама смолой раствором аммиака с получением раствора вольфрамата аммония.

Нейтрализация и закалка слабого раствора после сорбции вольфрама

После сорбции вольфрама кислые промышленные сточные воды нейтрализуют аммиачной водой. Если необходимо получить нитрат натрия, нейтрализацию проводят раствором соды. При этом происходят следующие реакции:

HNO₃ + NН₄OН → NН₄NO₃ + H₂O

2HNO₃ + Na₂CO₃ → 2NaNO₃ + CO₂ + H₂O

Переработка вольфрамсодержащих отходов и получение раствора вольфрат натрия представляют собой важное звено в устойчивой переработке материалов и экономии природных ресурсов. Этот процесс не только помогает использовать вольфрам, ранее считавшийся отходами, но и способствует уменьшению экологической нагрузки и укреплению устойчивости поставок вольфрама.

Список литературы:

1. Сердюченко К.Ю. Формирование свойств и структура твердых сплавов с различными пластификаторами // Диссертация. Москва. 30-123 ст.
2. Пармонов С.Т., Хакимов Ф.Ю. Hard alloy applications (Literature review) (Области применения твердых сплавов (Литературный обзор)) // UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ – 2023. №8. (113) 4-8 ст.
3. Пармонов С.Т., Шакиров Ш.М., Шарипов К.А., Саддинова С.С. Percussion abrasive wear of drobiles on working details made from solid alloys // UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ – 2022. № 5 (98). ст 51-55.
4. Мирзавалиев Д.Б., Каршибоев Ш.Б. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕНА// UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ – 2023. №4. (109) 39-43 ст.