离子交换技术在钨冶金中的应用与进展

DOI ：10.3969/j.issn.１００9－062２.2014.05.008

离子交换技术在钨冶金中的应用与进展

李会强，唐忠阳，何利华，陈星宇

（中南大学冶金与环境学院，湖南长沙410083）

摘要：离子交换法在钨冶金过程中的净化和转型发挥了重要作用，特别是强碱性阴离子交换工艺的开发。文章通

过总结近年来钨冶炼离子交换技术的发展历程，从离子交换树脂性能、交换机理以及反应工程学等方面介绍了离子交换工艺在钨冶金过程中的研究进展，着重分析了高浓度离子交换技术相较于旧工艺所存在的优势与进步性，并探讨了离子交换工艺现存的问题与不足，认为研究高效树脂、新型工艺，推进离子交换理论和工艺革新是解决提高树脂对钨的选择性以及钠碱体系下钨冶炼废液中有害固体盐含量较高等问题的有效途径。

关键词：钨；离子交换；净化；转型；树脂中图分类号：TF841.1

文献标识码：A

第29卷第5期２０14年10月

Ｖｏｌ．29，Ｎｏ．5

Oct ．２０14

ＣｈｉｎａＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｄｕｓｔｒｙ0引言

在诸多水溶液组分的分离过程中，如稀贵金属的回收，高价值生物制品与产品的提取，高纯水的制备以及污染控制等工艺中，所处理的料液一般都体积庞大，成分复杂，杂质含量高，甚至含有大量的悬浮固体，待分离和提取组分的含量往往浓度很低，而分离过程中又要求很高的回收率和选择性。因此，采用常规的分离方法往往很难奏效。随着具有独特操作行为和分离性能的离子交换技术的发明及其工艺的日臻成熟，它在处理传统分离方法无法有效处理的复杂体系中发挥了重要作用[1-3]。

离子交换技术作为一种液相组分的分离技术，因其优异的分离选择性，很高的浓缩富集倍数，以及简便的操作方式，已成为一种颇引人注目而成熟的分离手段，被广泛地应用于化工、水处理、环境保护、食品、湿法冶金等领域，表现出独特的优越性，效果显著[4-7]。

随着1976年我国著名钨冶金专家胡兆瑞开发了强碱性阴离子交换树脂净化、转型粗钨酸钠溶液的工艺[8-9]，离子交换技术在钨提取冶金过程中开始广泛地应用，大量科技工作者在这一领域做出了卓

有成效的工作，大大推动了钨湿法冶金技术的发展和进步[10-12]。

在此以离子交换技术在钨提取冶金中的应用为主线，着重介绍该技术在钨湿法冶炼过程中的提取、分离、除杂等方面的研究进展。

1阳离子交换树脂净化工艺

在最早期的钨冶炼过程中，钨的离子交换工艺主要是采用阳离子交换树脂，将钨酸钠溶液中的Na +交换为NH 4+，从而获得钨酸铵溶液。如20世纪60年代所提出的DEMR 工艺，其采用苯乙烯和二乙烯基合成的铵型磺酸强阳离子树脂Dowex 50W ×8[13]。氢氧化钠分解粗钨酸所得的Na 2WO 4溶液通过该阳离子树脂时，溶液中的Na +离子和以阳离子形式存在的杂质离子会取代树脂上的NH 4+离子，从而将溶液转变成（NH 4）2WO 4溶液，用以生产仲钨酸铵[14]。然而，在离子交换过程中，由于所处理的料液为碱性体系，其中的杂质离子如P 、As 、Si 等多以阴离子PO 43-、AsO 43-、SiO 32-等形式存在。因此，阴离子杂质在该过程中不能被除去。此外，阳离子交换后液中钨的浓度不高，只有60g/L 左右，给后续的提取工序造成困难[15]。

收稿日期：２０14-08-27

资助项目：国家自然科学基金资助项目（50344031）作者简介：李会强（1987－），男，硕士研究生，主要从事稀有金属冶金研究及相似元素分离研究。通讯作者：唐忠阳（1969－），男，博士，副研究员，主要从事钨钼湿法冶金研究。