针对钨矿硫酸分解产物中钨酸难以高效溶出的难题,本文借鉴硅酸盐熔体的聚合物理论,提出一种基于钨的自配位特性选择性地溶解钨酸的方法,通过聚合度低的钨酸盐与聚合度高的钨酸发生缩聚反应,从而改变钨的存在形态,实现钨的高效浸出。本文从钨酸在钨酸盐中的溶解机制、分解渣的浸出动力学、浸出工艺的条件优化、浸出液的循环及处理等方面展开研究,主要内容及结论如下:(1)研究了钨酸在钨酸盐溶液中的溶解行为。基于钨的自配位特性,利用钨酸盐溶解钨酸,反应后钨以钨同多酸根形式进入溶液。在一定范围内,随着温度、钨酸盐初始p H以及初始浓度的提高,溶液的溶钨能力相应增强。纯钨酸在钨同多酸盐溶液中的溶解能力达到0.37 g/g,反应后溶液WO₃的浓度为549.8 g/L。(2)研究了钨同多酸盐溶液从白钨矿硫酸分解渣中浸出钨的动力学过程。采用Avrami方程描述钨的浸出过程,反应的表观活化能为14.301 k J/mol,判断浸出过程受混合控制,最终建立的动力学方程为:-ln(1-x)=7.5055C^0.1627 D^-0.4248W^-0.7576exp(-14301/8.314T)t^0.89(3)开发了钨酸盐体系从钨矿酸分解渣中选择性溶出钨的新工艺,考察了浸出液的循环效果。在温度为80℃、初始钨浓度为100g/L、液固比6:1的条件下,采用p H为6.5的钨同多酸钠溶液浸出白钨矿硫酸分解渣,钨的浸出率达到98.94%(钨酸浸出率为100%)。该过程中的主要化学反应方程式为:Na₆W₇O₂₄(aq)+5WO₃·H₂O(s)=Na₆H₂W₁₂O₄₀(aq)+4H₂O(l),实验中1 mol聚合态的钨能溶解0.6-0.8 mol的钨酸。在最佳条件下,采用钨酸钠浸出盐酸分解渣,钨的浸出率为98.34%(钨酸浸出率100%),主要的化学反应方程式为:5Na₂WO₄(aq)+7WO₃·H₂O(s)=Na₁₀H₂W₁₂O₄₂(aq)+6H₂O(l)。调节浸出液的酸度与浓度,浸出不同品位白钨矿的酸分解渣,均能实现钨酸的完全溶出。通过滴定结果,回调浸出液p H的碱耗量极少。(4)研究了从钨同多酸钠溶液中沉淀白钨酸的过程,考察了洗涤条件对白钨酸中钠去除的影响。在40℃条件下,将钨同多酸钠溶液(p H=6)泵入2.5 mol/L HNO₃溶液中,白钨酸沉淀率约为97.43%。白钨酸易于洗涤除杂,通过三次酸洗可实现深度除钠。结合双氧水溶解后,大部分杂质达到0级钨酸标准。相较于传统的钨矿处理工艺,采用钨酸盐浸出钨矿酸分解渣,工艺过程清洁无污染,浸出液绿色可循环,碱耗量大大减少,钨酸盐有望在未来成为新兴的钨浸出剂。本论文共有图66幅,表26个,参考文献113篇