具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考附图描述根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，包括以下步骤：S1、将钨矿与除硅剂、磷酸钠和水混合，得到第一浆料。S2、在预设温度和预设压力条件下，对第一浆料进行处理，得到处理后的料液。S3、向料液中加入除磷剂，得到第二浆料。S4、将第二浆料进行过滤，得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，除硅剂包括铝酸钠和氧化镁。

换言之，在本发明的钨冶炼协同除硅的方法中，首先，可以将水加入反应槽，然后开启搅拌，依次向反应槽内加入铝酸钠、氧化镁、磷酸钠和钨矿混匀，得到第一浆料。钨矿在加入反应槽之前可以进行球磨处理，将钨矿处理成小颗粒，提高钨矿与铝酸钠、氧化镁和磷酸钠的混合效率，保证钨矿可以与铝酸钠、氧化镁和磷酸钠混合更加均匀。

然后，可以通过设定一定温度和压力对第一浆料进行处理得到料液，其中，温度和压力可以为高温高压，第一浆料可以放入压煮器内，压煮器内可以形成高温高压环境，通过高温蒸汽对第一浆料进行加热，同时，在高温高压条件下钨矿中的二氧化硅与除硅剂发生反应转化为沉淀，该沉淀在后续的过滤工序中进入钨渣固体中，从而有效降低了钨酸钠滤液中的硅含量。

在本发明中，主要以铝酸钠和氧化镁的混合物作为除硅剂，其中，氧化镁可以采用工业级氧化镁，铝酸钠和氧化镁在除硅的过程中，可以协同发挥作用。单纯以铝酸钠作为除硅剂，虽然具有一定的除硅效果，但是铝酸钠较为昂贵，导致企业除硅成本增加。而氧化镁价格低廉，但是单纯的氧化镁的除硅效果一般，很难满足企业在钨冶炼过程中的除硅要求，导致产品钨的质量降低。

在本发明中，通过利用氧化镁取代部分铝酸钠，形成铝酸钠和氧化镁的混合物作为除硅剂，一方面可以有效降低除硅剂的成本，另一方面铝酸钠和氧化镁在除硅过程中可以形成协同作用，进一步加强除硅效果。

具体来说，以铝酸钠和氧化镁作为除硅剂在实际除硅过程中，氧化镁在高温高压条件下水化生成Mg²⁺，Mg²⁺会与SiO₃ ^2-生成难溶的MgSiO₃，MgSiO₃可以进入固相。而除硅剂中的铝酸钠可以至少起到两方面作用，一方面含铝化合物可以起到除硅的作用，含铝化合物会降低钨矿浆PH值使硅酸盐变成硅酸或硅铝酸钠。另一方面含铝化合物可以起到絮凝剂作用，并且在含铝化合物作用下生成的硅酸，硅酸镁等可以絮聚在一起，从而使生成的不溶物质沉淀颗粒变大，易于从矿浆中析出并在后续流程压滤出来，达到更好的除硅效果。同时由于钨矿成分主要包括钨酸钙、碳酸钙、钼酸钙、二硫化钼、磷酸钙及砷和硅等，而铝酸钠和氧化镁只与二氧化硅反应，不存在其余杂质与铝和镁结合，影响除杂效果。

第一浆料经高温高压处理后，将料液导出，并向料液中加入除磷剂，以出去料液中的磷，得到第二浆料。其中，除磷剂可以是碳酸钙，或者是其他除磷剂，只要能够满足除磷工艺的化合物均应落入本申请的保护范围。

最后，可以将第二浆料放入压滤机中进行过滤，得到钨渣和钨酸钠浓料。通过检测可以发现，采用本发明的钨冶炼协同除硅的方法，除硅率可以达到94％，甚至达到99％以上，节省了大量的除硅成本。

需要说明的是，现有的钨矿一般含有25～55wt％的WO₃和2～10wt％的SiO₂。本发明使用的压煮器可以采用15m³的反应釜，该压煮器的设计压力可以达到1.6Mpa，设计温度可以达到190℃，工作介质可以为钨酸钠矿浆及蒸汽，满足本发明的钨冶炼协同除硅的条件。

由此，根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，通过使用铝酸钠和氧化镁作为除硅剂进行协同除硅，铝酸钠和氧化镁不会和其他杂质反应而引入新的杂质，铝酸钠还可起到絮凝剂的作用，使生成的硅酸和硅酸镁等絮聚在一起，从而使生成的不溶物质沉淀颗粒变大，易于从浆料中析出并在后续流程中压滤出来，可以达到更好的除硅效果，提高了产品钨的品质，而且氧化镁价格低廉，可有效地节约钨除硅成本，大大降低了钨的生产成本。

根据本发明的一个实施例，钨矿的用量与除硅剂、磷酸钠和水的总用量的质量比为1:(0.3～3)。该配比不仅可有效去除钨矿中的硅，使除硅率达到工业要求，并且不造成辅料的浪费。当然，本领域技术人员应该能够理解，钨矿的用量与除硅剂、磷酸钠和水的总用量的质量比还可以根据实际需要进行相应调整，在本申请中不再详细赘述。

可选地，在除硅剂中，铝酸钠与氧化镁的质量比为1:(0.5～2)。由此，该配比下铝酸钠与氧化镁协同除硅，一方面铝酸钠可与一定的二氧化硅反应除硅，另一方面铝酸钠将反应生成的沉淀絮聚在一起，可达到良好的除硅效果，并且降低除硅成本。铝酸钠在使用过程中，可以配置成溶液，铝酸钠溶液中铝离子浓度大致为30g/l～40g/l。铝酸钠在该浓度条件下，可以起到良好的除硅的作用，铝酸钠或者第一浆料中的形成的其他含铝化合物还可以降低钨矿浆PH值使硅酸盐变成硅酸或硅铝酸钠的同时，可以起到絮凝剂作用，使得第一浆料在含铝化合物作用下生成的硅酸，硅酸镁等可以絮聚在一起，从而使生成的不溶物质沉淀颗粒变大，易于从矿浆中析出并在后续流程压滤出来，达到更好的除硅效果。同时由于钨矿成分主要包括钨酸钙、碳酸钙、钼酸钙、二硫化钼、磷酸钙及砷和硅等，而铝酸钠和氧化镁只与二氧化硅反应，不存在其余杂质与铝和镁结合，有效增强除杂效果。

在本发明的一些具体实施方式中，步骤S1包括：S11、向反应槽中加入第一体积的水并开启搅拌。S12、在搅拌状态下，依次向反应槽中加入除硅剂、磷酸钠和钨矿，得到第一浆料。

也就是说，在步骤S1中，首先，可以在向反应槽中加入5m³-10m³水，并开启搅拌。然后，在搅拌状态下依次加入铝酸钠、氧化镁、磷酸钠和钨矿，实现逐步物料的充分混合，保证得到的混合溶液更加的均匀，防止絮积、成团等问题，使下一步的反应更加充分。当然，本领域技术人员可以理解，向反应槽中加入水的体积大小可以根据反应槽的容量、加入物料的总量进行具体设定。

可选地，在步骤S2中，预设温度为150℃～170℃。预设压力为0.8MPa～1.0MPa，第一浆料处理的时间为1.5h～2h。

换句话说，压煮器中的预设温度可以通过高温水蒸气来实现，在150℃～170℃以及0.8MPa～1.0MPa的高温高压条件下，对第一浆料进行保温保压反应1.5h～2h，使得除硅剂中的氧化镁可以水化生成Mg²⁺，Mg²⁺会与第一浆料中的SiO₃ ^2-生成难溶的MgSiO₃，最终，MgSiO₃可以进入固相而被排出，使得第一浆料中的部分硅被除去，减轻铝酸钠的除硅压力，提高钨矿除硅的效率。

第一浆料在压煮器中的具体温度、压力和保温保压时间可以根据实际需要进行具体设定。通过在该时间内对第一浆料进行充分反应，可以实现铝酸钠、氧化镁和二氧化硅的充分反应，反应后的沉淀物可以大量地聚集在一起，达到良好的除硅效果。

根据本发明的一个实施例，除磷剂为碳酸钙，料液中磷与碳酸钙的质量比为1:(3～5)。该配比可以有效的除去料液中的磷，不造成碳酸钙使用过量。

在本发明的一些具体实施方式中，钨冶炼协同除硅的方法还包括：S5、将钨酸钠浓料进行离子交换处理。如图1所示，离子交换可以简称为离交。通过离子交换处理的目的是为了对钨酸钠溶液的进行除杂和转型。当然，对于本领域技术人员来说，离子交换的原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

也就是说，如图1所示，钨矿经过球磨处理后进入调浆步骤，在调浆过程中加入水、除硅剂和磷酸钠，形成第一浆料，对第一浆料再进行压煮，压煮后得到料液，通过加入碳酸钙对料液进行除磷处理，得到第二浆料，再对第二浆料进行过滤，分离得到钨渣和滤液，最后对滤液进行离交处理。

总而言之，根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，以氧化镁和铝酸钠作为除硅剂，其中，氧化镁不仅价格低廉，而且还具有除硅作用，与铝酸钠一起可起到良好的协同除硅效果。采用氧化镁取代部分铝酸钠协同除硅，钨酸钠浓料中的二氧化硅含量≤300mg/l，除硅率可达到94％以上，既能保证除硅率达到工业生产要求，又能有效降低除硅剂成本。该方法具有工艺简单、操作方便、可连续工业化生产、除硅效果好、不引入新杂质和除硅成本低等优点。

下面结合具体实施例对本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法进行具体说明。

实施例1

根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，具体除硅过程为：

首先，向反应槽内放入6.5m³水，开启搅拌，依次加入0.45m³铝酸钠溶液(其中Al³⁺的浓度为34.3g/l)，80kg工业级氧化镁(MgO≥90％)和1100kg的磷酸钠，之后投入5000kg的钨矿，该钨矿WO₃的含量为26.43wt％，SiO₂的含量为2.23wt％，搅拌充分后将所得第一浆料进料至压煮器。压煮器通入高压蒸汽加热，在温度为170℃，压力为0.97MPa的条件下保温保压反应1.5h。出料后，往料液中加入碳酸钙除磷(料液中磷含量与碳酸钙的质量比为1:3)，得到第二浆料。第二浆料经压滤机过滤后，分离得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，所得钨酸钠浓料体积为12.1m³，其中SiO₂浓度为69mg/l，除硅率为99.24％，除硅剂成本为555.39元/吨。

实施例2

根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，具体除硅过程为：

首先，向反应槽内放入6m³水，开启搅拌，依次加入0.45m³铝酸钠溶液(其中A^l3+的浓度为35.7g/l)，40kg工业级氧化镁(MgO≥90％)和1200kg的磷酸钠，之后投入5000kg的钨矿，该钨矿WO₃的含量为29.59wt％，SiO₂的含量为2.29wt％，搅拌充分后将所得第一浆料进料至压煮器。压煮器通入高压蒸汽加热，在温度为175℃、压力为0.95MPa的条件下保温保压反应1.5h。出料后，往料液中加入碳酸钙除磷(料液中磷含量与碳酸钙的质量比为1:3)，得到第二浆料。第二浆料经压滤机过滤后，得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，所得钨酸钠浓料体积为12.3m³，其中SiO₂浓度为430mg/l，除硅率为95.58％，除硅剂成本为526.34元/吨。

实施例3

根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，具体除硅过程为：

首先，向反应槽内放入7m³水，开启搅拌，依次加入0.45m³铝酸钠溶液(其中Al³⁺的浓度为38.7g/l)，20kg工业级氧化镁(MgO≥90％)和1250kg的磷酸钠，之后投入5000kg的钨矿，该钨矿WO₃的含量为30.56wt％，SiO₂的含量为2.20wt％，搅拌充分后将所得第一浆料进料至压煮器。压煮器通入高压蒸汽加热，在温度为173℃、压力为0.97MPa的条件下保温保压反应1.5h。出料后，往料液中加入碳酸钙除磷(料液中磷含量与碳酸钙的质量比为1:3)，得到第二浆料。第二浆料经压滤机过滤后，得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，所得钨酸钠浓料体积为12.6m³，其中SiO₂浓度为474mg/l，除硅率为94.52％，除硅剂成本为524.42元/吨。

实施例4

根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，具体除硅过程为：

首先，向反应槽内放入5.5m³水，开启搅拌，依次加入0.6m³铝酸钠溶液(其中Al³⁺的浓度为37.5g/l),120kg工业级氧化镁(MgO≥90％)和1260kg的磷酸钠，之后投入3000kg的钨矿，该钨矿WO₃的含量为57.13wt％，SiO₂的含量为7.86wt％，搅拌充分后将所得第一浆料进料至压煮器。压煮器通入高压蒸汽加热，在温度为178℃、压力为0.87MPa的条件下保温保压反应2h。出料后，往料液中加入碳酸钙除磷(料液中磷含量与碳酸钙的质量比为1:5)，得到第二浆料。第二浆料经压滤机过滤后，得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，所得钨酸钠浓料体积为11.4m³，其中，SiO₂浓度为180mg/l，除硅率为99.11％,除硅剂成本为633.88元/吨。

实施例5

根据本发明实施例的钨冶炼协同除硅的方法，具体除硅过程为：

首先，向反应槽内放入5.5m³水，开启搅拌，依次加入0.6m³铝酸钠溶液(其中Al³⁺的浓度为36.1g/l)，150kg工业级氧化镁(MgO≥90％)和1350kg的磷酸钠，之后投入2900kg的钨矿，该钨矿WO₃的含量为60.24wt％，SiO₂的含量为9.71wt％，搅拌充分后将所得第一浆料进料至压煮器。压煮器通入高压蒸汽加热，在温度为169℃，压力为0.89MPa的条件下保温保压反应2h。出料后，往料液中加入碳酸钙除磷(料液中磷含量与碳酸钙的质量比为1:4)，得到第二浆料。第二浆料经压滤机过滤后，得到钨渣和钨酸钠浓料。其中，所得钨酸钠浓料体积为11.3m³，其中，SiO₂浓度为140mg/l，除硅率为99.42％,除硅剂成本为504.31元/吨。

对比例1

按照实施例1的方法进行除硅，不同的是，只用铝酸钠除硅，将氧化镁采用相同重量份的铝酸钠替代，其余条件与实施例1相同。结果表明，所得钨酸钠浓料体积为12.2m³，其中，SiO₂浓度为48mg/l，除硅率为99.47％，除硅成本为1235.23元/吨。

对比例2

按照实施例1的方法进行除硅，不同的是，只用氧化镁除硅，将铝酸钠采用相同重量份的氧化镁替代，其余条件与实施例1相同。结果表明，所得钨酸钠浓料体积为11.6m³，其中，SiO₂浓度为1820mg/l，除硅率为81.07％，除硅成本为156.95元/吨。

表1是根据本发明实施例的实施例1、对比例1和对比例二得到的除硅率和除硅成本数值表。

表1

由此，通过表1可以看出，同等条件下只用铝酸钠进行除硅，虽然可以达到良好的除硅效果，但是成本过高，近约为采用铝酸钠、氧化镁除硅成本的两倍。而只采用氧化镁进行除硅，虽然除硅成本低，但是除硅效果差，除硅率在90％以下，达不到工业要求。综上，在采用铝酸钠、氧化镁除硅时，除硅率与只采用铝酸钠除硅的除硅率近似，可达到99％以上，具有良好的除硅效果，而且除硅成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。