劉 蕾
(金堆城鉬業(yè)股份有限公司化學(xué)分公司,陜西渭南,714000)
二鉬酸銨高溫焙燒成為純?nèi)趸f,《中華人民共和國(guó)有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)純?nèi)趸f產(chǎn)品鈣的含量有明確要求(見表1),根據(jù)鈣富集系數(shù)的計(jì)算原料二鉬酸銨中的鈣含量需要<0.0004%,方能保證三氧化鉬產(chǎn)品中鈣含量符合要求。當(dāng)前老線工藝生產(chǎn)的二鉬酸銨產(chǎn)品鈣指標(biāo)含量要求為Ca≤0.0006%,因此,需要對(duì)二鉬酸銨生產(chǎn)工藝過程中的鈣含量的控制方法進(jìn)行研究,找到鈣含量高的原因及有效控制二鉬酸銨鈣含量的方法。
表1 純?nèi)趸f化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
跟蹤老線二鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程,取所研究工序樣品進(jìn)行送檢分析,得到鈣含量超標(biāo)的原因,從而獲得控制二鉬酸銨鈣含量的方法和模式。
通過以下工序?qū)⒀趸f轉(zhuǎn)變?yōu)殂f酸銨溶液,并去除其中雜質(zhì)后,蒸發(fā)結(jié)晶得到二鉬酸銨產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝流程見圖1。其中離心甩出的母液繼續(xù)返回氨浸工序進(jìn)行處理。
圖1 酸洗工藝二鉬酸銨生產(chǎn)工藝流程圖
生產(chǎn)中鈣主要在酸洗環(huán)節(jié)去除。酸洗濾餅中的鈣以Ca(NO3)2和CaMoO4形式存在,Ca(NO3)2進(jìn)入氨浸環(huán)節(jié)后與浸出液中的MoO42-生成CaMoO4沉淀進(jìn)入氨浸渣中,達(dá)到除鈣效果,相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式如下:
Ca(NO3)2+MoO42-=CaMoO4↓+NO3-
由于Ca(NO3)2和CaMoO4溶度積較大,部分鈣以離子狀態(tài)存在于氨浸液中無法去除,經(jīng)過多次循環(huán)后,溶液中鈣含量較高,導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品鈣含量超標(biāo)[1]。
二鉬酸銨生產(chǎn)工序主要有酸洗、氨浸、酸沉、氨溶、二鉬蒸發(fā)、烘干包裝六個(gè)工序,通過對(duì)二鉬酸銨生產(chǎn)過程中各工序的分析,對(duì)于影響鈣含量超標(biāo)的原因進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要包括:凈化液對(duì)二鉬酸銨鈣含量的影響、四鉬酸銨對(duì)二鉬酸銨鈣含量的影響、二鉬母液對(duì)二鉬酸銨鈣含量的影響三個(gè)方面。
二鉬酸銨生產(chǎn)主要是利用四鉬酸銨為原料進(jìn)行生產(chǎn),而四鉬酸銨的生產(chǎn)品質(zhì)主要由凈化液的質(zhì)量決定,所以有必要對(duì)凈化液和二鉬酸銨的關(guān)系進(jìn)行研究。
將凈化液罐的樣品與對(duì)應(yīng)生產(chǎn)的二鉬酸銨樣品進(jìn)行鈣含量的檢測(cè),數(shù)據(jù)見表2。
表2 凈化液和二鉬酸銨鈣含量關(guān)系(mg/L)
從表2可看出凈化液中的鈣含量越高,相應(yīng)產(chǎn)品中的鈣含量會(huì)上升。
四鉬酸銨中各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量尤其是化學(xué)指標(biāo)影響比較大的金屬離子是二價(jià)金屬離子銅、鐵、鈣、鎂,因此原料中各個(gè)指標(biāo)的穩(wěn)定對(duì)后續(xù)生產(chǎn)工序有一定的影響[3]。經(jīng)過酸沉得到的四鉬酸銨作為生產(chǎn)二鉬酸銨的原料,也對(duì)二鉬酸銨的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以進(jìn)行試驗(yàn),以四鉬酸銨進(jìn)行氨溶,二鉬母液在循環(huán)一周后得到二鉬酸銨進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
從表3可看出原料中的鈣含量越高,相應(yīng)的產(chǎn)品中的鈣含量會(huì)上升。
表3 四鉬酸銨和二鉬酸銨鈣含量關(guān)系(%)
二鉬母液各個(gè)化學(xué)元素指標(biāo),在母液循環(huán)利用過程中會(huì)不斷富集,導(dǎo)致產(chǎn)品中的化學(xué)指標(biāo)出現(xiàn)異常[4]。二鉬酸銨中的鈣是母液帶來的液體鈣離子,經(jīng)過干燥轉(zhuǎn)移到固相二鉬酸銨中的。所以有必要對(duì)母液循環(huán)過程中的各種化學(xué)元素的富集情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
二鉬生產(chǎn)系統(tǒng)一周循環(huán)后,對(duì)循環(huán)前后的各個(gè)元素的富集情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如表4。
表4 循環(huán)前后二鉬母液的化學(xué)指標(biāo)對(duì)比(mg/L)
從表4中的數(shù)據(jù)可以看出:鈉、鉀、銅元素富集速度慢;鈣、鐵元素富集速度快。
從上述實(shí)驗(yàn)可以看出:凈化液、四鉬酸銨和二鉬母液中的鈣含量升高,均會(huì)造成二鉬產(chǎn)品中的鈣升高;在對(duì)二鉬母液中的各種元素的富集程度的研究中,可以看出鈣、鐵的富集速度較其他元素更快。
產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)上鈣出現(xiàn)不合格的幾率很小,但是在老線工藝生產(chǎn)鉬酸鈣的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鈣含量超標(biāo)的現(xiàn)象,所以我們就由后端向前推,對(duì)每一個(gè)工序進(jìn)行調(diào)查,分析其鈣的來源,最終在氨浸工序找到原因,由于清洗地面和濾布,會(huì)導(dǎo)致鈣元素進(jìn)入凈化液,進(jìn)而影響四鉬酸銨和二鉬酸銨的產(chǎn)品質(zhì)量。
針對(duì)現(xiàn)工藝的實(shí)際情況,執(zhí)行了以下改進(jìn)措施:
(1)首先完善生產(chǎn)工藝流程的操作,確保工藝操作準(zhǔn)確無誤。
(2)其次對(duì)氨浸工序鈣的來源進(jìn)行切斷,將廢水統(tǒng)一收集進(jìn)行處理,提高凈化液品質(zhì)。
(3)最后停止鉬酸鈣工藝的生產(chǎn),確保鉬酸銨生產(chǎn)過程沒有鈣污染。
經(jīng)以上措施的改進(jìn),老線二鉬酸銨產(chǎn)品的質(zhì)量得到很大的改善。改進(jìn)前后,每月二鉬酸銨產(chǎn)品鈣含量超標(biāo)平均數(shù)對(duì)比情況如表5。
表5 改進(jìn)前后每月二鉬酸銨鈣超標(biāo)的平均數(shù)情況對(duì)比
(1)二鉬酸銨中出現(xiàn)鈣超標(biāo)是由于在生產(chǎn)鉬酸鈣時(shí)對(duì)鉬酸銨生產(chǎn)過程造成了鈣污染,使二鉬酸銨生產(chǎn)過程鈣富集速度加快,導(dǎo)致產(chǎn)品鈣含量上升。
(2)凈化液中的鈣含量上升是影響二鉬酸銨產(chǎn)品中鈣超標(biāo)的直接原因。
(3)通過對(duì)上述問題的分析,對(duì)生產(chǎn)工藝流程的操作進(jìn)行完善,確保工藝操作準(zhǔn)確無誤,對(duì)氨浸工序鈣的來源進(jìn)行切斷,提高凈化液品質(zhì),確保鉬酸銨生產(chǎn)過程沒有鈣污染。并將之引用于實(shí)踐,使二鉬酸銨產(chǎn)品質(zhì)量得到了提升。