Патент 2073644

Способ получения вольфрамовой кислоты

 

Изобретение относится к способам получения вольфрамовой кислоты, преимущественно из сточных вод, содержащих вольфрамат натрия. Способ включает переработку раствора вольфрамата натрия в электролизере при анодной плотности тока в пределах 75-85 А/м2 и при поддержании концентрации раствора в пересчете на оксид вольфрама в пределах 0,05-0,20 мас.%. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству вольфрамовой кислоты из разбавленных растворов, преимущественно содержащих вольфрамат натрия сточных вод.

Известны способы получения вольфрамовой кислоты осаждением из вольфрамсодержащих растворов неорганическими кислотами [1] Известные способы характеризуются большим количеством стадий предварительной очистки вольфрамсодержащих растворов, что увеличивает затраты на процесс. Осаждение вольфрамовой кислоты минеральными кислотами из разбавленных растворов приводит к образованию больших объемов промышленных сточных вод, что, в свою очередь, ухудшает состояние окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением, характеризующимся меньшими затратами и большей экологической чистотой, является способ получения вольфрамовой кислоты при удалении ионов натрия из щелочных растворов посредством электролитического мембранного процесса. Процесс осуществляют в электролизере двухкамерного типа, работающего на принципе противотока. В качестве перегородки используют катионселективную мембрану, при этом в анодном отделении щелочной раствор вольфрамата натрия, а в катодном серная кислота. Процесс ведут при рабочей плотности тока 1000 А/м2 [2] Использование серной кислоты и двухкамерного электролизера усложняет аппаратурно-технологическую схему и соответственно повышает затраты на процесс.

В основу изобретения положена задача создания такого способа переработки растворов, который бы позволил упростить аппаратурно-технологическую схему и снизить затраты на процесс и улучшить состояние окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения вольфрамовой кислоты электролизом раствора вольфрамата натрия предложено процесс электролиза вести при анодной плотности тока 75-85 А/м2 и поддержании концентрации раствора в пересчете на оксид вольфрама в пределах 0,05-0,2 мас.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что электролиз растворов с концентрацией в пересчете на оксид вольфрама в пределах 0,05-0,2 мас. позволяет исключить применение минеральных кислот для осаждения вольфрамовой кислоты, что снизит затраты, а снижение анодной плотности тока до 75-85 А/м2 уменьшит, в частности, энергозатраты.

Пример. Водный раствор вольфрамата натрия с концентрацией в пересчете на оксид вольфрама 0,1 мас. подвергают электролизу в электролизере с платиновыми электродами. В промышленном варианте может быть использован электролизер с медными электродами. Процесс ведут в течение 30 мин. при анодной плотности тока 80 А/м2. В анодном пространстве находится ион WO24-, который в результате сопряженных электрохимических реакций образует осаждающуюся вольфрамовую кислоту, а в катодном пространстве образуется щелочь NaOH. После окончания процесса продукт отделяют механическим путем, в частности центрифугированием. Выход кислоты определяют гравиметрически. Извлечение оксида вольфрама в кислоту составило 92,5% Данные проведенных исследований представлены в таблицах 1 и 2.

Процесс электролиза вели в течение 30 мин. Таблица 1 характеризует процесс при анодной плотности тока 80 А/м2 и различной концентрации раствора вольфрамата натрия. Таблица 2 характеризует процесс при 0,1%-ной концентрации раствора вольфрамата натрия и при различной плотности тока. Из таблиц видно, что оптимальными параметрами для получения наибольшего выхода продукта являются: анодная плотность тока 80 А/м2 и концентрация раствора в пересчете на оксид вольфрама 0,05-0,2 мас. Значительное увеличение анодной плотности дает незначительное увеличение выхода продукта.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет при упрощенно-технологической схеме перерабатывать разбавленные содержащие вольфрамат натрия растворы, в частности сточные воды, что обеспечивает повышение степени использования сырья, улучшение состояния окружающей среды.

Формула изобретения

Способ получения вольфрамовой кислоты, включающий переработку раствора вольфрамата натрия в электролизере, отличающийся тем, что процесс ведут при анодной плотности тока в пределах 75 85 А/м2 и при поддержании концентрации раствора в пересчете на оксид вольфрама в пределах 0,05 0,20 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1