磷酸钠分解白钨矿体系的相平衡研究及超声波强化浸出机理

Scheelite concentrate can be digested efficiently by Na3PO4 because of its large reaction equilibrium constant. However，the abnormal phenomenon in the scheelite concentrate decomposition process is still confused，and the scheelite concentrate decomposition must be performed under high temperatuer and high pressure conditions. For these reasons，we shall research the phase equilibrium of NaO-P2O5-WO3-H2O system，and study the chemical reaction balances of Na3PO4 digesting CaWO4 and Na2WO4 leaching Ca3(PO4)2.Bashed on these research mentioned above，the phase equilibrium of CaO-Na2O-P2O5-H2O system can be achieved to explain the interaction of Na3PO4 and Na2WO4 and provide theoretical basis for scheelite digesting process optimization. For leaching mechanism of scheelite concentrates decompostition，the kinetics will be investigeted in the presence of ultrasonic wave. The activation mechanism of scheelite concentrates、the stripped effect of products and the morphology of products in the presence of ultrasonic wave will also be invested. The results can provide theoretical basis and technical support for scheelite concentrates decomposition with low energy consumption.

磷酸钠与白钨矿的反应平衡常数很大，可用来分解白钨矿。但由于缺乏对该体系的热力学研究，使得分解过程中的反常现象难以解释；由于缺乏对浸出机理的深入了解，使得原本趋势很大的反应，仍需在高温高压的极端条件下进行。为此，在热力学方面，本项目拟通过研究Na3PO4和Na2WO4分别在NaO-P2O5-WO3-H2O系的溶解结晶平衡，并与Na3PO4分解CaWO4的反应平衡和Na2WO4分解Ca3(PO4)2的反应平衡相耦合，建立CaO-Na2O-P2O5-H2O系的多相平衡理论，阐明Na3PO4和Na2WO4交互作用机理，并为白钨矿的工艺优化提供理论依据。在浸出机理方面，通过对比研究在无、有超声波作用下的浸出机理变化，并研究超声波对反应物的活化效应，对产物层的剥离效应、微观结构影响，来阐明超声波强化浸出机理，为实现白钨矿的高效、低能耗浸出提供理论和技术支撑。

磷酸钠与白钨矿的反应平衡常数很大，可用来分解白钨矿。但由于缺乏对该体系的热力学研究，使得分解过程中的反常现象难以解释；由于缺乏对浸出机理的深入了解，使得原本趋势很大的反应，仍需在高温高压的极端条件下进行。为此，在热力学方面，本项目通过研究Na3PO4和Na2WO4 分别在NaO-P2O5-WO3-H2O 系的溶解¬结晶平衡，并与Na3PO4 分解CaWO4 的反应平衡和Na2WO4 分解Ca3(PO4)2 的反应平衡相耦合，建立了CaO-Na2O-P2O5-H2O 系的赝三元系相图。该赝三元系相图阐明了Na3PO4 和Na2WO4 交互作用机理，即磷酸钠浓度超过了一定值则会出现“盐析效应”，合理解释了初始浸出剂磷酸钠浓度过高反而不利于浸出的反常现象。同时，也可以利用该图为给定的白钨精矿找到合适的分解条件。.在白钨矿浸出机理方面，通过对比研究在无、有超声波作用下的浸出机理变化，并通过SEM、SEM-eds、电子探针等分析手段研究了超声波对固体产物的对产物层的剥离效应、微观结构影响,进一步阐明了超声强化机理。研究结果表明：对于处理复杂难处理矿物，超声波的引入具有非常重要的意义。它大大提高了反应速率，加速了反应分子的振动，促进了溶液分子与颗粒、颗粒与颗粒之间的碰撞；当生成阻碍反应继续进行的固体膜时，超声波能够破坏固体膜使得反应持续进行；它使得反应级数降低，减小了反应对溶剂浓度的依赖，降低了试剂的用量，使得需要在高浓度下才能进行的反应变为低浓度下也可进行，且当反应剂浓度对化学反应起着抑制作用的时候，超声波也可以在提高反应速率的同时放缓其减小的幅度。.项目组扩展研究了超声波作用下磷酸-硫酸分解白钨矿体系的浸出机理，并进行了磷酸钠分解白钨矿体系中添加焦磷酸钠来络合浸出白钨矿的探索性研究。焦磷酸钠和晶种的加入，增强了对钙的络合能力，大幅提高了钨的浸出率，为强化钨的浸出提供了一条新的思路。.