191827. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú volframát sók előállítására volframtartalmú ércek vagy hulladékok feldolgozásával
1 2 tására volfrámtartalnm ércek vagy hulladékok lúgos fellásáia vagy oldása során keletkező volframát oldatból oly módon, lmgy a volf'iamát oklat pl Íját csökkentjük, az így előállított savas kémhatású volframát oldatot hosszú szénJáneü aminok vagy sóik nemvizes oldatával érintke/.tetve a volftdmol extraháljuk, a kinyert volfrámot tartalmazó amin oldatot alkáli- vagy ammőniumhidtoxid oldattal strippelve volframátsó oldatot állítunk elő, amelyből a volfrnmátsót kikristályosítjuk, A találmányt az jellemzi, hogy avolframátoklat pH -jónak csökkentésére a lúgos volframát oldatot kationcserélő membrán alkalmazása mellett legalább egyszer elektrodializáljuk, az elektiodiaüzálással előállított volframát oldatot az. amin oldattal érintkezteljuk, a kinyert lúgoldat pedig visszavezetjük az érc vagy hulladék feltárásához vagy oldásához, A találmány szerinti eljárással a fellásához dl. oldáshoz használt lúgot szinte teljes mértékben vissza lehet nyerni, mégpedig oly koncentrációban, hogy az közvetlenül visszavezethető a feltárási ill, oldási művelethez. Hz egyrészt lúg megtakarítási, másrészt a hulladék sók mennyiségének csökkentesét eredményezi. A találmány szerinti eljárásban a savanyításnak elektrodializálással való megoldása jelentős savmegtakarítást is eredményez az ismert eljárásokhoz képest. Felismertük továbbá, hogy a találmány szerint e lektrodializissel előállított savas kémhalású volframát oldatot nemvizes amin oldattal érintkeztél ve, a votfrám túlnyomó része a nemvizes oldatba vihető, és ez az átvitel már csekély, a korábban ismert eljárásokhoz képest elenyésző mennyiségű, sáványi sav például kérrsav hozzáadása esetén gyakorlatilag teljessé tehető. Igen előnyös tehát a találmány olyan foganatosítási módja, amelynél a savas volframát oldatot az amin oldattal csekély mennyiségű erős ásványi sav dagolása mellett érintkeztetjük. Anélkül, hogy bármely izopolisav képződésre vonatkozó elmélet mellett elköteleznénk, vagy ilyen elmélet érvényességével korlátoznánk magunkat, a savanyú volframát oldat elektrodializises előállításának megvilágítása céljából -- bár semmilyen szakirodalmi adatot nem ismerünk az így előállított savanyú volframát oldatok fizikai, kémiai és extrakciós tulajdonságait illetően pusztán spekulatív úton párhuzamot kívánunk vonni az ásványi savval és az elektrodializissel történő savanyítás között. A hagyományos eljárásoknál az alkáli-volframát oldatokban erős ásványi sav íratására az alábbi általános reakcióegyenlettel leírható folyamatok zajlanak le: pHCbqNa2W04 - Na2q .pHp.2rWq04qypNaOrHaO A fenti reakcióelegyenlet kielégíti a sztöchimetria formális követelményei!. Az elektrodializises eljárásnál a kationcserélő mebránnal elválasztott cella anódterébe Na2W04 oldatot helyezünk, amely a sztöchiometria által megkívánt mennyiséghez képest lúgfelesleget is tartalmazhat, míg a katódtérbe egészen híg (pl. 0,1 tömeg%-os) nátrium-hidroxid oldatot öntünk. Átlódként pl. sima platina lemezt, katódként acéllemezt alkalmazva és a cellán egyenfeszültségű tápegységből áramot átbocsátva, a nátrium-ionok az anódtérből a kationcserélő membránon átvándolva a katódhoz jutnak és az alább leírt reakciók során nátrium-hidroxiddá alakulnak. Na* • e‘-+Na Na * ll20 -* NaOH - 1/2 H2 Az anódtérben visszamaradó hidroxil-ionok az anódon az alábbi reakciók értelmében vízre és oxigénre bond rílak, Oir-*-e'-» üli 2 011 ■* H,0 * 1/2 Oj A folyamat előrehaladtával, ahogy a nátrium-ionok az anódtérből fokozatosan eltávoznak, nátriumban egyre szegényebb W-izopolisav specieszek képződnek, amit az anódtér fokozatos savanyodásn indikál. Az elektrodializiskor a következő folyamatok zajlanak le: qNa2W04 M'Na4 * Na2 | r)Wq04(i I a membránon keresztül a katódtérbe vándorol 1 Pe 7! anódon lejárszódó reakció \ p, q és e sztöchiometrikus koefficiensek számszeiű meglratározása, tehát a ténylegesen lejátszódó reakciók felderítése és a képződő izopolisavak összetételének meghatározása igen nehéz, és mint már az előzőekben leírtuk, még ásványi savval történő savanyítás esetén sem teljesen megoldott feladat. A savval, illetve elektrodializissel előállított izopo'isav specieszek összetétel természetesen nem feltétlenül azonos. Fzt alátámasztja az a megfigyelésünk, hogy a kétféleképpen előállított azonos töménységű és pH-jú oldatok ultraibolya spektruma jellegzetes eltéréseket mutat. Tudomásunk szerint nincs a szakirodalomban elektrodializissel előállított volframát-tartatmű izopolisavak azonosítására vagy vizsgálatára vonatkozó adat, azonban mégsem tartjuk meglepőnek az észlelt eltérést, mivel számos adat ismeretes, mely szerint ásványi savval történő savanyítás esetén a savanyítás módja, a háttérsók minősége jelentősen befclyásolja az egyes izopolisav specieszek képződését. A volframáttartalmú izopolisavak elektrodializises előállítása esetén, mint a reakcióegyenletekből látható, volfrámvegyületen kívül egyéb só (pl. NaCl vagy Na2S04) nem képződik, tehát a lúgos volframát olda tok ily módon történő savanyítása lehtőséget ad arra, hogy a haszontalan me!léktermékek*képződését elker óljuk, illetve minimálisra csökkentsük. Az anódtérben lejátszódó folyamattal párhuzamosan a katódtérben képződő nátrium-hidroxid fokozatosan töményedik. Méréseink szerint a folyamat során képződő lúg töménységére akár a 10 mol/l-t is meghaladhatja az anód- ül. a katődtér térfogatarányának megfelelő megválasztásával vagy az anódtérben lévő nátrium-voiframot időnkénti cseréjével. Tapasztalatunk szerint az anódtérben lévő nátriuin-volframátból a nátrium több mint 95 tömeg%-a eltávolítható, és az elektrodiahzis akár szilárd volfrámsav csapadék megjelenéséig is folytatható. A volfrámsav csapadék az anódtérben 1,5 pH alatt válik le és 2 pH-nál még nem indul meg a leválás. E-192.81 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
