JP7690909B2 - Method for purifying sodium tungstate aqueous solution - Google Patents
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Description
本発明は、タングステン原料から不純物の少ないタングステン酸ナトリウム水溶液を得ることができる精製方法に関する。 The present invention relates to a purification method that can obtain an aqueous solution of sodium tungstate with few impurities from a tungsten raw material.
近年、タングステンは切削工具用の超硬合金材料だけでなく、電極材料や配線材などの電子材料、タングステン触媒などの様々な材料として用いられており、その需要は年々高まってきている。しかしながら、タングステン原料の資源は限られており、その安定な供給を図るため、タングステンスクラップからタングステンを回収して有効に利用することが求められている。 In recent years, tungsten has been used not only as a cemented carbide material for cutting tools, but also as a variety of materials such as electronic materials such as electrode materials and wiring materials, and tungsten catalysts, and the demand for it has been increasing year by year. However, raw tungsten resources are limited, and in order to ensure a stable supply, there is a need to recover tungsten from tungsten scrap and use it effectively.
炭化タングステンや金属タングステンを含むタングステンスクラップからタングステンを回収する方法として、水酸化ナトリウムや硫酸ナトリウムや硝酸ナトリウムなどのナトリウム化合物を含むアルカリ薬剤をタングステンスクラップに加えて加熱反応させ、スクラップ中のタングステンをタングステン酸ナトリウムに転換させ、この加熱処理物を水に溶解させてタングステン酸ナトリウム水溶液として回収する方法が知られている。回収されたタングステン酸ナトリウム水溶液は各種精製工程を経て、パラタングステン酸アンモニウム、酸化タングステン、金属タングステン、炭化タングステンへと精製されて再利用される。 A known method for recovering tungsten from tungsten scrap containing tungsten carbide or metallic tungsten is to add an alkaline agent containing a sodium compound such as sodium hydroxide, sodium sulfate, or sodium nitrate to the tungsten scrap and heat it to react, converting the tungsten in the scrap to sodium tungstate, and dissolving this heat-treated material in water to recover it as an aqueous sodium tungstate solution. The recovered aqueous sodium tungstate solution is refined through various purification processes into ammonium paratungstate, tungsten oxide, metallic tungsten, and tungsten carbide for reuse.
タングステン酸ナトリウムの原料であるタングステン含有スクラップには、タングステン以外の元素、例えばチタン、ニオブなどが含まれている場合がある。これらの元素は上記スクラップとナトリウム化合物との反応工程において、タングステンと同様にチタン酸ナトリウム、ニオブ酸ナトリウムを形成し、これらはタングステン酸ナトリウムと共存するので、タングステン酸ナトリウム水溶液に不純物として含まれる可能性がある。特にニオブは溶解度が高くタングステン酸ナトリウム水溶液に特に混入しやすい元素である。 Tungsten-containing scrap, which is the raw material for sodium tungstate, may contain elements other than tungsten, such as titanium and niobium. In the reaction process between the scrap and a sodium compound, these elements form sodium titanate and sodium niobate, just like tungsten, and since these coexist with sodium tungstate, they may be included as impurities in the sodium tungstate aqueous solution. Niobium in particular is highly soluble and is an element that is particularly likely to be mixed into the sodium tungstate aqueous solution.
また、上記タングステン酸ナトリウム水溶液の製造過程において、副次的に硫化物イオンなどが発生し、タングステン酸ナトリウム水溶液に溶存する場合もある。あるいは上記製造工程中の添加剤として硫化物イオンを含有する薬剤を使用した場合も、タングステン酸ナトリウム水溶液に硫化物イオンが溶存する可能性がある。 In addition, sulfide ions and the like may be generated as by-products during the manufacturing process of the sodium tungstate aqueous solution and may be dissolved in the sodium tungstate aqueous solution. Alternatively, if a chemical containing sulfide ions is used as an additive in the manufacturing process, sulfide ions may also be dissolved in the sodium tungstate aqueous solution.
タングステン酸ナトリウム水溶液に含まれているチタン酸イオンやニオブ酸イオン、硫化物イオンはイオン交換法や溶媒抽出法では分離除去することが難しく、チタンやニオブ、硫黄が最終的なタングステン製品に不純物として混入しやすい。あるいは不純物の一部は空気酸化や加水分解などを受けて溶液中において一定時間経過後に再沈殿を発生させる場合がある。このような時間差で生成した沈殿はスケールの発生や機器の閉塞トラブルなどを招き、設備運転に重大な支障をきたす場合がある。また、精製工程の後段で再沈殿が発生した場合、これらの不純物含有沈澱が固体粒子として各種タングステン製品に分配してしまい、製品の品質を低下させてしまうという問題がある。 The titanate ions, niobate ions, and sulfide ions contained in sodium tungstate aqueous solutions are difficult to separate and remove using ion exchange or solvent extraction methods, and titanium, niobium, and sulfur are likely to be mixed into the final tungsten product as impurities. Alternatively, some of the impurities may undergo air oxidation or hydrolysis and re-precipitate after a certain amount of time has passed in the solution. Precipitates formed with such a time lag can lead to the formation of scale and equipment blockages, causing serious problems in facility operation. In addition, if reprecipitation occurs in the later stages of the refining process, these impurity-containing precipitates will distribute as solid particles to various tungsten products, causing a problem of reduced product quality.
タングステンとニオブを湿式工程によって分離する方法、あるいはタングステン酸ナトリウム水溶液を精製する方法としては特許文献1~3などが知られている。
特許文献1には、タングステンとリンとニオブを含むガラススクラップ原料に水酸化ナトリウム水溶液を加え、50℃以上で加熱処理して原料中のリンとタングステンを溶解除去する方法が記載されている。しかし、この方法では最初のアルカリ融解処理において、水酸化ナトリウム水溶液を添加して加熱処理するとタングステンに加えて一部のニオブも溶液中に溶解し、タングステンとニオブが共存した溶液になる。特許文献1では、アルカリ融解スラリーを固液分離してニオブを高品位に含むアルカリ融解ケーキを回収しているが、固液分離した溶液のタングステンとニオブの分離方法は不明であり、ニオブなどの不純物濃度の低いタングステン酸ナトリウム水溶液を回収することはできない。
Methods for separating tungsten and niobium by a wet process, or methods for purifying an aqueous sodium tungstate solution are known, for example, from Patent Documents 1 to 3.
Patent Document 1 describes a method in which a sodium hydroxide solution is added to glass scrap raw material containing tungsten, phosphorus, and niobium, and the raw material is heated at 50° C. or higher to dissolve and remove phosphorus and tungsten in the raw material. However, in this method, when a sodium hydroxide solution is added and heated in the first alkali fusion treatment, a part of niobium is dissolved in the solution in addition to tungsten, resulting in a solution in which tungsten and niobium coexist. In Patent Document 1, the alkali fusion slurry is separated into solid and liquid to recover an alkali fusion cake containing high-quality niobium, but the method for separating tungsten and niobium from the solid-liquid separated solution is unknown, and it is not possible to recover a sodium tungstate aqueous solution with a low concentration of impurities such as niobium.
特許文献2には、タンタル、ニオブ等で汚染されているタングステン酸塩(タングステン酸ナトリウム)水溶液について、(第1段階) 炭酸ガスを吹き込んでpH8~10にして液中の不純物の一部を沈殿させた後に固液分離して不純物を部分的に除去し、(第2段階) 固液分離した液をアニオン交換体(OH型アニオン系イオン交換樹脂)によってイオン交換精製(固液分離した液をカラムに通液して吸着処理し、さらに水酸化ナトリウム水溶液による溶離処理を実施)した後に、(第3段階) 膜電解により溶液中からCO2とNaOH水溶液を回収している。 In Patent Document 2, for a tungstate (sodium tungstate) aqueous solution contaminated with tantalum, niobium, etc., in the first step, carbon dioxide gas is blown in to adjust the pH to 8 to 10 to precipitate some of the impurities in the liquid, and then the impurities are partially removed by solid-liquid separation; in the second step, the liquid obtained after the solid-liquid separation is purified by ion exchange using an anion exchanger (OH-type anion-based ion exchange resin) (the liquid obtained after the solid-liquid separation is passed through a column for adsorption treatment, and further elution treatment is performed using an aqueous sodium hydroxide solution); and in the third step, CO2 and an aqueous NaOH solution are recovered from the solution by membrane electrolysis.
しかし、特許文献2の方法は、処理段数が多く,処理時間や処理コストが高くなりやすい。また除去効率についても、第1段階のみでは溶液中のニオブが沈殿する割合は部分的であり除去効率が低く、溶存しているニオブは第2段階に移行しやすい。さらに第2段階においてイオン交換処理によってタングステン酸ナトリウム水溶液の精製を実施しているが、実際はニオブは溶液中においてNbO3 -のようにタングステンと同様にオキソアニオンを形成してタングステンのオキソアニオンWO4 2-と類似の化学特性を示しやすいため、アニオン交換体(OH型アニオン系イオン交換樹脂)によるイオン交換処理ではニオブとタングステンの選択分離が不十分になりやすい。さらに、第1段階で生成した沈殿物はAl、Ti、Ta、Nbと共にタングステンも含まれており、その含有量は約15重量%であって、第1段階におけるタングステンのロスが大きい。 However, the method of Patent Document 2 has many treatment stages, and the treatment time and treatment cost are likely to be high. In addition, in terms of removal efficiency, in the first stage alone, the proportion of niobium in the solution that precipitates is partial, and the removal efficiency is low, and dissolved niobium is likely to move to the second stage. Furthermore, in the second stage, the sodium tungstate aqueous solution is purified by ion exchange treatment, but in reality, niobium forms oxoanions, such as NbO 3 - , in the solution in the same way as tungsten, and tends to show chemical properties similar to those of tungsten oxoanions WO 4 2- , so that selective separation of niobium and tungsten is likely to be insufficient in ion exchange treatment using an anion exchanger (OH-type anion-based ion exchange resin). Furthermore, the precipitate formed in the first stage contains tungsten as well as Al, Ti, Ta, and Nb, and the content of tungsten is about 15% by weight, and the loss of tungsten in the first stage is large.
特許文献3には、CrやVを含むタングステン酸ナトリウム溶液に二価鉄化合物を加えた後に酸を加えて該溶液のpHを8~13に調整して、CrやVを沈殿除去する方法が示されている。しかし、この方法では、タングステン酸ナトリウム溶液中に含まれるCrやV以外の不純物元素の分離除去については不明確であり、二価鉄化合物のみを添加してpH調整するのみではCrやV以外の分離除去が不十分となる場合がある。 Patent Document 3 discloses a method of adding a divalent iron compound to a sodium tungstate solution containing Cr and V, and then adding an acid to adjust the pH of the solution to 8 to 13, thereby precipitating and removing Cr and V. However, with this method, it is unclear whether impurity elements other than Cr and V contained in the sodium tungstate solution can be separated and removed, and simply adding a divalent iron compound and adjusting the pH may not be sufficient to separate and remove elements other than Cr and V.
本発明は、従来の処理方法における上記問題を解決したタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法であり、処理工程が簡略でありながらニオブ、チタン、および硫化物イオンの除去効果に優れた精製方法を提供する。 The present invention provides a method for purifying an aqueous solution of sodium tungstate that solves the above problems of conventional treatment methods, and provides a purification method that has a simple treatment process yet is highly effective in removing niobium, titanium, and sulfide ions.
(1)ニオブ、チタン、および硫化物イオンの少なくとも何れかを不純物イオンとして含むタングステン酸ナトリウム水溶液から上記不純物イオンを除去する精製方法であって、該タングステン酸ナトリウム水溶液に二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加し、該水溶液のpHを9~12に調整して沈澱を生成させ、該沈澱を濾別して上記不純物イオンを除去することを特徴とするタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法。
(2)二価鉄化合物[Fe(II)]と三価鉄化合物[Fe(III)]の添加量の割合が、含有される鉄量の質量比で、Fe(II)10~90質量%、Fe(III)10~90質量%である上記[1]に記載するタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法。
(3)上記不純物イオンを含むタングステン酸ナトリウム水溶液が、タングステン含有スクラップをナトリウム化合物と共に加熱して生成した加熱処理物を水に溶解して得られたタングステン酸ナトリウム水溶液である上記[1]または上記[2]に記載するタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法。
(4)上記不純物イオンを含むタングステン酸ナトリウム水溶液が、タングステンを含有する電極材料スクラップ、あるいはタングステンを含有する電極材料スクラップからタングステン以外の成分を分離したタングステン濃縮物を、ナトリウム化合物を含有する水溶液で溶解して得られたタングステン酸ナトリウム水溶液である上記[1]または上記[2]に記載するタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法。
(1) A method for removing impurity ions from an aqueous sodium tungstate solution containing at least any one of niobium, titanium, and sulfide ions as an impurity ion, the method comprising the steps of adding a divalent iron compound and a trivalent iron compound to the aqueous sodium tungstate solution, adjusting the pH of the aqueous solution to 9 to 12 to form a precipitate, and filtering out the precipitate to remove the impurity ions.
(2) A method for purifying a sodium tungstate aqueous solution described in [1] above, in which the ratio of the added amounts of divalent iron compound [Fe(II)] and trivalent iron compound [Fe(III)] is 10 to 90 mass% Fe(II) and 10 to 90 mass% Fe(III), in terms of the mass ratio of the amount of iron contained.
(3) The method for purifying a sodium tungstate aqueous solution according to the above item [1] or [2], wherein the sodium tungstate aqueous solution containing impurity ions is obtained by heating tungsten-containing scrap together with a sodium compound to produce a heat-treated product, and dissolving the heat-treated product in water.
(4) The method for purifying a sodium tungstate aqueous solution according to the above item [1] or [2], wherein the sodium tungstate aqueous solution containing impurity ions is an aqueous sodium tungstate solution obtained by dissolving tungsten-containing electrode material scrap, or a tungsten concentrate obtained by separating components other than tungsten from tungsten-containing electrode material scrap, in an aqueous solution containing a sodium compound.
〔具体的な説明〕
以下、本発明の精製方法を具体的に説明する。なお、%は質量%である。
本発明の精製方法は、ニオブ、チタン、および硫化物イオンの少なくとも何れかを不純物イオンとして含むタングステン酸ナトリウム水溶液から上記不純物イオンを除去する精製方法であって、該タングステン酸ナトリウム水溶液に二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加し、該水溶液のpHを9~12に調整して二価鉄と三価鉄の複合化合物沈澱を生成させると共に該沈澱に上記不純物イオンを取り込ませ、該沈澱を濾別して上記不純物イオンを除去することを特徴とするタングステン酸ナトリウム水溶液の精製方法である。
[Specific explanation]
The purification method of the present invention will be specifically described below. Note that % is % by mass.
The purification method of the present invention is a method for removing impurity ions from an aqueous sodium tungstate solution containing at least any one of niobium, titanium, and sulfide ions as impurity ions, the method comprising the steps of adding a divalent iron compound and a trivalent iron compound to the aqueous sodium tungstate solution, adjusting the pH of the aqueous solution to 9 to 12 to generate a complex compound precipitate of divalent iron and trivalent iron and incorporating the impurity ions into the precipitate, and filtering out the precipitate to remove the impurity ions.
本発明の精製方法において、ニオブ、チタン、および硫化物イオンの少なくとも何れかを不純物イオンとして含むタングステン酸ナトリウム水溶液は、例えば、タングステンを含有する超工具スクラップあるいは合金スクラップあるいは電極材料スクラップなどのタングステン含有スクラップをナトリウム化合物と反応させて得られるタングステン酸ナトリウム水溶液である。 In the refining method of the present invention, the aqueous sodium tungstate solution containing at least any one of niobium, titanium, and sulfide ions as impurity ions is an aqueous sodium tungstate solution obtained by reacting tungsten-containing scrap, such as tungsten-containing super tool scrap, alloy scrap, or electrode material scrap, with a sodium compound.
具体的には、例えば、ニオブ0.6%、チタン1.0%,タングステン89%含む超硬工具スクラップをタングステン含有原料とし、該原料を反応容器に入れ、さらにアルカリ薬剤として水酸化ナトリウムと硫酸ナトリウムを加え、850℃で5時間加熱した後に自然冷却し、降温後に反応容器内の加熱処理物を取り出し、該タングステン原料中のタングステン量に対して10倍量の純水を添加して水溶解処理して水溶解スラリーにする。この水溶解スラリーには、タングステン酸(WO3)90g/L、硫化物イオン(S2-)7250mg/L、チタン110mg/L、ニオブ64mg/Lが含まれている。 Specifically, for example, cemented carbide tool scrap containing 0.6% niobium, 1.0% titanium, and 89% tungsten is used as the tungsten-containing raw material, which is placed in a reaction vessel, to which sodium hydroxide and sodium sulfate are added as alkaline agents, and the raw material is heated at 850°C for 5 hours and then naturally cooled. After the temperature has dropped, the heat-treated product in the reaction vessel is removed, and a 10-fold amount of pure water is added relative to the amount of tungsten in the tungsten raw material to perform a water-dissolution treatment to produce a water-dissolved slurry. This water-dissolved slurry contains 90 g/L of tungstic acid (WO 3 ), 7,250 mg/L of sulfide ions (S 2- ), 110 mg/L of titanium, and 64 mg/L of niobium.
また、電極材料スクラップないし電極材料スクラップ由来のタングステン濃縮物から得られるタングステン酸ナトリウム水溶液は、例えば、タングステンを含む電極材料スクラップをナトリウム化合物含有水溶液で溶解して得られるタングステン酸ナトリウム水溶液、あるいは上記電極材料スクラップを酸浸出して濾過し、この濾過残渣(タングステン濃縮物)にナトリウム含有水溶液で溶解して得られるタングステン酸ナトリウム水溶液などを用いることができる。 The sodium tungstate aqueous solution obtained from electrode material scrap or tungsten concentrate derived from electrode material scrap can be, for example, an aqueous sodium tungstate solution obtained by dissolving electrode material scrap containing tungsten in an aqueous solution containing a sodium compound, or an aqueous sodium tungstate solution obtained by leaching the electrode material scrap with acid, filtering the filtered residue (tungsten concentrate), and dissolving the filtered residue (tungsten concentrate) in an aqueous solution containing sodium.
上記不純物イオンを含むタングステン酸ナトリウム水溶液に、二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加し、該水溶液のpHを9~12に調整して二価鉄と三価鉄の複合化合物沈澱を生成させ、該沈澱に上記不純物イオンを取り込ませ、該沈澱を濾別して不純物イオンを取り除く。 A divalent iron compound and a trivalent iron compound are added to an aqueous solution of sodium tungstate containing the above impurity ions, the pH of the aqueous solution is adjusted to 9 to 12 to produce a complex compound precipitate of divalent iron and trivalent iron, the above impurity ions are incorporated into the precipitate, and the precipitate is filtered to remove the impurity ions.
タングステン酸ナトリウム水溶液中に、二価鉄化合物[Fe(II)]と三価化鉄化合物[Fe(III)]の両方を添加することによって、次式(1)に示すように、マグネタイト[Fe3O4(Fe(II)Fe(III)
2O4)]に代表される二価鉄と三価鉄の複合化合物が生成する。マグネタイトはその固相形成過程において、溶存する金属イオンなどを結晶構造中に取り込み、液中の不純物を効率的に除去することができる。
Fe2++2Fe3++ 4H2O → Fe3O4(Fe(II)Fe(III)
2O4)+ 8H+ ・・・(1)
By adding both divalent iron compound [Fe(II)] and trivalent iron compound [Fe(III)] to an aqueous solution of sodium tungstate, a complex compound of divalent iron and trivalent iron, represented by magnetite [Fe 3 O 4 (Fe (II) Fe (III) 2 O 4 )], is produced as shown in the following formula (1). During the solid phase formation process, magnetite incorporates dissolved metal ions and other substances into its crystal structure, enabling it to efficiently remove impurities from the solution.
Fe 2+ +2Fe 3+ + 4H 2 O → Fe 3 O 4 (Fe (II) Fe (III) 2 O 4 ) + 8H + ... (1)
また、液中にタングステン酸の他に、硫酸イオン(SO4 2-)や炭酸イオン(CO3 2-)や塩化物イオン(Cl-)などのアニオン種が含まれていると、次式(2)(3)に示すように、これらのアニオン種と二価鉄および三価鉄との層状複水酸化物(グリーンラストなど)が形成される。 Furthermore, if the liquid contains anion species such as sulfate ions (SO 4 2- ), carbonate ions (CO 3 2- ), or chloride ions (Cl - ) in addition to tungstic acid, layered double hydroxides (such as green rust) are formed between these anion species and divalent iron or trivalent iron, as shown in the following equations (2) and (3).
4Fe2++2Fe3++14H2O+SO4
2-→ [Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][SO4・2H2O]+12H+・・・(2)
4Fe2++2Fe3++14H2O+CO3
2-→ [Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][CO3・2H2O]+12H+ ・・・(3)
3Fe2++Fe3++8H2O Cl- → [Fe(II)
3Fe(III)(OH)8][Cl・2H2O]+6H+ ・・・(4)
4Fe 2+ +2Fe 3+ +14H 2 O+SO 4 2- → [Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][SO 4・2H 2 O]+12H + ...(2)
4Fe 2+ +2Fe 3+ +14H 2 O+CO 3 2- → [Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][CO 3・2H 2 O]+12H + ...(3)
3Fe 2+ +Fe 3+ +8H 2 O Cl - → [Fe (II) 3 Fe (III) (OH) 8 ][Cl・2H 2 O]+6H + ...(4)
これらの層状複水酸化物は、液中の溶存アニオンをイオン交換反応によってその構造の層間に効率的に取り込むことができ、その結果として液中の不純物を効率的に除去することができる。例えば、液中のニオブ酸イオン(NbO3 -)、チタン酸イオン(HTiO3 -)などは、次式(5)(6)に示すように、層状複水酸化物の一部のイオン交換反応によって固体中に取り込まれる。 These layered double hydroxides can efficiently incorporate dissolved anions in the liquid between the layers of their structure through ion exchange reactions, and as a result can efficiently remove impurities from the liquid. For example, niobate ions (NbO 3 - ) and titanate ions (HTiO 3 - ) in the liquid are incorporated into the solid through ion exchange reactions in part of the layered double hydroxide, as shown in the following equations (5) and (6).
[Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][SO4]・2H2O+2NbO3
- =[Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][(NbO3)2]・2H2O+SO4
2- ・・・ (5)
[Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][SO4]・2H2O+2HTiO3
-=[Fe(II)
4Fe(III)
2(OH)12][(HTiO3)2]・2H2O+SO4
2- ・・・(6)
[Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][SO 4 ]・2H 2 O+2NbO 3 − = [Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][(NbO 3 ) 2 ]・2H 2 O+SO 4 2 −... (5)
[Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][SO 4 ]・2H 2 O+2HTiO 3 - = [Fe (II) 4 Fe (III) 2 (OH) 12 ][(HTiO 3 ) 2 ]・2H 2 O+SO 4 2 −...(6)
また、これらの層状複水酸化物自体も溶液中での酸化によってマグネタイトなどの複合化合物に変化するが、その際に結晶構造中に液中の不純物イオンが取り込まれるので、不純物イオンを除去することができる。この複合化合物は、溶液中のニオブ酸イオン、チタン酸イオン、硫化物イオン、タンタル酸イオン、モリブデン酸イオンなどの種々の陰イオン種を取り込むので、これらの不純物イオンの除去効果も有する。 These layered double hydroxides themselves are also oxidized in solution to change into complex compounds such as magnetite, and in this process, impurity ions in the solution are incorporated into the crystal structure, making it possible to remove the impurity ions. These complex compounds incorporate various anion species in the solution, such as niobate ions, titanate ions, sulfide ions, tantalate ions, and molybdate ions, and therefore also have the effect of removing these impurity ions.
一方、二価鉄化合物または三価鉄化合物をそれぞれ単独で加えると、次式(7)(8)に示すように、水酸化鉄(II)[Fe(OH)2]あるいは水酸化鉄(III)[Fe(OH)3]が生成する。この水酸化鉄(III)[Fe(OH)3]は上記不純物イオンを吸着する効果は高いが、同時にタングステン酸イオンも非常に吸着しやすいため、タングステン酸イオンと上記不純物イオンとを選択的に分離することができない。また、生成する沈殿物の量が多く、体積もかさ高くなりやすい。 On the other hand, when a divalent iron compound or a trivalent iron compound is added alone, iron hydroxide (II) [Fe(OH) 2 ] or iron hydroxide (III) [Fe(OH) 3 ] is generated as shown in the following formulas (7) and (8). This iron hydroxide (III) [Fe(OH) 3 ] is highly effective at adsorbing the above impurity ions, but at the same time, it is very likely to adsorb tungstate ions, so it is not possible to selectively separate tungstate ions from the above impurity ions. In addition, the amount of precipitate generated is large and the volume is likely to be bulky.
Fe2++2OH- → Fe(OH)2(s) ・・・(7)
Fe3++3OH- → Fe(OH)3(s) ・・・(8)
Fe 2+ +2OH - → Fe(OH) 2 (s) ・・・(7)
Fe 3+ +3OH - → Fe(OH) 3 (s) ・・・(8)
また、生成した水酸化鉄(II)[Fe(OH)2]は、溶液中の酸素や溶液面の大気から供給された酸素などによって徐々に酸化され、長時間経過すると最終的にマグネタイトやグリーンラストに固相変化するが、その反応は非常に遅いため、一般的な処理プロセスにおける反応時間、例えば1時間程度の処理時間では十分な酸化反応が進行せず、二価鉄化合物と三価鉄化合物を併用した場合に比べて不純物イオンの除去効果は低い。さらに、硫化物イオンと二価鉄との反応性は低いため、液中に硫化物イオンが含まれていると、二価鉄化合物だけでは硫化物イオンの除去効果が不十分になることが多い。 The generated iron hydroxide (II) [Fe(OH) 2 ] is gradually oxidized by oxygen in the solution or oxygen supplied from the atmosphere at the solution surface, and eventually changes into a solid phase such as magnetite or green rust after a long time, but the reaction is very slow, so the oxidation reaction does not proceed sufficiently in the reaction time of a general treatment process, for example, a treatment time of about one hour, and the effect of removing impurity ions is lower than when a divalent iron compound and a trivalent iron compound are used in combination. Furthermore, since the reactivity of sulfide ions with divalent iron is low, if sulfide ions are present in the liquid, the effect of removing sulfide ions by divalent iron compounds alone is often insufficient.
上記タングステン酸ナトリウム水溶液に添加する二価鉄化合物および三価鉄化合物として、例えば、硫酸鉄(II)粉末、硫酸鉄(III)粉末、塩化鉄(II)粉末、塩化鉄(III)粉末、あるいはこれらの化合物が溶存した溶液などを用いることができる。また溶液としては、ポリ硫酸鉄溶液、エッチング液やその廃液、鉄系材料の酸洗廃液などを用いてもよい。添加する二価鉄化合物と三価鉄化合物の割合は、含有される鉄量の質量比で、二価鉄化合物が10~90質量%、三価鉄化合物が10~90質量%の割合が好ましい。この範囲内で、溶液中の不純物濃度の傾向を確認しながら、上記割合を適宜調整することが望ましい。例えば、三価鉄化合物の割合が多くなると硫化物イオンの除去効果が促進される傾向にある。一方、二価鉄化合物の割合が多くなると生成する沈殿量が少なくなるので、固液分離の負荷や沈殿物の処理コストなどを軽減することができる。 As the divalent iron compound and trivalent iron compound to be added to the sodium tungstate aqueous solution, for example, iron (II) sulfate powder, iron (III) sulfate powder, iron (II) chloride powder, iron (III) chloride powder, or a solution in which these compounds are dissolved can be used. In addition, as the solution, a polyiron sulfate solution, an etching solution or its waste liquid, an acid pickling waste liquid of an iron-based material, etc. may be used. The ratio of the divalent iron compound and the trivalent iron compound to be added is preferably 10 to 90 mass% of the divalent iron compound and 10 to 90 mass% of the trivalent iron compound in terms of the mass ratio of the iron contained. It is desirable to appropriately adjust the above ratio within this range while checking the tendency of the impurity concentration in the solution. For example, as the ratio of the trivalent iron compound increases, the effect of removing sulfide ions tends to be promoted. On the other hand, as the ratio of the divalent iron compound increases, the amount of precipitate generated decreases, so that the load of solid-liquid separation and the cost of treating the precipitate can be reduced.
二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加し、該水溶液のpHを9~12に調整して二価鉄と三価鉄の複合化合物沈澱を生成させる。pH12を上回るとニオブなど不純物の除去効果が低下しやすい。一方、pH9未満では液中のタングステン酸イオンも沈殿してしまい、タングステンの回収損失が生じる。pH9以上~12以下の範囲が好ましい。上記水溶液のpHが上記範囲を外れるときは酸やアルカリを添加してpHを上記範囲に調整し、二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加したときに水溶液のpHが上記範囲内であるときは酸やアルカリを添加する必要は無い。 Divalent iron compounds and trivalent iron compounds are added, and the pH of the aqueous solution is adjusted to 9-12 to produce a complex compound precipitate of divalent iron and trivalent iron. If the pH exceeds 12, the effect of removing impurities such as niobium is likely to decrease. On the other hand, if the pH is less than 9, the tungstate ions in the solution also precipitate, resulting in a loss of tungsten recovery. A pH range of 9 to 12 is preferable. If the pH of the aqueous solution is outside the above range, an acid or alkali is added to adjust the pH to the above range, and if the pH of the aqueous solution is within the above range when the divalent iron compounds and trivalent iron compounds are added, there is no need to add an acid or alkali.
反応温度は、常温25℃でも十分に上記複合化合物沈殿は生成するが、例えば、60℃まで加温すると該沈殿の生成を促進することができる。70℃を上回ると装置や設備の温度負担が大きくなるので、加熱温度は70℃以下が好ましい。一方、反応温度が20℃未満では添加物の溶解や沈殿の生成が遅くなり、処理効率が低下するので、溶液の温度は20℃以上が好ましい。 The above complex compound precipitate is sufficiently formed even at room temperature of 25°C, but the formation of the precipitate can be promoted by heating to, for example, 60°C. If the reaction temperature exceeds 70°C, the temperature burden on the equipment and facilities will increase, so the heating temperature is preferably 70°C or lower. On the other hand, if the reaction temperature is below 20°C, dissolution of the additives and formation of the precipitate will be slow, and the processing efficiency will decrease, so the solution temperature is preferably 20°C or higher.
二価鉄化合物および三価鉄化合物を添加するタングステン酸ナトリウム水溶液は、他の固体粒子物質が懸濁しているスラリーの状態でもよい。例えば、超硬工具やタングステン合金製品のスクラップ原料をナトリウム化合物と反応させて得たタングステン酸ナトリウム水溶液には、これらの原料に含まれるニオブやチタンなどがオキソアニオンとして溶存していることがある他に、これらの原料に含まれるコバルト、ニッケル、銅、鉄などの金属種の酸化物や水酸化物の固体粒子が懸濁していることがある。 The aqueous sodium tungstate solution to which the divalent iron compound and the trivalent iron compound are added may be in the form of a slurry in which other solid particulate matter is suspended. For example, an aqueous sodium tungstate solution obtained by reacting scrap raw materials such as cemented carbide tools and tungsten alloy products with a sodium compound may contain dissolved niobium, titanium, and other metals contained in these raw materials as oxoanions, and may also contain suspended solid particles of oxides and hydroxides of metal species such as cobalt, nickel, copper, and iron contained in these raw materials.
また、電池材料や電極材料などのリサイクル工程から排出される電池材料や電極材料、あるいはこれら電池材料や電極材料からタングステン以外の成分を分離除去した後に回収されるタングステンを含む固形残渣やスラッジなどのタングステン濃縮物に対し、ナトリウム化合物を含有する溶液を反応させて得たタングステン酸ナトリウム水溶液には、該電極材料に含まれる金属種の酸化物や水酸化物の固体粒子、該電極材料に含まれるカーボンの固体粒子が懸濁している場合がある。これらの金属酸化物、金属水酸化物、カーボンなどの懸濁粒子は、上記複合化合物沈澱の生成やニオブやチタンや硫化物イオンなどの溶存イオンの該沈澱への取り込みには影響しないので、上記水溶液はこれらの懸濁粒子を含むスラリーでもよい。また固液分離して上記懸濁粒子を取り除いた水溶液でもよい。 In addition, the aqueous sodium tungstate solution obtained by reacting a solution containing a sodium compound with a tungsten concentrate such as a battery material or electrode material discharged from a recycling process for battery materials or electrode materials, or a solid residue or sludge containing tungsten recovered after separating and removing components other than tungsten from these battery materials or electrode materials, may contain suspended solid particles of oxides or hydroxides of metal species contained in the electrode material, or solid particles of carbon contained in the electrode material. These suspended particles of metal oxides, metal hydroxides, carbon, etc. do not affect the formation of the above-mentioned complex compound precipitate or the incorporation of dissolved ions such as niobium, titanium, and sulfide ions into the precipitate, so the aqueous solution may be a slurry containing these suspended particles. It may also be an aqueous solution from which the above-mentioned suspended particles have been removed by solid-liquid separation.
本発明の精製方法は、ニオブ酸イオン、チタン酸イオン、硫化物イオンを含むタングステン酸ナトリウム水溶液について、タングステンを沈殿させ難くし、従ってタングステンの回収損失を生じ難くして、上記不純物を選択的に複合化合物沈殿に取り込ませ、固液分離することによって、上記不純物を効果的に取り除くことができる。 The purification method of the present invention makes it difficult for tungsten to precipitate from an aqueous solution of sodium tungstate containing niobate ions, titanate ions, and sulfide ions, thereby making it difficult for recovery losses of tungsten to occur, and selectively incorporates the above impurities into a complex compound precipitate, which can be effectively removed by solid-liquid separation.
また、本発明の精製方法は、二価鉄化合物と三価鉄化合物の複合化合物を生成させることによって、簡便にニオブ、チタン、硫化物イオンを分離除去することができる。例えば、特許文献2では、炭酸ガスの吹き込みによってpH調整し、生成沈殿物を固液分離した後にイオン交換樹脂による不純物の吸着処理、イオン交換樹脂からのタングステン溶離処理などの多段処理によってタングステン酸ナトリウム水溶液を精製している。一方、本発明の精製方法は、二価鉄化合物と三価鉄化合物の添加とpH調整、生成沈殿物の固液分離のみで精製処理が完了するため、迅速かつ低コストで不純物量が大幅に低いタングステン酸ナトリウム水溶液を得ることができる。 The purification method of the present invention can easily separate and remove niobium, titanium, and sulfide ions by producing a complex compound of divalent iron compounds and trivalent iron compounds. For example, in Patent Document 2, the pH is adjusted by blowing in carbon dioxide gas, the resulting precipitate is subjected to solid-liquid separation, and then an aqueous sodium tungstate solution is purified by multiple steps, such as adsorption of impurities by ion exchange resin and elution of tungsten from the ion exchange resin. On the other hand, the purification method of the present invention completes the purification process only by adding divalent iron compounds and trivalent iron compounds, adjusting the pH, and performing solid-liquid separation of the resulting precipitate, so that an aqueous sodium tungstate solution with a significantly lower amount of impurities can be obtained quickly and at low cost.
特許文献3の方法は二価鉄化合物を単独に用いているので、ニオブ酸イオンやチタン酸イオン、硫化物イオンの除去効果が低いが、本発明の精製方法は、二価鉄化合物と三価鉄化合物の複合化合物を生成させるので、タングステン酸ナトリウム水溶液に含まれるニオブ酸イオン、チタン酸イオン、および硫化物イオンの除去効果が高い。 The method of Patent Document 3 uses a divalent iron compound alone, so it is less effective at removing niobate ions, titanate ions, and sulfide ions, but the purification method of the present invention produces a complex compound of a divalent iron compound and a trivalent iron compound, so it is more effective at removing niobate ions, titanate ions, and sulfide ions contained in the sodium tungstate aqueous solution.
また、三価鉄化合物を単独に用いる方法では、発生する沈殿物量が多く、体積も嵩むので沈殿物処理の負担が大きい。また沈殿物中へのタングステンの混入も生じるので、タングステンの回収損失が発生しやすい。一方、本発明の精製方法は、二価鉄化合物と三価鉄化合物の複合化合物を生成させるので、三価鉄化合物を単独に用いるよりも沈殿物量は少ないので処理コストを低減することができ、タングステンの回収率も高い。 In addition, in the method using only trivalent iron compounds, a large amount of precipitate is generated, which is bulky and places a heavy burden on the treatment of the precipitate. Tungsten is also mixed into the precipitate, which is likely to result in a loss of tungsten recovery. On the other hand, the refining method of the present invention produces a composite compound of divalent iron compounds and trivalent iron compounds, which produces a smaller amount of precipitate than when trivalent iron compounds are used alone, reducing treatment costs and increasing the recovery rate of tungsten.
精製されたタングステン酸ナトリウム水溶液は、さらにイオン交換処理や溶媒抽出処理などの高度精製処理に供されるが、その際に該水溶液の不純物の除去が不十分であると、イオン交換樹脂や有機溶媒などが上記不純物によって汚染されたり劣化されたりする可能性がある。一方、本発明の方法によって精製したタングステン酸ナトリウム水溶液は不純物が大幅に少ないので、このような汚染や劣化の危険性を非常に低くすることができ、精製設備の保護やランニングコストの抑制を図ることができる。 The purified aqueous sodium tungstate solution is further subjected to advanced purification processes such as ion exchange and solvent extraction. If the impurities in the aqueous solution are not sufficiently removed during this process, the ion exchange resin and organic solvent may be contaminated or deteriorated by the impurities. On the other hand, the aqueous sodium tungstate solution purified by the method of the present invention contains significantly fewer impurities, so the risk of such contamination and deterioration can be greatly reduced, and it is possible to protect the purification equipment and reduce running costs.
以下、本発明の実施例を示す。溶液中の各種元素濃度はICP-AESによって測定した。タングステンの回収損失の評価指標としてタングステン残存率(W残存率)を示した。タングステン残存率は次式に基づいて求めた。
W残存率[%]=回収液中のWO3濃度[g/L] / 処理前のWO3濃度[g/L]×100
Examples of the present invention are shown below. The concentrations of various elements in the solution were measured by ICP-AES. The tungsten residual rate (W residual rate) was shown as an evaluation index of tungsten recovery loss. The tungsten residual rate was calculated based on the following formula.
W residual rate [%] = WO3 concentration in recovered liquid [g/L] / WO3 concentration before treatment [g/L] × 100
〔実施例1〕
硫化物イオン(S2-)7250mg/L、チタン110 mg/L、ニオブ64mg/Lを含み、水酸化コバルトを主成分とする固体粒子12g/Lが懸濁しているタングステン酸ナトリウム水溶液(WO3:90g/L)について、該水溶液中の二価鉄濃度[Fe(II)]が2.2g/Lおよび三価鉄濃度[Fe(III)]が2.2g/Lになるように、硫酸鉄(II)粉末および硫酸鉄(III)粉末を添加し、25℃の室温下で1時間撹拌した後にpHを測定し(pH9.6)、沈澱を生成させた。これを濾過して回収液と脱水残渣を得た(試料No.A1)。
また、1時間撹拌中の液温を60℃に加熱した以外は試料No.1と同様に処理し、pHを測定し(pH9.4)、沈澱を生成させた。これを濾過して回収液と脱水残渣を得た(試料No.A2)。
これらの回収液について、WO3濃度、S2-濃度、チタンおよびニオブの各濃度を測定した。脱水残渣は表面を純水で十分に洗浄した後に105℃で24時間乾燥させて残渣として回収し、重量を測定した。この結果を表1に示す。
Example 1
To an aqueous solution of sodium tungstate (WO 3 : 90 g/L) containing 7250 mg/L of sulfide ions (S 2- ), 110 mg/L of titanium, 64 mg/L of niobium, and 12 g/L of solid particles mainly composed of cobalt hydroxide, iron (II) sulfate powder and iron (III) sulfate powder were added so that the iron (II) concentration in the aqueous solution [Fe(II)] became 2.2 g/L and the iron (III) concentration [Fe(III)] became 2.2 g/L, and the solution was stirred for 1 hour at room temperature of 25°C, after which the pH was measured (pH 9.6) to produce a precipitate. This was filtered to obtain a recovered liquid and a dehydrated residue (Sample No. A1).
In addition, the same treatment as for sample No. 1 was carried out except that the liquid temperature during stirring for 1 hour was heated to 60° C., the pH was measured (pH 9.4), and a precipitate was formed. This was filtered to obtain a recovered liquid and a dehydrated residue (sample No. A2).
The WO3 concentration, S2- concentration, titanium and niobium concentrations of these recovered solutions were measured. The surface of the dehydrated residue was thoroughly washed with pure water, and then dried at 105°C for 24 hours to recover the residue, which was then weighed. The results are shown in Table 1.
〔比較例1〕
実施例1と同様のタングステン酸ナトリウム水溶液について、該水溶液中の二価鉄濃度[Fe(II)]が2.2g/L、4.4g/L、になるように硫酸鉄(II)粉末を添加し、または三価鉄濃度[Fe(III)]が2.2g/L、4.4g/Lになるように硫酸鉄(III)粉末を添加し、処理温度を25℃または60℃にし、水酸化ナトリウム水溶液あるいは硫酸を用いてpH8.0~12.0にした以外は実施例1と同様に処理して沈澱を生成させ、これを濾過して回収液と脱水残渣を得た。これらの回収液について、実施例1と同様にしてWO3濃度、S2-濃度、チタンおよびニオブの各濃度を測定し、処理残渣の重量を測定した。この結果を表1に示す(比較試料No.B1~B10)。
Comparative Example 1
A sodium tungstate aqueous solution similar to that in Example 1 was treated in the same manner as in Example 1 except that iron (II) sulfate powder was added so that the iron (II) concentration in the aqueous solution was 2.2 g/L or 4.4 g/L, or iron (III) sulfate powder was added so that the iron (III) concentration in the aqueous solution was 2.2 g/L or 4.4 g/L, the treatment temperature was set to 25°C or 60°C, and the pH was set to 8.0 to 12.0 using an aqueous sodium hydroxide solution or sulfuric acid, to generate a precipitate, which was then filtered to obtain a recovered solution and a dehydrated residue. The WO3 concentration, S2- concentration, titanium and niobium concentrations of these recovered solutions were measured in the same manner as in Example 1, and the weight of the treated residue was measured. The results are shown in Table 1 (Comparative Samples No. B1 to B10).
表1に示すように、本発明の試料A1,A2は何れも回収液(精製液)の硫化物イオン濃度、チタン濃度、ニオブ濃度が十分に低減されている。また回収液中のWO3濃度の低下も少なく、タングステンの残存率は96%以上である。
一方、比較試料B1~B8は、硫酸鉄(II)または硫酸鉄(III)の片方だけの添加なので、回収液の硫化物イオン濃度、チタン濃度、ニオブ濃度が高く、これらの除去が不十分である。また硫酸鉄(III)を単独で添加し、その添加量が4.4g/Lの試料B4、B8はタングステン残存率が91%まで低下し、タングステンの回収損失が大きく、残渣量も34g/Lと37g/Lであり、Fe(II)とFe(III)を併用して同量添加した場合に比べて残渣量が増大している。さらに、液のpH8.0の比較試料B9、B10は、不純物は十分に除去されているが、回収液中のWO3濃度が大幅に低下しており、タングステンの回収損失が著しい。以上、表1に示すように、二価鉄化合物と三価鉄化合物を併用し、pH9~10の液性下で複合化合物沈澱を生成させることによって、タングステンの回収損失を抑制しながら、不純物濃度の低いタングステン酸ナトリウム水溶液を回収できることが確認された。
As shown in Table 1, in both samples A1 and A2 of the present invention, the sulfide ion concentration, titanium concentration, and niobium concentration of the recovered liquid (purified liquid) are sufficiently reduced. In addition, the decrease in the WO3 concentration in the recovered liquid is small, and the residual rate of tungsten is 96% or more.
On the other hand, in the comparative samples B1 to B8, only one of iron sulfate (II) or iron sulfate (III) is added, so the sulfide ion concentration, titanium concentration, and niobium concentration in the recovery solution are high, and the removal of these is insufficient. In addition, in the samples B4 and B8 in which iron sulfate (III) is added alone at an amount of 4.4 g/L, the tungsten residual rate drops to 91%, the tungsten recovery loss is large, and the residue amount is 34 g/L and 37 g/L, respectively, which is larger than when the same amount of Fe (II) and Fe (III) are added together. Furthermore, in the comparative samples B9 and B10 with a pH of 8.0, impurities are sufficiently removed, but the WO 3 concentration in the recovery solution is significantly reduced, and the tungsten recovery loss is significant. As shown in Table 1, it was confirmed that by using a divalent iron compound and a trivalent iron compound in combination and forming a composite compound precipitate at a liquid pH of 9 to 10, an aqueous sodium tungstate solution having a low impurity concentration can be recovered while suppressing the recovery loss of tungsten.
〔実施例2〕
硫化物イオン(S2-)8690mg/L、チタン160 mg/L、ニオブ126mg/Lを含み、水酸化コバルトを主成分とする固体粒子34g/Lが懸濁しているタングステン酸ナトリウム水溶液(WO3:270g/L)について、該水溶液中の[Fe(II)濃度]および[Fe(III)濃度]が表2に示す割合になるように硫酸鉄(II)粉末および硫酸鉄(III)粉末を添加し、さらに水酸化ナトリウム水溶液あるいは硫酸を用いて該水溶液のpHを12.0に調整し、室温25℃に保ち、1時間撹拌混合した。それ以外は実施例1と同様に処理した。この結果を表2に示す。なお、Fe(II)とFe(III)の添加比%は以下のとおりである。
Fe(II):0.44 g/LおよびFe(III):1.76 g/L → Fe(II):20%, Fe(III):80%
Fe(II):0.73 g/LおよびFe(III):1.47 g/L → Fe(II):33%, Fe(III):67%
Fe(II):1.10 g/LおよびFe(III):1.10 g/L → Fe(II):50%, Fe(III):50%
Fe(II):1.47 g/LおよびFe(III):0.73 g/L → Fe(II):67%, Fe(III):33%
Fe(II):1.76 g/LおよびFe(III):0.44 g/L → Fe(II):80%, Fe(III):20%
Example 2
For a sodium tungstate aqueous solution (WO 3 : 270 g/L) containing 8690 mg/L of sulfide ions (S 2- ), 160 mg/L of titanium, 126 mg/L of niobium, and 34 g/L of solid particles mainly composed of cobalt hydroxide suspended therein, iron sulfate (II) powder and iron sulfate (III) powder were added so that the [Fe (II) concentration] and [Fe (III) concentration] in the aqueous solution were in the ratios shown in Table 2, and the pH of the aqueous solution was adjusted to 12.0 using an aqueous sodium hydroxide solution or sulfuric acid, and the solution was kept at room temperature of 25°C and stirred and mixed for 1 hour. The rest of the procedure was the same as in Example 1. The results are shown in Table 2. The addition ratios of Fe (II) and Fe (III) are as follows:
Fe(II): 0.44 g/L and Fe(III): 1.76 g/L → Fe(II): 20%, Fe(III): 80%
Fe(II): 0.73 g/L and Fe(III): 1.47 g/L → Fe(II): 33%, Fe(III): 67%
Fe(II): 1.10 g/L and Fe(III): 1.10 g/L → Fe(II): 50%, Fe(III): 50%
Fe(II): 1.47 g/L and Fe(III): 0.73 g/L → Fe(II): 67%, Fe(III): 33%
Fe(II): 1.76 g/L and Fe(III): 0.44 g/L → Fe(II): 80%, Fe(III): 20%
〔比較例2〕
上記水溶液のpHを13.0にした以外は実施例2と同様に処理した。この結果を表2に示す。
表2に示すように、本発明の試料A10~A14は回収液の硫化物イオン濃度は1mg/L以下、チタン濃度は8mg/L以下、ニオブ濃度29mg/L以下まで低減されており、不純物が十分に除去されている。また回収液中のWO3濃度は266g/L以上であり、タングステンの回収損失は殆ど生じていない。一方、比較試料B10~B14は、回収液中のWO3濃度は267g/L以上であり、タングステンの回収損失は殆ど生じていないが、硫化物イオン、チタン、ニオブも大量に回収液に残存しており、不純物の除去が不十分である。
このように表2の結果から、二価鉄化合物と三価鉄化合物の両方を添加する場合、pHを12.0以下に調整することが好ましい。
Comparative Example 2
The same treatment as in Example 2 was carried out except that the pH of the above aqueous solution was adjusted to 13.0. The results are shown in Table 2.
As shown in Table 2, in the samples A10 to A14 of the present invention, the sulfide ion concentration in the recovered solution was reduced to 1 mg/L or less, the titanium concentration was reduced to 8 mg/L or less, and the niobium concentration was reduced to 29 mg/L or less, and impurities were sufficiently removed. In addition, the WO3 concentration in the recovered solution was 266 g/L or more, and there was almost no recovery loss of tungsten. On the other hand, in the comparative samples B10 to B14, the WO3 concentration in the recovered solution was 267 g/L or more, and there was almost no recovery loss of tungsten, but large amounts of sulfide ions, titanium, and niobium remained in the recovered solution, and the removal of impurities was insufficient.
Thus, from the results in Table 2, when both a divalent iron compound and a trivalent iron compound are added, it is preferable to adjust the pH to 12.0 or less.
〔実施例3〕
実施例2の処理条件において,反応温度を60℃に加温した以外は実施例2と同様に処理した。この結果を表3に示した。
表3に示すように、本発明の試料A20~A24は回収液の硫化物イオン濃度は15mg/L以下、チタン濃度は6mg/L以下、ニオブ濃度25mg/L以下まで低減されており、チタン濃度およびニオブ濃度は実施例2より少ない。また、回収液中のWO3濃度は266g/L以上であり、タングステンの回収損失は殆ど生じていない。チタンおよびニオブの除去効果は処理温度が60℃のほうが高いことが確認できる。
Example 3
The treatment was carried out in the same manner as in Example 2, except that the reaction temperature was raised to 60° C. The results are shown in Table 3.
As shown in Table 3, in the samples A20 to A24 of the present invention, the sulfide ion concentration in the recovered solution was reduced to 15 mg/L or less, the titanium concentration was reduced to 6 mg/L or less, and the niobium concentration was reduced to 25 mg/L or less, and the titanium and niobium concentrations were lower than those in Example 2. In addition, the WO3 concentration in the recovered solution was 266 g/L or more, and there was almost no loss in the recovery of tungsten. It can be confirmed that the removal effect of titanium and niobium is higher when the treatment temperature is 60°C.
〔実施例4〕
実施例2の処理条件において、反応温度を60℃に加温し、pHを9.0、10.0、11.0にした以外は実施例2と同様に処理した。この結果を表4に示した。
表4に示すように、本発明の試料A30~A35は回収液の硫化物イオン濃度は9mg/L以下、チタン濃度は6mg/L以下、ニオブ濃度24mg/L以下まで低減されている。また、回収液中のWO3濃度は265g/L以上であり、タングステンの回収損失は殆ど生じていない。
表3および表4の結果から、二価鉄化合物と三価鉄化合物の両方を添加し、pH9.0~12.0に調整し、加温下で反応させることによって、不純物濃度が大幅に低いタングステン酸ナトリウム水溶液を回収できることが確認された。
Example 4
The treatment was carried out in the same manner as in Example 2, except that the reaction temperature was raised to 60° C. and the pH was set to 9.0, 10.0, and 11.0. The results are shown in Table 4.
As shown in Table 4, in the samples A30 to A35 of the present invention, the sulfide ion concentration in the recovered solution was reduced to 9 mg/L or less, the titanium concentration was reduced to 6 mg/L or less, and the niobium concentration was reduced to 24 mg/L or less. In addition, the WO3 concentration in the recovered solution was 265 g/L or more, and there was almost no recovery loss of tungsten.
From the results of Tables 3 and 4, it was confirmed that an aqueous sodium tungstate solution with a significantly low impurity concentration can be recovered by adding both a divalent iron compound and a trivalent iron compound, adjusting the pH to 9.0 to 12.0, and reacting under heating.
Claims (4)
3. The method for purifying a sodium tungstate aqueous solution according to claim 1 or 2, wherein the sodium tungstate aqueous solution containing impurity ions is an aqueous sodium tungstate aqueous solution obtained by dissolving tungsten-containing electrode material scrap or a tungsten concentrate obtained by separating components other than tungsten from tungsten-containing electrode material scrap, in an aqueous solution containing a sodium compound.
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