密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的方法和设备 一.技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其是一种密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的方法和设备。
二.背景技术
钨酸是一种钨的氧化物，常温下为黄色粉末状，分子式：H2WO4，主要用于精细化工的催化剂领域。
制备钨酸产品的方法有二种：一是以黑钨矿为原料的经典工艺；二是以白钨矿为原料的酸法生产工艺。目前主要以黑钨矿为原料的经典工艺为主，具体工艺流程为：球磨→碱煮→净化→白钨→酸化→脱水烘干→包装，其中酸化工序采用敞开式酸化反应，即在常压下进行，先把盐酸加入搪瓷反应锅中加热，然后把钨酸钙和硝酸加入进行加热反应，盐酸和硝酸以液体状态加入，因为盐酸和硝酸是易挥发品，造成盐酸和硝酸消耗高，同时由于是敞开加热能耗也高，盐酸和硝酸挥发会造成环境污染，企业生产成本居高不下。与该经典工艺配套的设备是搪瓷反应锅、用搪瓷衬覆的搅拌器，由于盐酸和硝酸采用敞开加入，腐蚀性大，反应锅内壁和搅拌器的搪瓷易腐蚀脱落，使用寿命短，同时盐酸和硝酸是腐蚀性液体，危险性大，同时由于盐酸和硝酸采用敞开加入，操纵者易溅伤。一些企业通过把反应锅内壁由原来的搪瓷改为四氟衬里，但所衬的四氟易脱落，设备使用时间短；还有一些企业通过改变工艺配方，但生产出的钨酸产品质量不稳定。中国专利公开了一种“密闭式盐酸分解白钨矿制钨酸的方法”的专利，公开号为：1414120，申请人为：四川自贡硬质合金有限责任公司，该方法是以白钨矿为原料来制取钨酸产品，所生产的钨酸产品质量不稳定，目前该公司已停止生产钨酸。
因此寻求一种能使产品质量稳定、能耗低、安全环保的钨酸制备方法和设备就显得尤为迫切和重要。
三.发明内容
本发明的目的在于提供一种密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的方法和设备，能使产品质量稳定、能耗低、安全环保。
为达到此目的，本发明主要采用如下方式完成：
密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的方法，是采用密闭式酸化反应，在酸化反应工序中加入硝酸胺，该方法包括如下顺序工艺步骤和条件：
a.搅拌溶解与加热，将硝酸铵、钨酸钙料浆进行搅拌溶解，另将盐酸泵入反应锅进行加热；
b.酸化反应，将搅拌溶解后的硝酸铵、钨酸钙料浆与加热后的盐酸一道搅拌加热，硝酸铵加入量按钨酸钙料浆中WO3含量的7～10％加入，在100～130℃、0.1～0.3MPa条件下进行酸化反应，反应15～30min，停止加热；
c.洗涤脱水，将酸化反应的物料从反应锅底部放到漂洗槽，用去离子水进行洗涤脱水；
d.烘干包装，将洗涤脱水后的钨酸进行烘干包装，即得钨酸成品。用于实现密闭式酸分解黑钨矿制钨酸方法的设备包括：泵、冷却器、污水处理池、漂洗槽、反应锅锅体、搅拌器，在反应锅锅体入口设有锅盖法兰和锅盖，从锅盖法兰可泵入搅拌溶解后的硝酸铵、钨酸钙料浆；反应锅锅体出口设有出口法兰，可从底部出口法兰放料；反应锅锅体内衬有石墨砖中层和橡胶衬里，蒸汽通道介于反应锅锅体与石墨砖中层之间，可较好地传递热量和防止腐蚀；锅盖设有一连通泵的阀门和一连通冷却器的阀门，可将盐酸泵入反应锅和使尾气进入冷却器；反应锅锅体外对称设有支架；搅拌器套有橡胶衬套。本发明的优点：1.所有过程是在密闭条件下进行，改善了跑冒滴漏的现象。
2.反应锅通过改变内部衬底材料延长了使用寿命。
3.降低盐酸和煤炭消耗量10％以上。
4.用硝酸胺代替硝酸，硝酸胺是固体，不易挥发，尾气采用盐酸冷却器进行回收，减少了环境污染。
5.产品质量稳定、工艺简单、操作容易、可靠性强。
6.经济效益明显，钨酸成本可降低800～1000元/吨。
四.附图说明
图1是依据本发明提供的一种密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的工艺流程图。
图2是用于实现本发明方法的一种密闭式酸分解黑钨矿制钨酸设备示意图。
图中的标示符号分别表示：
1.硝酸铵 2.钨酸钙料浆 3.盐酸 4.钨酸成品 5.去离子水6.反应锅锅体 7.石墨砖中层 8.橡胶衬里 9.支架 10.锅盖法兰11.锅盖 12.出口法兰
五.具体实施方式
如图1所示，密闭式酸分解黑钨矿制钨酸的方法，是采用密闭式酸化反应，在酸化反应工序中加入硝酸胺，该方法包括如下顺序工艺步骤和条件：
a.搅拌溶解与加热，将硝酸铵1、钨酸钙料浆2进行搅拌溶解，另将盐酸3泵入反应锅进行加热；
b.酸化反应，将搅拌溶解后的硝酸铵1、钨酸钙料浆2与加热后的盐酸3一道搅拌加热，硝酸铵1加入量按钨酸钙料浆2中WO3含量的7～10％加入，在100～130℃、0.1～0.3MPa条件下进行酸化反应，反应15～30min，停止加热；
c.洗涤脱水，将酸化反应的物料从反应锅底部放到漂洗槽，用去离子水进行洗涤脱水；
d.烘干包装，将洗涤脱水后的钨酸进行烘干包装，即得钨酸成品4。
该方法进一步包括如下顺序工艺步骤和条件：
a.搅拌溶解与加热，将盐酸3加热至50～60℃；
b.酸化反应，加入盐酸3的浓度为31％，加入量为钨酸钙料浆2量的44～48％；
c.洗涤脱水，将去离子水加热至80～100℃。
用于实现权利要求1或2所述的密闭式酸分解黑钨矿制钨酸设备，该设备包括：泵、冷却器、污水处理池、漂洗槽、反应锅锅体6、搅拌器，反应锅锅体6入口设有锅盖法兰10和锅盖11，从锅盖法兰10可泵入搅拌溶解后的硝酸铵1、钨酸钙料浆2，出口设有出口法兰12，可从出口法兰12放料；反应锅锅体6内衬有石墨砖中层7和橡胶衬里8，蒸汽通道介于反应锅锅体6与石墨砖中层7之间，可较好地传递热量和防止腐蚀；锅盖11设有一连通泵的阀门和一连通冷却器的阀门，可将盐酸3泵入反应锅和使尾气进入冷却器；反应锅锅体6外对称设有支架9；搅拌器套有橡胶衬套。
该设备进一步包括：橡胶衬里8和石墨砖中层7、橡胶衬套各为1～2层。
所述的冷却器内盛有盐酸，盐酸与废气混合产生的废液作为中和剂回流污水处理池。
所述的石墨砖中层7用酚醛树脂浸渍。
实例一
用本发明的方法和设备，把硝酸胺1加入700升反应洗涤好的钨酸钙料浆2，钨酸钙料浆2中的WO3含量为180公斤，硝酸胺1加入量按WO3含量的7-10％加入；把330升31％的常温盐酸3泵入反应锅中，启动尾气回收装置，打开蒸汽加热5～10分钟后停止加热，把搅拌溶解后的硝酸胺1、钨酸钙料浆2泵入反应锅中，关掉进口阀门，打开蒸汽继续加热反应15～30分钟，反应束后从底部出口法兰12放料到漂洗槽，用80～100℃去离子水5进行洗涤脱水，再进行烘干包装，经过磅钨酸成品4数量为200公斤。
实例二
用本发明的方法和设备，把硝酸胺1加入700升反应洗涤好的钨酸钙料浆2，钨酸钙料浆2中WO3含量为180公斤，泵入反应锅，硝酸胺1按WO3含量的8～9％加入；把310升31％的常温盐酸3泵入反应锅，启动尾气回收装置，打开蒸汽加热5～10分钟后停止加热，把搅拌溶解后的硝酸胺1、钨酸钙料浆2泵入反应锅，关掉锅盖11连通泵的阀门，打开蒸汽继续加热反应15～30分钟，反应结束后从底部放料到漂洗槽用80～100℃去离子水5进行洗涤然后脱水，再进行烘干包装，经过磅钨酸成品4数量为200公斤。
上述二个实例所生产出的产品经抽样检验与背景经典工艺比较物理和化学性能没有改变，产品质量全部合格。整个操作过程在密闭条件下进行，用硝酸胺代替硝酸，盐酸和钨酸钙通过泵直接泵入反应锅中，所有料液采用密闭加入，操纵者不易受伤，大大改善了工作环境，尾气重新回收利用，盐酸和煤炭地耗量降低，降低了生产成本，各项经济指标达到预期的目的。