Η καινοτόμος πορεία της εξόρυξης βολφραμίου, από την παραδοσιακή καθίζηση στην ιοντοανταλλαγή

Η χημική δομή και η ταξινόμηση της ρητίνης βολφραμίου

Η ρητίνη που περιέχει βολφράμιο ανήκει στην ρητίνη ανταλλαγής ιόντων και η χημική της δομή αποτελείται από τρία μέρη:
1Πλαίσιο (ματρίκη)
Το πλαίσιο της ρητίνης είναι ένα διασταυρωμένο συμπολυμερές στυρενίου και διβινυλβενζενίου (St-DVB).
2. Φυσική μορφή
Η ρητίνη που περιέχει βολφρένιο και χρησιμοποιείται στη βιομηχανία είναι συνήθως σε σφαιρική μορφή, με μέγεθος σωματιδίων που κυμαίνεται από 0,315 έως 1,25 mm.μπορεί να ταξινομηθεί σε δύο τύπους: τύπου τζελ και τύπου μακροπόρου.
3. Λειτουργικές ομάδες
Οι λειτουργικές ομάδες είναι χημικά συνδεδεμένες με το πλαίσιο και είναι οι βασικές μονάδες που καθορίζουν την επιλεκτικότητα της ρητίνης.οι ρητίνες βολφραμίου ταξινομούνται στις ακόλουθες δύο κατηγορίες::
Σκάνη με ισχυρή βάση ανταλλαγής ανιόντων
Η λειτουργική ομάδα είναι μια τεταρτηριακή ομάδα αμμωνίου, με χημική δομή -N+(CH3) 3Cl− ή -N+(CH3) 3OH−.Επομένως, η ρητίνη έχει ανταλλαγή σε όξινα και αλκαλικά διαλύματα.· η αντίδραση ανταλλαγής μπορεί να εκπροσωπηθεί με την ακόλουθη χημική εξίσωση:

(Στον τύπο, το R αντιπροσωπεύει το πλαίσιο ρητίνης)
(2) Αδύναμα βασική ρητίνη ανταλλαγής ανιόντων
Η λειτουργική ομάδα είναι μια τριτογενής αμίνη, με χημική δομή -N(CH3) 2.Δεν ιονίζεται στο νερό και απαιτεί πρωτονισμό σε όξινο μέσο για να σχηματίσει -N+(CH3) 2H προκειμένου να υποβληθεί σε ανταλλαγή ανιόντωνΗ επιλεκτικότητα των αδύναμων βασικών ρητίνων για το βολφραμάνιο αντανακλάται κυρίως στην προτιμησιακή προσρόφηση των πολυμερών ιόντων βολφραμάνου (όπως HW6O215−, H2W12O406−) υπό όξινες συνθήκες.
Αντίδραση πρωτονισμού (ενεργοποίηση σε όξινο μέσο)
Η ρητίνη δεν διαχωρίζεται στο νερό. Πρέπει να προτονιστεί υπό όξιες συνθήκες για να σχηματίσουν ομάδες ανταλλαγής:

(Εάν χρησιμοποιείται το σύστημα του θειικού οξέος, θα αντιστοιχεί στον τύπο HSO4 ή SO42)
2 Αντίδραση ανταλλαγής-απορρόφησης (επιλεκτική απορρόφηση των ανιόντων πολυσύμβασης)
Υπό αδύναμα όξινες συνθήκες (pH 2-4), τα ιόντα τουγκτάτου πολυμερίζονται σε πολυτουγκτάτα anions, τα οποία στη συνέχεια υποβάλλονται σε αντιδράσεις ανταλλαγής με τα anions στην ρητίνη.
· Όσον αφορά το HW6O215 - (χημικός τύπος προσρόφησης)

· Όσον αφορά το H2W12O406 - (χημικός τύπος προσρόφησης)

Σημείωση: Η πραγματική μορφή των ιόντων τουγκτάτου στο διάλυμα είναι περίπλοκη.1 mol φορτίου αντιστοιχεί στην ανταλλαγή 1 mol ιόντων χλωριούχου).
3 Αντίδραση αναγέννησης (αλκαλική απορρόφηση υγρού)
Χρησιμοποιώντας μια ισχυρή βάση (όπως το NaOH) για να εξουδετερώσει τα πρωτόνια στην ρητίνη, σπάζοντας τους ιόντες δεσμούς, προκαλώντας την εξάλειψη των αιονίων πολυτουγκτάτου, ενώ η ρητίνη επιστρέφει στη μορφή ελεύθερης αμίνης:

Όπου το An− αντιπροσωπεύει το πολυμερές ιόν του πολυτελούς, με το n ίσο με 5 ή 6.
Μετά την αναγέννηση, η ρητίνη είναι σε μορφή ελεύθερου αλκαλίου (-N(CH3) 2).
4- Φυσική και Χημική Βάση της Αντίδρασης Απορρόφησης ρητίνης
Η επιλεκτικότητα της ρητίνης για την απορρόφηση ιόντων τουλφραίου εξαρτάται κυρίως από τους ακόλουθους παράγοντες:
(αγωγός ιόντων και ακτίνα ενυδάτωσης)
Το WO42− είναι ένα διουλεντικό ανιόν, και η ηλεκτροστατική αλληλεπίδρασή του με τις τεταρτηδικές ομάδες αμμωνίου είναι ισχυρότερη από εκείνη των μονοουλεντικών ανιόντων (όπως Cl− και OH−).
(2) pH του διαλύματος
Υπό αλκαλικές συνθήκες (pH > 9), το βολφρένιο υπάρχει με τη μορφή WO42−· σε ασθενώς όξινες έως ουδέτερες συνθήκες (pH 5 - 8), το βολφρένιο υποβάλλεται σε πολυμετρίαση για να σχηματίσει ανιαόντα πολυβολφρένιο,που απορροφώνται ευκολότερα από την ρητίνη λόγω της υψηλότερης πυκνότητας φορτίου τους.
(3) Ανταγωνιστική επίδραση των ιόντων των προσμείξεων
Η αλληλουχία επιλεκτικότητας των ισχυρών βασικών ρητινών ανταλλαγής ανιόντων για κοινά ιόντα είναι περίπου η ακόλουθη:

Σύμφωνα με αυτή τη σειρά, οι ακαθαρσίες όπως ο φωσφόρος, το αρσενικό και το πυρίτιο μπορούν να διαχωριστούν εν μέρει κατά τη διάρκεια του σταδίου προσρόφησης.το μολυβδαίνιο και το βολφράμιο έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητεςΣυνήθως, ο βαθύς διαχωρισμός πρέπει να πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια του σταδίου απορρόφησης.