Wie kann man Wolfram effizient aus Wolframit/Scheelit-Erz extrahieren?

2025-11-02

Die Gewinnung von Tungsten aus Wolframit und Scheelit, den wichtigsten Tungstenerzen, umfasst physikalische, chemische und manchmal biologische Prozesse. Die wesentlichen Schritte für eine effiziente Gewinnung sind wie folgt:

1. Erzlagerstätte:

Der Gewinnungsprozess beginnt mit der Konzentration von Wolfram aus dem Basiserz unter Verwendung physikalischer Trenntechniken.

• Schwerkrafttrennung:Wolframit hat eine hohe spezifische Dichte (~7,5 g/cm³), was es für Schwereverfahren wie Schütteln, Schütteltische und Schraubentrenner geeignet macht. Scheelit hat eine geringere spezifische Dichte (~6 g/cm³), kann jedoch ebenfalls mit schwerkraftbasierten Methoden getrennt werden.

• Flotation:Scheelit wird häufig mit Sammlern wie Oleinsäure oder Natriumoleat in Kombination mit Modifikatoren geflotet, um die Selektivität zu gewährleisten. Die Flotation ist besonders effektiv für feinkörniges Erz.

• Magnetische Trennung:Wolframit ist stark magnetisch, sodass es mithilfe starker Magnetfelder separated werden kann. Dieser Schritt ist effektiv, um Verunreinigungen oder andere Mineralien zu entfernen.

2. Chemische Umwandlung zur Wolframgewinnung:

Nach der Konzentration des Erzes werden chemische Prozesse verwendet, um Wolfram zu extrahieren.

• Alkalisches Verfahren für Scheelit:Scheelit-Erz wird bei hohen Temperaturen (~200–400°C) mit Natriumcarbonatlösung oder Natriumhydroxidlösung behandelt, um Wolfram in lösliches Natriumtungstate umzuwandeln:\[\text{CaWO}{4} + \text{Na}{2}\text{CO}{3} \rightarrow \text{Na}{2}\text{WO}{4} + \text{CaCO}{3}\]

  Die Natriumtungstateslösung wird gefiltert und durch Kristallisation oder Ionenaustausch gereinigt, um Verunreinigungen wie Molybdän oder Phosphor zu entfernen.

• Rösten und Auslaugen von Wolframit:Wolframit wird mit Soda oder Natriumnitrat bei hohen Temperaturen geröstet, um Wolfram in lösliches Natriumtungstate umzuwandeln: \[\text{FeWO}{4} + \text{Na}{2}\text{CO}{3} \rightarrow \text{Na}{2}\text{WO}{4} + \text{FeO} + \text{CO}{2}\]

  Das geröstete Produkt wird mit Wasser ausgewaschen, um das Natriumtungstate zu lösen. Verunreinigungen wie Eisen werden durch Fällung entfernt.

3. Wolframgewinnung:

Aus der Natriumtungstate-Lösung wird Wolfram in verwendbarer Form gewonnen.

• Reinigung: Die Natriumtungstateslösung wird mit Säure (z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure) behandelt, um Wolframtrioxid (WO₃) auszufällen: \[\text{Na}{2}\text{WO}{4} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{WO}{3} + 2\text{NaCl} + \text{H}{2}\text{O}

  Hochreines WO₃ wird in Wasserstoffatmosphären weiter zu metallischem Wolfram reduziert: \[\text{WO}{3} + 3\text{H}{2} \rightarrow \text{W} + 3\text{H}_{2}\text{O}

4. Spezialisierte Methoden zur Verbesserung der Effizienz (Optional):

Wenn höhere Effizienz und Reinheit erforderlich sind, könnten Techniken wie diese angewendet werden:

• Lösungsmittelextraktion:Lösungsmittel-Extraktionsmethoden helfen, Verunreinigungen zu entfernen und selektiv Wolfram zurückzugewinnen, wenn mehrere Elemente in Lösung sind.

• Ionenaustausch:Ionenaustauschsysteme werden verwendet, um Wolframionen zu erfassen und die flüssige Phase zu reinigen, was ein Produkt mit höherer Reinheit ergibt.

• Elektrowinning: Einige Prozesse nutzen elektrochemische Methoden in Verbindung mit Auslaugung, um Wolfram direkt zurückzugewinnen.

Insgesamt werden die spezifischen Betriebsparameter (z. B. Temperatur, pH-Wert, Konzentrationen der Reaktanten) je nach Erzbeschaffenheit und den gewünschten Reinheitsgraden variieren. Die Anpassung des Aufbereitungs- und Extraktionsprozesses ist entscheidend, um die Effizienz zu maximieren und die Umweltauswirkungen zu minimieren.

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