La voie innovante de l'extraction du tungstène, de la précipitation traditionnelle à l'échange d'ions

La structure chimique et la classification de la résine de tungstène

La résine contenant du tungstène appartient à la résine d'échange d'ions et sa structure chimique se compose de trois parties:
1. cadre (matrice)
Le cadre de résine est un copolymère croisé de styrène et de divinylbenzène (St-DVB).
2. forme physique
La résine contenant du tungstène utilisée dans l'industrie est généralement sous forme de particules sphériques, avec une plage de taille de particules de 0,315 à 1,25 mm. Selon sa structure poreuse,il peut être classé en deux types: type gel et type macroporeux.
3. groupes fonctionnels
Les groupes fonctionnels sont liés chimiquement au cadre, et ils sont les unités de base qui déterminent la sélectivité de la résine.les résines tungsténiques sont classées dans les deux catégories suivantes:
résine d'échange d'anions fortement basique
Le groupe fonctionnel est un groupe quaternaire d'ammonium, avec la structure chimique étant -N+(CH3)3Cl− ou -N+(CH3)3OH−. Ce groupe reste chargé positivement à n'importe quel pH,Ainsi, la résine a une échangeabilité dans les solutions acides et alcalines; la réaction d'échange peut être représentée par l'équation chimique suivante:

(Dans la formule, R représente le cadre de résine)
(2) Résine d'échange d'anions de base faible
Le groupe fonctionnel est une amine tertiaire, avec la structure chimique étant -N ((CH3) 2).Il n'ionisera pas dans l'eau et nécessite une protonation dans un milieu acide pour former -N+(CH3)2H afin de subir un échange anionique.La sélectivité des résines faibles pour le tungstène est principalement reflétée dans leur adsorption préférentielle d'ions polymères tungsténiques (tels que HW6O215−, H2W12O406−) dans des conditions acides.
Réaction de protonation (activation dans un milieu acide)
La résine ne se dissocie pas dans l'eau. Elle doit être protonée dans des conditions acides pour former des groupes d'échange:

(Si vous utilisez le système de l'acide sulfurique, il correspondrait à HSO4 ou SO42 type)
2 Réaction d'adsorption-échange (adsorption sélective d'anions à l'état de pollution)
Sous des conditions faiblement acides (pH 2-4), les ions tungsténiques polymérisent en anions polytungsténiques, qui subissent ensuite des réactions d'échange avec les anions sur la résine.
· concernant HW6O215 - (formule chimique d'adsorption)

· En ce qui concerne H2W12O406 -

Note: la forme réelle des ions tungstène dans la solution est complexe.1 mole de charge correspond à l'échange de 1 mole d'ions chlorure).
3 Réaction de régénération (désorption liquide alcaline)
Utiliser une base forte (comme le NaOH) pour neutraliser les protons sur la résine, brisant les liaisons ioniques, provoquant l'élution des anions de polytungstate, tandis que la résine retourne à la forme d'amine libre:

où An− représente l'ion polymère de l'état de polytation, avec n égal à 5 ou 6.
Après régénération, la résine est sous forme d'alcali libre (-N(CH3) 2).
4. Fondement physique et chimique de la réaction d'adsorption de résine
La sélectivité de la résine pour l'adsorption des ions tungstatique dépend principalement des facteurs suivants:
(Radius de charge ionique et hydratation)
WO42− est un anion divalent, et son interaction électrostatique avec les groupes quaternaires d'ammonium est plus forte que celle des anions monovalents (tels que Cl− et OH−).
(2) pH de la solution
Sous des conditions alcalines (pH > 9), le tungstène existe sous forme de WO42−; dans des conditions faiblement acides à neutres (pH 5 - 8), le tungstène subit une polymérisation pour former des anions polytongés,qui sont plus facilement adsorbés par la résine en raison de leur densité de charge plus élevée.
(3) Effets concurrentiels des ions d'impureté
La séquence de sélectivité des résines d'échange d'anions basiques forts pour les ions communs est approximativement la suivante:

Selon cette séquence, des impuretés telles que le phosphore, l'arsenic et le silicium peuvent être partiellement séparées au cours de la phase d'adsorption.le molybdène et le tungstène ont des propriétés chimiques similairesGénéralement, la séparation profonde doit être effectuée au cours de la phase de désorption.