Häufige Wolframsalze und -verbindungen in Wasser: Löslichkeit und Behandlung
Wolframhaltige Wässer und Prozesslösungen können gelöstes Wolframat, Polywolframat-Spezies, suspendierte Wolframminerale oder bei der Verarbeitung zugesetzte lösliche Wolframatsalze enthalten. „Häufige Wolframsalze“ umfasst daher sowohl in der Hydrometallurgie verwendete Verbindungen als auch Mineralphasen, die in Erzen oder Rückständen aus der Wasserbehandlung vorkommen können. Die Löslichkeit hängt vom pH-Wert, der Temperatur, der Oxidationsstufe, der Ionenstärke und der jeweiligen Hydrat- oder Polywolframat-Salzform ab.
Einen Überblick über Vorkommen, Chemie und Behandlung bietet Wolfram in Wasser.
Repräsentative Wolframverbindungen und ihre Löslichkeit in Wasser
Die nachstehenden Werte sind veröffentlichte Referenzwerte für bestimmte Verbindungen und Bedingungen. Sie sind als Auslegungsdaten nicht austauschbar: Hydratationszustand, Temperatur und Bezugsgröße der Angaben können das Ergebnis verändern. In Prozesssalzlösungen können gleichzeitig vorhandene Ionen und der pH-Wert die Speziation und das Fällungsverhalten beeinflussen.
| Verbindung | Formel oder Form | Richtwert für die Wasserlöslichkeit | Mögliches Vorkommen |
|---|---|---|---|
| Natriumwolframat, wasserfrei | Na2WO4 | Etwa 742 g/L bei 20 °C (angegebener Wert) | Alkalische Laugungslösungen und Herstellung von Wolframchemikalien |
| Natriumwolframat-Dihydrat | Na2WO4·2H2O | Etwa 909 g/L bei 20 °C (angegebener Wert für das Hydrat) | Handelsübliches Reagenz, Laugung und Herstellung von Lösungen |
| Natriummetawolframat | Hydratisiertes Polywolframat-Salz | Angegeben mit mehr als 1.000 g/L bei etwa 20 °C | Lösungen von Spezialchemikalien und Wolframverarbeitung |
| Ammoniummetawolframat | Hydratisiertes Polywolframat-Salz | Angegeben mit etwa 1.635 g/L bei 22 °C | Konzentrierte Wolfram-Prozesslösungen und Katalysatoranwendungen |
| Ammoniumparawolframat (APT) | Hydratisiertes Ammoniumpolywolframat | Angegeben mit etwa 270 g/L bei 20 °C | Kristallisiertes Zwischenprodukt bei der Wolframraffination |
| Calciumwolframat (Scheelit) | CaWO4 | Schwer löslich; die scheinbare Auflösung hängt stark vom pH-Wert und der Lösungschemie ab | Wolframerz, mineralische Rückstände und Produkte einer Fällung mit Calcium |
| Wolframtrioxid / Wolframsäure | WO3 / hydratisiertes WO3 | Geringe Löslichkeit in Wasser; die Auflösung nimmt in geeigneten alkalischen oder reaktiven Medien zu | Röstprodukte, Zwischenprodukte der Raffination und Feststoffe in Prozessströmen |
Die hohen angegebenen Löslichkeiten von Natrium- und Ammoniumpolywolframaten beziehen sich auf bestimmte konzentrierte Lösungen und dürfen nicht als allgemeingültige Gleichgewichtsgrenzen in natürlichen Gewässern verstanden werden. In verdünnten Wässern sind die Speziation von Wolframat und die Sorption an Feststoffen häufig wichtiger als die Sättigung mit einem Wolframsalz.
Technologien zur Entfernung, Reinigung und Rückgewinnung
Die Behandlung sollte danach ausgewählt werden, ob Wolfram gelöst oder partikulär vorliegt, sowie nach Konzentration, pH-Wert, Redoxbedingungen, Salzgehalt, konkurrierenden Ionen und dem Ziel – Einleitung, Wiederverwendung oder Produktrückgewinnung.
- Feststoffabtrennung: Klärung, Koagulation, Mikrofiltration oder Ultrafiltration können Mineralpartikel und wolframhaltige Flocken entfernen. Ohne einen vorgeschalteten Bindungs- oder Fällungsschritt entfernen diese Verfahren kein gelöstes Wolframat.
- Adsorption und Mitfällung: Eisenoxyhydroxid-Medien und Eisen(III)-Flocken können Wolframat unter geeigneten pH-Bedingungen binden. Calcium- oder aluminiumhaltige Feststoffe können die Bindung oder Fällung ebenfalls fördern. Phosphat, Sulfat, Siliciumdioxid, natürliche organische Stoffe und ein hoher Salzgehalt können die Leistung beeinflussen; Flockungsversuche und die Bewertung der Rückstände sind wichtig.
- Anionenaustausch: Stark basische oder ausgewählte Anionenaustauschsysteme können Wolframat aus geeigneten Prozesslösungen binden und zur Trennung oder Aufkonzentrierung eingesetzt werden. Konkurrierende Anionen, Harzselektivität, Regenerationschemie und die Behandlung des Eluats bestimmen die Machbarkeit.
- Selektive Fällung und Kristallisation: Durch kontrollierte chemische Verarbeitung kann Wolfram in Calciumwolframat überführt werden; aus konzentrierten Strömen lassen sich auch gereinigte Wolframprodukte einschließlich Ammoniumparawolframat zurückgewinnen. Das geeignete Reagenz und die Bedingungen hängen von der Zusammensetzung des Zulaufs und dem gewünschten Produkt ab.
- Nanofiltration oder Umkehrosmose: Membranen können Wasser von gelösten Salzen trennen und wolframhaltige Ströme aufkonzentrieren, sofern osmotischer Druck, Belagsbildung und Membranverträglichkeit dies zulassen. Allein ermöglichen sie im Allgemeinen keine selektive Rückgewinnung von Wolfram aus gemischten Salzlösungen; das Konzentrat muss weiterhin behandelt oder einer nachgeschalteten Rückgewinnung zugeführt werden.
Bei einem bestimmten Wasser oder einer Prozesslösung sollten sowohl filtrierte als auch unfiltrierte Proben untersucht werden, wenn Partikel vorhanden sein könnten. Laborversuche mit repräsentativem Wasser helfen festzustellen, ob Bindung, Trennung, Aufkonzentrierung oder Rückgewinnung praktikabel ist.
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Zuletzt überprüft: 8. November 2026 von Lenntech.
Quellen und weiterführende Literatur
- US EPA: Toxikologische Bewertung von Natriumwolframat und veröffentlichte Löslichkeitsdaten.
- International Tungsten Industry Association: Wolframverbindungen und veröffentlichte Löslichkeitsdaten.
- ATSDR: Toxikologisches Profil für Wolfram – Umweltchemie und Verbleib in der Umwelt.
- Übersichtsarbeit: Behandlung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Wolframaufbereitung.
- Übersichtsarbeit: Hydrometallurgische Rückgewinnung von Wolfram aus Primär- und Sekundärrohstoffen.
- Studie: Calciumhaltige Phasen und Scheelitbildung zur Entfernung von Wolfram.