時間:2015-11-23 13:40:08 作者:lynn 來源:鑫海棒磨機廠家
鎢化學精礦的制取
工業(yè)上一般先從凈化液中析出合成白鎢或仲鎢酸銨,再生產(chǎn)鎢酸或氧化鎢。其過程如下。
(1)合成白鎢。沉淀合成白鎢一般多用氯化鈣作沉淀劑(有時可用氫氧化鈣或硫酸鈣),使鎢酸鈣沉淀,反應式為:
Na2WO4 +CaCl=CaWO4+2NaCl
而氯化鈣對于硅、磷、砷、鉬等雜質(zhì)亦生成鈣鹽沉淀物因而沒有凈化作用,僅對硫有凈化作用。合成白鎢的質(zhì)量和沉淀率主要與凈化液的鎢含量、堿度、沉淀劑的類型及添加量等因素有關,鎢含量影響到合成白鎢的細度及過濾、洗滌性能。
關于沉淀劑的比較:氯化鈣可得高品位的合成白鎢:(WO3達70-76%),沉淀劑對產(chǎn)品污染小,缺點是氯化鈣易潮解,運輸包裝較困難。石灰價廉,但所得合成白鎢品位低,一般只達60-68%WO3,過濾洗滌困難,母液鎢含量高,硫酸鈣所得合成白鎢品位WO3,但對產(chǎn)品污染大(硫酸鈉、硫酸鈣),且反應時間長。因此以氯化鈣為好。
合成白鎢作為產(chǎn)品時,經(jīng)過濾干燥,然后包裝出廠;若以鎢酸或氧化鎢為產(chǎn)品,則將合成白鎢過濾洗滌后送去制取鎢酸。
(2)鎢酸的制取。工業(yè)上常采用鹽酸或硝酸分解合成白鎢,制取鎢酸。常用的合成白鎢鹽酸分解法,反應式為:
CaWO4+2HCl=H2WO4 +CaCl2
合成白鎢中的硅、磷、砷雜質(zhì)對鎢酸的制取影響很大,使鎢酸粒度變細而成膠狀,難于沉淀過濾,同時還與鎢生成雜多酸,增加母液中鎢含量。
制取鎢酸過程的主要影響因素有:(1)溫度:溫度高有利于制取粗粒鎢酸,雜質(zhì)分解較完全,但酸損耗大,作業(yè)環(huán)境差,初溫常為70-80度,加料后再煮沸 10-15分鐘;(2)鹽酸濃度:濃度高有利于鎢酸粒度粗化,雜質(zhì)分解完全,生產(chǎn)中一般用30%的鹽酸濃度;(3)剩余酸度:分解終了的酸度低,鎢酸粒度變小,純度低,一般剩余酸度為70-80克/升。此外,酸分解時加入適量的硝石(硝酸)有利于加速分解過程及雜質(zhì)的氧化。并有利于提高鎢的總回收率。
過濾后的鎢酸應進行洗滌。鎢酸質(zhì)量符合標準才能出廠或送去制氧化鎢。否則要進行凈化處理。鎢酸的凈化常用氨法,即把鎢酸溶液溶于氨水中使其轉(zhuǎn)化為鎢酸銨溶液,大部分的硅、鐵、錳等雜質(zhì)則留在沉淀中。
(3)仲鎢酸銨的制取。用濃縮結晶法從鎢酸銨溶液中制取仲鎢酸銨,先用氨水溶解鎢酸,且使鎢與某些雜質(zhì)分離,反應式為:
H2WO4+2NaOH =(NH4)2WO4+2H2O
某些雜質(zhì)如鐵、錳、鈣的氯化物同時生成氫氧化物沉淀與鎢分離。溶液經(jīng)過沉清過濾,濾液即為鎢酸銨溶液。
用強堿性或弱堿性陰離子交換樹脂處理鎢浸出液,用氯化銨溶液淋洗載鎢樹脂,所得淋洗液用于制取仲鎢酸銨;此外,還可用溶劑萃取法制取鎢酸銨溶液。以鎢酸鈉為料液,以叔胺或季胺的煤油作有機相,在pH=2-4條件下萃鎢,然后用2-4%的氨水反萃可得鎢酸銨溶液。
從鎢酸銨溶液制取仲鎢酸銨還可用中和法,此法利用10-20%的鹽酸把鎢酸銨溶液中和至pH=7-7.4時,鎢呈針狀仲鎢酸銨的形態(tài)析出,結晶率達85-90%,但中和法不能回收氨并耗鹽酸,已被蒸濃法所取代。
把鎢酸銨溶液經(jīng)過蒸濃時可以蒸發(fā)部分氨,冷卻之后(大于50度)則結晶析出片狀的仲鎢酸銨結晶:即:
12(NH4)2WO4 = 5(NH4)2O 12WO3 5H2O +14NH3 +2H2O
因為仲鎢酸銨溶解度比仲鉬酸銨小,為了防止產(chǎn)品被鉬污染,可用分步結晶法使鎢鉬分離。如蒸發(fā)60%的液體,鎢結晶率為55%,而鉬結晶率只12%,所以結晶析出的仲鎢酸銨含鉬甚微。后期析出的仲鎢酸銨含鉬較高。
蒸發(fā)時揮發(fā)的氨氣經(jīng)洗滌塔回收,所得氨水返回使用;富含雜質(zhì)的母液再回收鎢。
(4)三氧化鎢的制取。將干燥的純鎢酸或仲鎢酸銨進行煅燒可制取工業(yè)鎢氧粉。反應式為:
H2WO4 =WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O =12WO3 +10NH3+(5+n)H2O (煅燒)
煅燒溫度500度時可使鎢酸完全脫水,溫度高于250度可使仲鎢酸銨完全分解。用于生產(chǎn)鎢材和碳化鎢的三氧化鎢除應具有一定的純度外,還要滿足一定的粒度要求,三氧化鎢的粒度與鎢酸如仲鎢酸銨的粒度及煅燒溫度有密切關系。
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