氫還原氧化鎢制取鎢粉工藝中影響粒度的因素

金屬鎢粉是制取碳化鎢基硬質合金及金屬鎢材的主要原料，當前制取金屬鎢粉的主要方法為氧化鎢的氫還原法。

還原過程中顆粒長大的機理。水合鎢氧化物具有比純氧化鎢高得多的揮發性。還原過程中首先水蒸氣與氧化鎢或細粒鎢粉作用形成水合氧化鎢，它通過氣相遷移到其他顆粒上再還原，從而導致顆粒長大。高溫和濕氫還原具有最有利的化學氣相遷移條件；粉末顆粒愈細，比表面以及表面活性愈大，因此，細顆粒粉末有可能被氣相的水蒸氣或氧氣氧化並生成揮發性水合氧化鎢，然後進行化學氣相遷移，在較粗顆粒上被還原，使顆粒長大。

影響粉末粒度和粒形變化的主要因素。升高溫度可加速還原反應，相應地增加水蒸氣的生成速度，促進化學氣相遷移反應。促進顆粒長大和糰粒化；水蒸氣是化學氣相遷移反應的基本條件，其量包括氫氣中含有的和還原反應中產生的水蒸氣。它在還原過程中不是一個恒定值。對反應速度起作用的所有因素和影響擴散過程的所有因素（如溫度、粒層厚度、氫氣的流向和流速、粉末的粒度、舟皿的幾何形狀等）、推舟速度都影響水蒸氣的實際分壓進而影響到粉末粒度和形貌。

研究表明，氧化鎢的還原活性對鎢粉的粒度有明顯的作用。還原活性大的原料容易得到細粒度鎢粉。

雜質元素對鎢粉顆粒變化的影響，可分為三類：第一類以鹼金屬為代表，它們能起氧的載體作用，延長氧在粉末層內的滯留時間，促進化學氣相遷移反應，增強鎢粉的顆粒長大。第二類以鈣、鎂、矽為代表，它們對鎢粉顆粒長大的作用不明顯。第三類以鋁為代表，它們能在鎢的晶體表面生成穩定性很高的氧化物薄層，抑制鎢粉顆粒的長大。

由於顆粒長大過程主要是發生在WO3還原成WO2的過程中，為得到細顆粒，一定要保證在還原的初期處於低溫、低水蒸氣分壓狀態。因此推舟速度過快，一方面使物料迅速進入高溫區，有利於WO2.9等顆粒長大，同時使還原速度加快，H2O蒸氣濃度增加，這些都有利於顆粒的長大，因此為得到細顆粒一般要求推舟速度慢。同時爐內溫度較低，溫度梯度較小。裝舟量過多，料層過厚，將導致內部的水蒸氣難以排出，使內部顆粒長大，同時導致上下層粒度不均勻。

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