三氧化鎢離子交換法流程優化

在眾多的金屬氧化物中，三氧化鎢是一種較為獨特的N型半導體材料，有多種晶型，禁帶寬度2.5-2.8eV，具有可見光回應特性。因此三氧化鎢可以用作光感測器件，例如光致變色器件和透明電極等；同時三氧化鎢也可作為可見光光催化劑，利用光動力降解污水中有機污染物和重金屬離子，對環境友好且經濟；在室內環 境檢測方面，三氧化鎢可以做成氣敏感測器。

三氧化鎢的合成製備方法有很多，但是大部分工藝存在的生產成本高、產品品質不穩定、成產過程廢水量大、工藝繁瑣的問題。為此，有不少研究人員一直致力於三氧化鎢製備的流程優化，例如一種改進後的離子交換法方案，其大致過程如下：

第一步：溶解，將鎢礦用氫氧化鉀溶液(品質濃度為30％)溶解後過濾除去沉澱雜質；

第二步:水解沉澱鎢，向第一步溶液中添加硫酸，溶液中鎢的濃度為10g/L，pH值為 2.0，溫度值為70℃，攪拌反應60分鐘水解沉澱鎢；

第三步：過濾，將上述溶液過濾得到鎢的水解產物和酸性廢液；

第四步：二次溶解，將第三步得到的鎢的水解產物中加入去離子水，再添加氫氧化鉀溶液(品質濃度為30％)，過濾得到含鎢的溶液，並向濾液中繼續添加去離子水，調整溶液 中鎢的濃度為30g/L；

第五步：過濾，將第四步調整得到的溶液中添加碳酸鉀溶液，碳酸鉀溶液的品質濃度為20％，碳酸鉀溶液的添加量為第四步調整得到的溶液品質的1倍，過濾除去雜質後添加 硫酸，沉澱鎢；

第六步：三次溶解,將第五步沉澱過濾得到的鎢添加添加氫氧化鉀溶液(品質濃度 為30％)後添加去離子水調整溶液中鎢含量為20g/L；

第七步：離子交換除雜，將第六步得到的含鎢溶液以1BV/h的流速通過例子交換柱，得到含鎢淨化液；

第八步：沉澱鎢，在攪拌的狀態下，調節pH值為8，添加硫酸銨溶液，攪拌反應60分鐘，靜置1小時；

第九步：過濾，將第八步所述溶液過濾後固體用去離子洗滌，

第十步：煆燒，將第九步洗滌後固體高溫煆燒後得到三氧化鎢，其煆燒溫度為520 ℃，煆燒時間為3.5小時，其純度大於99.99％。

工藝通過水解沉澱鎢後再與陽離子交換樹脂相結合，同時將酸沉澱和鹼性沉澱結合，在酸性條件下初步除去部分雜質，然後將水解產物中添加氫氧化鉀溶液溶解，除去沉澱雜質，再經過碳酸鉀溶液洗滌除雜後重複氫氧化鉀溶液洗滌，再結合陽離子交換樹脂除雜，保證了產品的產量和品質的穩定性，極大地減少了溶液中雜質的含量，並且延長了離子交換樹脂的使用週期，增加使用壽命，簡化工藝，降低生產成本，具有較高的經濟效益。