濕法分解鎢酸鈷的熱力學分析

目前，廢舊硬質合金再生利用的技術手段較多，包括鋅熔法、酸溶法、選擇性電溶法、硝石氧化法、硫酸鈉熔煉法、空氣（氧氣）氧化法等。其中，空氣氧化法在工業中的應用前景較好，不僅能將碳化鎢徹底分解，采用濕法冶金流程得到高純的仲鎢酸銨，還能避免有害氣體的釋放。不過，它的産物——鎢和鈷將形成難溶于水的化合物——鎢酸鈷（CoWO4），因此後續還需采取一定的處理方法，實現鎢與鈷的分離提取。

據悉，鎢酸鈷主要采用濕法進行分解。針對濕法分解CoWO4的問題，下文將對對Co-W-H2O體系和Co-W-C-H2O 體系進行熱力學分析。

1）Co-W-H2O體系的熱力學分析

CoWO4在不同pH值溶液中游離鈷和鎢的存在形態有：Co2+、CoH-、Co（OH）2（aq）、Co（OH）3-、Co（OH）42-、 WO42-、HWO4-和H2WO4（aq），在一定條件下溶液中會生成各種沉澱，體系固相組分將發生改變，這時需根據固相組分的不同，分別考慮體系的平衡反應。

當體系中固體只有鎢酸鈷而無其它沉澱生成時，進入溶液的鈷和鎢均由鎢酸鈷提供，溶液中總鈷濃度和總鎢濃度相等。當溶液pH 值較低時，體系會有鎢酸生成。當溶液pH 值升高時，體系會有氫氧化鈷生成。

Co-W-H2O體系各溶解組分的lgc-pH 圖

從上述圖片可知，鎢酸鈷僅在中性溶液中穩定存在。當pH值小于4.1時，CoWO4便可分解爲鎢酸，隨著酸度進一步升高，溶液中鈷的濃度逐漸上升，當pH值爲2.0 時，總鈷濃度可達1 mol/L，此時僅有微量可溶性鎢存在；當pH 值大于9.1時，CoWO4可分解爲氫氧化鈷沉澱，溶液中鎢酸根的濃度隨著pH值升高迅速上升，當pH值爲11.2時，溶液中總鎢濃度可達1 mol/L。由此可見，采用酸分解或碱分解的方式，均可有效分解鎢酸鈷，幷實現鎢和鈷的分離。

2）Co-W-H2O體系的熱力學分析

當Co-W-C-H2O體系中固相只有鎢酸鈷而無其它沉澱生成時，進入溶液的鈷和鎢均由鎢酸鈷提供。當溶液pH值較低時，體系會有鎢酸生成。碳酸鹽溶液中，體系在一定條件下可生成碳酸鈷沉澱。當溶液pH值進一步升高，碳酸鈷將被分解爲氫氧化鈷，體系進入氫氧化鈷的穩定區。

Co-W-C-H2O 體系各溶解組分的lgc-pH圖

從上述圖片可知，總碳濃度爲1×10-5 mol/L、pH值大于7.0時，鎢酸鈷便可分解爲碳酸鈷，此後，鎢酸根濃度隨著pH值升高而升高；

而當pH 值超過10.7時，碳酸鈷不能穩定存在，其將與碱反應生成氫氧化鈷沉澱，這時體系實際上進入碱分解階段，碳酸根不起分解作用。另外，研究表明鎢酸鈷易被碳酸鹽分解，且可以采用較低碳酸鹽的過量系。

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