氫還原三氧化鎢要素

氫(H2)還原三氧化鎢(wO3)為氣固多相反應過程,其反應為:

WO3+3H2 ===W+3H2O

還原溫度
氧化鎢的揮發隨溫度的升高而增大,還原溫度越高,越能促進氧化鎢與水蒸氣形成易揮發的水合物WOx•nH2O並在已還原好的鎢粉顆粒及低價鎢氧化物表面被還原,而使原顆粒長粗。由於WO3 的揮發性較WO2 更大,因此,生產細顆粒鎢粉需採用較低的還原溫度。一般採用兩段還原法,第一次還原(WO3- WO2 )宜採用較低的還原溫度,而第二次還原(WO2 - W )採用較高的還原溫度。生產粗顆粒鎢粉則採用高溫一段還原(直接還原)法。

氫氣濕度和流量氫還原三氧化鎢要素
氫氣濕度對鎢粉粒度的影響十分顯著。氫氣的濕度大,有利於鎢氧化物和水蒸氣形成易揮發的水合物,並在已還原好的鎢粉和低價鎢氧化物表面被還原,致使鎢粉顆粒長大。增大氫氣流量有利於還原產物水蒸氣的及時排出,使還原反應速度加快,容易獲得細顆粒鎢粉。

裝舟量(料層厚度)
裝舟量多或料層過厚,氫氣難以向料層內部深處滲透。內層氧化鎢還原不徹底,生成的水蒸氣亦不易排出,致使舟內層鎢粉長粗,得到的是粒度不均勻的鎢粉。

推舟速度
推舟速度快,還原時間短,處於低溫區的三氧化鎢物料來不及逐級還原便進入高溫區,導致鎢粉長大和含氧量高;推舟速度過慢,三氧化鎢在高溫區停留時間過長,鎢粉易長粗且也降低生產效率。

溫度梯度
爐子溫度梯度大相當於推舟速度過快,易引起氧化鎢的揮發和金屬鎢顆粒長大。

WO3 原始粒度和雜質
當還原工藝控制得當時,用氫氣還原細顆粒WO3 一般得到細顆粒鎢粉;但由於細顆粒WO3 的表面能高,活性較大,若還原工藝控制不當,則可能得到較粗的鎢粉。WO3 物料含金屬鈉雜質量多會促使鎢粉長粗;鉬或鉻等雜質則起抑制鎢粉長粗的作用。

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