多鎢酸鈉（sodium polytungstate），分子量達2986.12g/mol，相對密度為2.8，易溶于水，是德國SOMETU公司生產的一種新型無機重液材料，具有無毒無味、中性穩定、易配製、回收率高、使用方便安全等傳統重液無法比擬的優點。特別是相對密度可達3.1，很多原來必須使用有機重液的地方，現在都可以使用多鎢酸鈉來代替。在pH為2~14範圍內穩定並可方便地回收利用，它適用於絕大多數含氧鹽和氧化物的分離，已被廣泛應用於精細礦物和牙形石的分離實驗。

 

多鎢酸鈉重液由於安全性好、回收方便而受到廣泛歡迎，儘管日前國際市場上其價格較昂貴，但其突出優點使其成為眾多岩礦實驗室的首選重液。不過，使用該重液應注意如下幾點：

1. 儘量不接觸強還原性物質，否則溶液將變為蘭色而影響分離效果的觀察。

2. 不宜用於含可溶性或可交換性鈣離子礦物，否則易形成多鎢酸鈣沉澱，這就限制其在粘土礦物分離上的應用。

3. 在高相對密度條件下重液粘度加大，為減少分離時間，可使用離心機或儘量選用粒度較大的單晶，以加速分離過程。

4. 一次操作不宜加入太多樣品，以免堵塞重液漏斗的出口。

 

多鎢酸鈉溶液是如何配製的呢？具體可分為以下幾步： 

1. 配製多鎢酸鈉溶液時，只能使用蒸餾水或去離子水，只能使用玻璃、塑膠或不銹鋼的容器。

2. 量取蒸餾水，根據要求的密度值，按比例把多鎢酸鈉加入到盛水容器中。用玻璃棒不停地攪拌，使其充分溶解。

3. 用比重計測量溶液的密度，根據結果適當地加蒸餾水或多鎢酸鈉，直至達到合適的密度值。

4. 把溶液放於無塵的封閉環境中保存。

5. 使用前最好先測量溶液的密度，並把它按要求進行適當的調整。

多種方式制取粗鎢酸鈉，在此簡述其中三種：

一、氫氧化鈉（NaOH）浸出法，NaOH浸出鎢精礦時，選用NaOH濃度為500g/L，160℃下浸出2h，錫石浸出率接近0，而黝錫浸出率接近45%；

二、蘇打高壓法，將浸出溫度控制在180~230℃，蘇打用量為理論量的2~3倍，溶液中鹼性較小，pH值為10.8，這種情況下錫石幾乎不與堿發生反應，全部進入渣中；

三、蘇打燒結法，蘇打燒結過程中，SnO₂與蘇打反應程度不大。但是溶液中存在的過量的蘇打可與SnO₂發生部分反應，生成錫酸鈉，在隨後的水浸過程中，錫酸鈉溶于水與鎢酸鈉共存。以上三種方法得到的粗鎢酸鈉溶液中都存在一定量的雜質錫，並且，錫的主要存在形式是錫酸鈉。

 

在鎢酸銨溶液蒸發結晶制取APT的過程中，控制適當的結晶率，可以使大部分雜質留在母液中。鎢酸銨溶液（AT）中錫是以SnO₃ ^2-形態存在的，與仲鎢酸銨中的鎢的存在形態一致，這導致結晶工序中無法除去錫。鎢酸銨溶液結晶過程中錫的行為，見下圖：

 

由圖可知，蒸發過程中錫為前期優先析出，可以認為結晶用的AT溶液與APT產品中的w(Sn)/w(WO₃)是一致的。隨著鎢酸銨結晶率漸漸升高，APT中的w(Sn)/w(WO₃)降低，且兩者變化不成正比關係。但當APT結晶率達到90%以後，即使結晶率持續升，w(Sn)/w(WO₃)也將保持在1.0*10^-6不變，也就是說，w(Sn)/w(WO₃)達到了一個極值，即0級APT中錫的標準品質分數。

 

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽酸礦物。具有獨特架狀結構和吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能。屬於微細礦物的一種。微細礦物的顆粒非常細小，表面積大，它的分離和提純有很大的困難，特別是沸石的分離提純技術目前還不成熟，難以達到很高的純度。但通過科學家們的不斷努力，經過多次試驗，最後採用多鎢酸鈉高速離心法取得了良好的效果。

 

多鎢酸鈉高速離心法分離提純沸石的具體方法如下：

1. 用鋼臼和杵把岩石粉碎至200目以下。然後把較細的樣品放入玻璃杯中，加二次蒸餾水充分攪拌。 

2. 用超聲波把顆粒--液體的懸浮液超聲3min~5min。然後把超聲後的懸浮液轉入離心管中，用2500rpm 的轉速離心3分30秒。倒出上層清液，從而去除小於1μm的部分。

3. 再把上層清液倒入另一個離心管中。重複上述操作5次，以確保絕大部分的小於1μm的顆粒被去除，並且每次離心前都要超聲以使較大的顆粒懸浮起來。 

4. 倒出上層清液，把大於1μm的顆粒風乾後，放入2.3g/cm3的多鎢酸鈉溶液中。超聲3min~5min使顆粒分散開來，轉入離心管中。

5. 用1100 rpm的轉速，把懸浮液離心33 min。離心結束後，沸石礦物將漂浮在液體的表面，較重的顆粒(石英、長石以及少部分的沸石)將沉在管底。

6. 向一個離心管中倒出大約一半的重液，以取出上浮的沸石，也要用鋼勺把粘在離心管內壁上的沸石取出放入一個離心管中。

7. 向兩根離心管加滿二次蒸餾水，並超聲以使懸浮物和重液充分混合，現在重液的密度應是1.15 g/cm3左右。

8. 用1400 rpm的轉速離心10min，顆粒都應沉到管底。把重液倒入玻璃杯中，以回收再用。

9. 用二次蒸餾水充滿離心管，超聲2min，用3000 rpm的轉速離心5 min，沸石顆粒出現聚沉。反復洗3次，以完全洗去多鎢酸鈉，沸石礦物變得色淺而不“粘”。 

10. 把沸石放於通風櫥中風乾。有時沸石的表面可能會帶有一個綠色或棕色的“皮”，去除它。這時就能得到較為純淨的沸石礦物。

錫的化合物是一種兩性化合物，在水溶液和強酸性溶液中以+4價和+2價化合物形式存在，離子半徑分別為0.71*10^-10 m和1.2*10^-10m。在含有Sn²⁺溶液中加入適量的NaOH溶液，析出白色的Sn(OH)₂沉澱。Sn(OH)₂既能溶于酸生成Sn²⁺，又能溶於過量的NaOH溶液生成[Sn(OH)₃]^-、[Sn(OH)₄]^2-。同時，在含有Sn⁴⁺離子的溶液中加入堿，可得到難溶于水的α-錫酸凝膠（H₂SnO₃），α-錫酸既能與酸反應生成Sn⁴⁺，也能與堿反應得到SnO₃ ^2-。此外，錫有另一種重要化合物--錫的硫化物，有SnS和SnS₂這兩種形態，兩者有轉化關係為SnS₂加熱至520℃時分解，得到SnS。SnS和SnS₂均不溶于水和稀酸，但會與濃HCl作用生成配合物而溶解。低氧狀態的SnS不溶於堿，但SnS2能與堿作用生成硫代錫酸鹽和錫酸鹽。在APT生產過程中，溶液時而呈酸性，時而呈鹼性，且 酸堿強弱程度不同，這就使得錫的存在形式呈多種多樣。

 

一般堿分解條件下，選用堿濃度為500g/L的NaOH溶液，堿用量為理論用量的錫的1.6倍，即保證溶液反應處於堿過量的狀態，反應時間4h，溫度設置150℃、160℃、170℃三個不同檔，選取兩個不同礦種在不同溫度下各自的反應情況。反應溫度對錫的浸出率影響，如下圖：

 

由上圖，我們可直觀得出，浸出率隨著反應溫度升高而增大，且上升速度遠遠大於鎢的浸出速度，說明錫的浸出反應與鎢的浸出反應相比更傾向於熱力學控制。