仲钨酸铵结晶母液的回收利用 1/3

钨的冶炼过程中,仲钨酸铵(APT)是必须的中间原料。采用结晶法制备APT,APT结晶母液中WO3的含量一般会占全过程的5%~15%,另外,还含有其他杂质,如:Mo、P、As等。如果直接把母液处理掉,势必会造成很大的浪费。所以,如何经济合理的回收利用APT母液结晶,就成了厂家和科研单位的一个重要课题。选择合理的回收工艺对整个生产过程的工艺技术指标和经济利益有着很大的影响。APT母液结晶处理方法有余碱分解法、离子交换法、M115-a选择性沉淀法等,本文讲述这三种方法的工艺及分析。
 
方法一:离子交换法
20世纪80年代,仲钨酸铵的生产开始采用离子交换法,因其具有流程短、投资少、环境好、收率高等优点迅速被广泛推广。而对APT结晶母液的处理方法也开始转向离子交换法,其基本原理是利用钨在各种不同pH值范围内形成不同的络合阴离子(同多酸及杂多酸),当APT结晶母液由弱碱性调到酸性时,钨酸根离子聚合成HW6O521和W12O639及H2W12O640等,P、 As、Si、Mo等与钨形成PW12O340、PMo12O340、AsW12O340、SiW12O440等  ,与碱性树脂接触时,发生反应如下:
6R3NHCl+H2W12O640= (R3NH)6H2W12O40+6Cl
再用碱液解吸,发生以下反应:
(R3NH)6H2W12O40+6NaOH=Na6H2W12O40+6(R3NH)OH
Na6H2W12O40+18 NaOH=12NaWO4+10H2O    
                
离子交换法处理结晶母液,可使整个APT 生产工艺的金属回收率提高1.2%~2.0%,且具有流程短、劳动条件好、环境污染小等优点。处理后的母液进入主流程后,各项工艺技术指标稳定,取得较好的经济效益,对APT生产主流程采用离子交换工艺的厂家尤为适合,是一种从APT结晶母液中回收钨的简单而经济合理的工艺方法。
微信:
微博:

 

制备亚微米三氧化钨超细粉末2/2

这里再作一些补充说明:
(1)其实,三氧化钨还原为钨粉并不是一步到位的,就拿一个三氧化钨晶体来说,它还原时首先被还原为WO2,然后WO2.9的表面进一步被还原为WO2.72,此时晶体内部还是WO2.9,继续还原时,再变成WO2,最后才被完全还原为钨粉。所以说,三氧化钨还原时,其表面和内部的还原进程并不是同步的。晶体内部的三氧化钨还原得到的H2O必需通过外层已还原的钨扩散到晶体外部,在这种缓慢的扩散过程中极易使晶体产生断裂,在更高倍的电镜照片上就可以看到这些裂纹。
 三氧化钨的扫描图



(2)还原后的钨粉要再次氧化时,必须先吸附一定的氧气然后与之反应。可以想象,晶体表面的钨粉很容易吸附氧气,要氧化很简单,但是晶体内部的钨粉氧化,就必须等氧原子扩散到晶体内部之后,或者通过钨粉表面的裂缝吸附大量的氧原子之后才能与之反应。这个过程很缓慢。当晶体内部的钨粉被氧化为三氧化钨后,其体积必然比原来的钨粉的要大,这样就有可能把较大体积的晶体撑裂,整个晶粒就比原来的晶粒要小了。

(3)关于晶粒团聚。颗粒越小的晶体活性越高,这样,距离较近的晶体就更容易相互吸引,更易形成团聚。最后一步得到的三氧化钨颗粒已经非常细小,能够制得亚微米尺度的三氧化钨粉末,达到了预期的实验效果。

氧化还原的过程中,三氧化钨和钨粉的粒度分布不均匀。氧化后生成的三氧化钨有团聚现象,而还原后生成的钨粉团聚现象不明显,钨粉表面有裂纹。很显然,用氧化还原的方法来制备亚微米三氧化钨简单实用。
 

微信:
微博:

重结晶法制备高纯度仲钨酸铵

纯仲钨酸钠深度加工钨产品的质量直接受仲钨酸铵(APT)质量的影响,生产掺杂钨丝和钨合金丝所用的仲钨酸铵结晶粉末,每种杂质含量不应超过2*10-5,因此,要制得高纯度的仲钨酸铵,以满足工业生产的需求。现在常用的方法有重结晶法、电解法等。本文主要讲述重结晶法制备高纯度仲钨酸铵。
 
国内用氨水溶解APT制备高纯度仲钨酸铵过程:热离解仲钨酸铵→溶于氨水→澄清→过滤→钨酸铵溶液→蒸发结晶→洗涤→干燥→高纯度仲钨酸铵。 溶解前,把APT晶体进行热离解,方便仲钨酸铵更好的溶解于氨水中。热离解过程:管式回转炉中将纯度不够高的仲钨酸铵结晶放在非还原性气氛中于250℃~350℃下加热,或者在50-150℃真空中加热,仲钨酸铵晶体离解,离解时间1h,氨逸出,生成高活性易溶于水的无定型灰棕色含水氧化钨化合物(WO3.XH2O).这种方法工艺复杂,产品的粒度不易控制,且热离解温度要求严苛;另外,加热时间过短,APT热离解不完全,若加热时间过程,则含水氧化钨化合物将进一步转化成无水三氧化钨。
 
美国有专利介绍:一定比例的仲钨酸铵原料在120℃下完全溶于氨水(4.9%)中,恒温2h。溶液持续沸腾至81%的钨结晶析出时,取样品分析,并过滤,把结晶体重新溶解在氨水中,重复操作。再次析出81%钨晶体时,停止结晶,分析样品。如此,APT纯度得到明显提高。该法的优点是可以直接在氨水中溶解和重结晶,工艺简单。APT的纯度可以靠溶解、结晶循环过程重结晶比率和循环次数控制。正常来说,每增加一个循环环节,产品的纯度就会相应的得到提高。

 
微信:
微博:

 

制备亚微米三氧化钨超细粉末1/2

由于细晶粒硬质合金的种种优异性能,亚微米粉末(平均颗粒尺寸<1m)的需求近年来呈快速上升的趋势。今天,已经能够工业化生产超细钨粉(平均颗粒尺寸<0.5m)。生产超细钨粉对氧化物原料提出了越来越高的要求,特别是在原料的纯度和均匀性方面。

制备超细三氧化钨粉末的方法有很多种,以下采用的是多次氧化还原的方法。实验步骤:
(1)在空气中煅烧APT,温度500℃。
(2)在氢气中还原煅烧后所得的三氧化钨,温度850℃,保温25min。
(3)在空气中氧化第一次还原后所得的钨粉,温度500℃,保温20min。
(4)在氢气中还原第一次氧化后的三氧化钨,温度850℃,保温25min。
(5)在空气中氧化第二次还原后所得的钨粉,温度500℃,保温20min。
(6)第二次氧化后所得三氧化钨和第二次还原所得钨粉在蒸馏水中分散后作激光粒度分析。
(7)用分析纯酒精分散氧化钨和钨粉后作电子探针扫描。
 图一各步实验所得产物之粒度分布图
图一各步实验所得产物之粒度分布图

实验结果分析:
ATP经煅烧后所得的三氧化钨,大部分呈松针状聚集在一起。在氢气气氛下还原时,团聚的三氧化钨表面首先被还原,使表面密度变小,因为三氧化钨被还原时由于脱氧而生成钨粉,体积明显变小。也就是说,团聚表面变得蓬松。这样,团聚内部的三氧化钨还原时会把表面的钨粉撑裂,使团聚表面出现很多微裂纹。也有的团聚粒径较大,表面能较小,裂纹更深,直接导致团聚裂开,分裂成几块更小的团聚。所以,经过还原以后的钨粉形状比较规则。这样,当生成的钨粉被氧化时,团聚表面的钨粉直接氧化成三氧化钨。但是,团聚内部的钨粉要被氧化,氧原子就要通过团聚表面的裂缝进入内部与钨粉相结合,这足以使裂纹扩大以致使团聚裂开。这就是虽然钨粉结合了氧原子,但颗粒粒径还是会变小的原因。关于生成的三氧化钨有团聚现象的原因,可以认为是因为氧化反应结合氧原子,使本来就靠得比较近的钨粉之间填充了氧,从而形成团聚。 还原的氧化钨再次氧化以后,三氧化钨颗粒粒径明显变小,其原因仍在于还原时脱氧和钨粉产生裂缝。

微信:
微博:

改进后的Na2S从钨酸钠溶液中除钼

从钨酸钠溶液中除钼的方法有很多种,但利用钨、钼与S2-形成硫化酸根离子性质的差异进行钨钼分离时,硫化步骤才是其中的关键,即无论采用何种方法,硫化反应的好坏直接影响着除钼效果。钨酸钠体系除钼主要采用三硫化钼沉淀法,分为硫化和调酸沉淀(加酸调pH值)两个过程。但这种高温、长时间、离过量硫化剂的硫化过程,处理成本较高,操作要求也比较严格,对生产有着很大的制约,同时硫化后的调酸除钼仍然存在着不稳定现象由于硫化剂过量,虽然钨的硫化非常有限,但也导致了一定程度钨的硫化;在接下来的调酸过程中,随着M oS3的沉淀,WS3也会沉淀,从而造成钨的损失。所以在这里就给大家介绍一种改进了的Na2S除钼工艺,调酸沉淀除钼新方法。
 
该方法的基本原理如下:对于钨酸钠体系,一般硫化法的除钼过程强调完全硫化,使钼全部转化为N a2MoS4,之后进行调酸处理,钼以MoS3沉淀形态固液分离从而除钼,硫化过程中,Na2 M004转化Na2M oS4是溶液中离子间的平衡,这需要较大的硫化钠过量(即S2过量)和严格的硫化条件才能保证硫化完全。
1. 对于调酸过程,通过实验发现调pH值为6.5左右时,约60%的钼沉淀(指相对于溶液中残留外能除去钼的比例,也称沉淀率,下同),pH值为5.5时约有75%的钼沉淀,pH值为3.5时约有950-/0的钼沉淀,最后调pH至2—3,钼的沉淀率达95%以上,可见钼的沉淀大部分是在pH值下降过程中实现的。
2.  由此可将原来要求完全硫化的方法改进为:在不完全硫化条件下,待钼部分硫化后进行初步调酸处理,使硫化的钼先沉淀下来,随着Na2MoS4向MoS3的转化消耗,加快Na2M004向Na2M oS4的转化,使钼快速硫化,满足沉淀要求,即边硫化边沉淀。硫化、调酸沉淀这两个过程并不矛盾。
3.  初步调酸处理时,随着钼沉淀消耗酸,pH值下降很慢,一般维持在6-7之间,这种条件的硫化效率最高且速度最快,可进一步促进反应快速进行;随着pH值下降,钼大部分沉淀下来,最后pH值降至2-3,即实现深度除钼。
 
这种改进后的快速沉淀除钼,可大大降低硫化过程所需的条件,降低硫化剂用量,使除钼过程大为简化。总而言之,可将钨酸钠体系常规Na2S除钼方法改进为经简单、非完全硫化后即进行相应调酸处理,同样可以达到可靠的除钼效果。改进后的Na2S快速除钼法,过程大为简化,除钼彻底且Na2S用量低,钨损失小,甚至还可制取符合APT -0标准的合格钨制品。
 
 
微信:
微博:

 

 

微信公众号

 

钨钼视频

2024年1月份赣州钨协预测均价与下半月各大型钨企长单报价。

 

钨钼音频

龙年首周钨价开门红。