湿法分解钨酸钴的热力学分析

目前，废旧硬质合金再生利用的技术手段较多，包括锌熔法、酸溶法、选择性电溶法、硝石氧化法、硫酸钠熔炼法、空气（氧气）氧化法等。其中，空气氧化法在工业中的应用前景较好，不仅能将碳化钨彻底分解，采用湿法冶金流程得到高纯的仲钨酸铵，还能避免有害气体的释放。不过，它的产物——钨和钴将形成难溶于水的化合物——钨酸钴（CoWO4），因此后续还需采取一定的处理方法，实现钨与钴的分离提取。

据悉，钨酸钴主要采用湿法进行分解。针对湿法分解CoWO4的问题，下文将对对Co-W-H2O体系和Co-W-C-H2O 体系进行热力学分析。

1）Co-W-H2O体系的热力学分析

CoWO4在不同pH值溶液中游离钴和钨的存在形态有：Co2+、CoH-、Co（OH）2（aq）、Co（OH）3-、Co（OH）42-、 WO42-、HWO4-和H2WO4（aq），在一定条件下溶液中会生成各种沉淀，体系固相组分将发生改变，这时需根据固相组分的不同，分别考虑体系的平衡反应。

当体系中固体只有钨酸钴而无其它沉淀生成时，进入溶液的钴和钨均由钨酸钴提供，溶液中总钴浓度和总钨浓度相等。当溶液pH 值较低时，体系会有钨酸生成。当溶液pH 值升高时，体系会有氢氧化钴生成。

Co-W-H2O体系各溶解组分的lgc-pH 图

从上述图片可知，钨酸钴仅在中性溶液中稳定存在。当pH值小于4.1时，CoWO4便可分解为钨酸，随着酸度进一步升高，溶液中钴的浓度逐渐上升，当pH值为2.0 时，总钴浓度可达1 mol/L，此时仅有微量可溶性钨存在；当pH 值大于9.1时，CoWO4可分解为氢氧化钴沉淀，溶液中钨酸根的浓度随着pH值升高迅速上升，当pH值为11.2时，溶液中总钨浓度可达1 mol/L。由此可见，采用酸分解或碱分解的方式，均可有效分解钨酸钴，幷实现钨和钴的分离。

2）Co-W-H2O体系的热力学分析

当Co-W-C-H2O体系中固相只有钨酸钴而无其它沉淀生成时，进入溶液的钴和钨均由钨酸钴提供。当溶液pH值较低时，体系会有钨酸生成。碳酸盐溶液中，体系在一定条件下可生成碳酸钴沉淀。当溶液pH值进一步升高，碳酸钴将被分解为氢氧化钴，体系进入氢氧化钴的稳定区。

Co-W-C-H2O 体系各溶解组分的lgc-pH图

从上述图片可知，总碳浓度为1×10-5 mol/L、pH值大于7.0时，钨酸钴便可分解为碳酸钴，此后，钨酸根浓度随着pH值升高而升高；

而当pH 值超过10.7时，碳酸钴不能稳定存在，其将与碱反应生成氢氧化钴沉淀，这时体系实际上进入碱分解阶段，碳酸根不起分解作用。另外，研究表明钨酸钴易被碳酸盐分解，且可以采用较低碳酸盐的过量系。

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