本文提供一种既能有效地除钼、又能提高的产品结晶率的生产仲钨酸铵的方法——胍盐分离法。

步骤：
1.原料及催化剂选择，环境选择；
起始原料：除硅后的工业钨酸铵溶液；催化剂：二氧化硅（SiO₂）或硅酸；在pH＝7.0-8.0；
2.加热陈化，滤去催化剂；
3.加入胍或胍的衍生物作沉淀剂，使钨（W）形成胍盐沉淀物（沉淀率达98%以上），而钼（Mo）留在滤液中被除去（除钼率达95%以上）；

4.过滤出沉淀物，用冷水洗涤数次；
5.将得到的胍盐沉淀物加入氨水中，钨成钨酸铵溶液，而沉淀剂胍或胍衍生物则以固体形式存在。沉淀剂过滤，洗涤，可重复使用；
6.滤液钨酸铵加热至80°-100℃，便得仲钨酸铵晶体，结晶率可达95%；滤去仲钨酸铵后的饱和滤液可以返回至新鲜的钨酸铵溶液中再次浓缩结晶，由此可以回收全部的钨。
备注：在上述过程中控制沉淀的pH是重要的，pH值过低，会使部分钼沉淀，降低除钼效果；pH值过高，会使钨沉淀不完全，降低钨的回收率。

优点：有效地除去杂质钼，废除了传统的用硫化物除钼工序，消除了硫化氢污染；此外，与传统的生产工艺相比，仲钨酸铵一次结晶率可提高近20%，降低了成本；操作简便、处理量大、投资少。

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通过分析熔渗后钨铜合金电极显微组织的扫描电镜（SEM）照片，我们不难观察到在相同的烧结温度和保温时间条件下，含铜量较高的样品具有较小的平均晶粒度。这是由于铜含量的增加有益于钨颗粒的重排，同时也促进了铜液的偏聚作用，从而使得样品的组织成分分布不均。而铜液的偏聚又会在一定程度上相应地造成钨颗粒相互接触，这也就达成了固相烧结的条件，会进一步引起钨颗粒的团聚。该现象在钨铜电极W-50Cu样品中表现得尤为明显，以下是微波熔渗法所制备的钨铜合金电极扫面电镜（SEM）照片，可见其钨（W）晶粒的团聚现象是较为清晰直观的：

与常规熔渗法下钨铜合金W-Cu电极的样品组织均匀性相比，微波熔渗法的升温速度足够快，更加有利于促进铜液的流动以及组织的均匀分布，因而具有更好的组织均匀性和结构稳定性。此外，在含铜量较低的微波熔渗法钨铜合金电极样品中还可较为清晰地观察出有弥散分布的棒状细长的钨W晶粒生成；而常规含铜量较低的常规熔渗下的钨铜合金电极烧结样品钨W晶粒分布不均，且呈近球形或卵形，既有较大尺寸的钨晶粒，也存在不少细小的钨晶粒。据此，我们还可以做出进一步推断，常规熔渗对于显微组织产生的不利影响与其较为缓慢的升温速度存在一定的关联（常规熔渗升温速率通常为5℃/min，而微波熔渗法的升温速率通常为30℃/min）。

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提升三氧化钨光电转换性能的途径有多种，其中采用表面敏化的方式可以提高光电转换效率采用表面敏化的方式提升三氧化钨（WO₃）的光电转换性能。将一定的材料负载于三氧化钨（WO₃）半导体表面，从而提高对光吸收与转换能力。表面敏化的原理与半导体复合比较相似，但是对光进行吸收转换的主材料由氧化钨变为光敏剂，而且所选的光敏剂必须要满足两点要求：（1）本身的禁带宽度必须小于WO₃的；（2）能级导带的位置一般要负于WO₃的导带。目前发现满足条件并被采用的半导体主要有Fe₂O₃、Cu₂O、CdS等。

采用半导体复合的形式来提高WO₃的光电转换性能。半导体复合是将两种或两种以上的半导体采用物理或化学将两者结合起来，是一种比较常见、有效的提升材料某一特定性能的方式，同时也能采用复合材料的方式来提升光电转换性能。为了提升机光电转换性能一般会采用的复合材料为金属氧化物，总之通过半导体的复合，能使光生电子或者空穴分别聚集于两种半导体导带或者价带上，从而使电子与空穴有效地分离，进而提高复合半导体光电转换效率。为了提升半导体的光电转换效率。除了采用金属氧化物，还能采用石墨烯，经研究采用石墨烯作为电子传递介质，可以提高半导体材料中电子的迁移速度的同时降低光生再留在复合的概率。从而提升WO₃半导体材料的光电转化效率。

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以贵重金属作为三氧化钨（WO₃）的表面负载能提高光电性能。比较常见负载贵金属的方式为溅射法、光沉积法、液相吸附法、氢磞化物还原以及脉冲电沉积法等。负载贵金属并不是只能负载一种，曾经有学者研究报道了采用多种贵金属一同沉积于WO₃表面或者采用分层方式依次沉积。经过众多学者的研究发现当负载贵金属为Ag时，WO₃的光电性能提升最为明显，当光线照射在WO₃表面时，电子得到能量会先从价带跃迁到 导带上，然后再迁移到Ag纳米颗粒上，使光生电子富集，降低电子-空穴复合的概率。

掺杂离子可提高WO₃的光电性能。离子掺杂主要是通过阳离子与阴离子进入到WO₃晶格内部，替代WO₃半导体中的W+钨离子或者O₂-氧离子来影响电子的激发以及电子-空穴分离。研究发现掺杂Cr、Mo这些等价金属替代晶格中的W原子，不但对晶格的几何结构影响小，而且使导带的底部下移，减小带隙；当掺杂Ti、Zr、Hf，这些价态小于W金属的金属材料时，会在O氧原子的2P轨道上形成两个空位，形成氧空穴，并且使价带的顶端上移，由于这三种金属的原子半径都大于W原子，会造成导带的底部上移，但是从整体上来说禁带宽度因为掺杂而减少。

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三氧化钨（WO₃）是一种半导体材料，半导体材料在进行光电转换主要分为三个步骤：材料吸收光、电子从光子得到能量发生跃迁与空穴分离以及电子传输到外部电路。作为光电转换材料的WO₃受到许多研究工作者的关注，对WO₃的光电转换性能进行优化与改进，最经常出现的有以下几种方式：对WO₃维度与形貌进行调控、贵重金属作为WO₃表面负载、掺杂其他物质、表面敏化、制成复合材料等。

对WO₃的维度与形貌进行调控，提高光电转换效率。一维的纳米结构材料相比块状材料具有更大的表面积以及提供了定向传输电子，因此会表现出更好的光电性能。同时学者们也制备出了具有相同优点的二维材料、多孔材料等。
（1）一维WO₃材料，学者们通过对一维纳米WO₃的大量研究与实验，发现以NaWO₄•2H₂O为钨源，NaCl、NaSO₄、EDTA和草酸等为添加剂或者结构导向剂；或者采用六氯化钨作为钨源添加到乙醇中，都能制备出一维 WO₃纳米棒；
（2）二维握材料，二维WO₃比较常见的制备两种方式为：直接生长二维WO₃或者在导电玻璃上负载，而且大多数都为片状阵列；
（3）花状WO₃材料，采用水热法制备，以偏酸铵作为原料，盐酸酸化后以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构的导向剂，就能制备出花状正交晶系的WO₃；
（4）多孔WO₃材料，多孔WO₃薄膜具有更高的表面积比；
（5）其他形貌，如树叶状颗粒、海胆状的絮状物。

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钨丝作为电光源的配套材料在照明行业中发挥着重要作用。钨丝在电光源中的应用主要是照明灯，其中用于灯泡中作各种发光体的钨丝需要在制备过程中加入少量的钾、硅和铝等氧化物，因此这种钨丝也被称为掺杂钨丝或不下垂钨丝。随着经济和生产技术的发展，制备出来的钨丝除了能应用于普通灯泡外，也能应用于各种高性能灯泡。例如在纯钨粉中掺杂一定量的K、Al、Si等元素制成的掺杂钨丝，不仅可以提高灯丝的色温、发光效率和使用寿命，且该钨丝具有良好的高温抗下垂性能，因此可以作为卤素灯等特殊的高温灯丝使用。另外在掺杂钨丝中添加一些合金元素如Co，可制成高强度耐震钨丝，用于振动环境下的照明，如摩托车、汽车、火车、飞机等的照明及军事用途的特种灯泡、航空航天发动机用加热丝等。

钨丝除了广泛应用于电光源领域，在其他其他领域也有所发展。在纯钨粉或掺杂钨粉中添加一些合金元素，如钍、铼、铈、钇、镧或锆等元素可以制成合金钨丝，合金钨丝可以作为氩弧焊接电极、热电偶、显像管阴极丝、电子发射管灯丝，用于各种不同的领域。

另外，钨丝还少量用作高温炉的发热材料、电子管的热子和复合材料的加强筋。

钨丝在常温下有较好的耐酸、碱能力，但是在潮湿的空气中容易被氧化，所以不能将其放置与潮湿的环境中贮存过久的时间。

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钨丝是将钨条锻打、拉拔后制成的细丝，主要用于白炽灯、卤钨灯等电光源中。钨丝的生产大都用仲钨酸铵 （APT）作原料。一般的工艺为：
1.APT在 500℃左右的空气中焙烧成三氧化钨，或在450℃左右的氢气中轻微还原成蓝色氧化钨；制作白炽灯灯丝的钨丝需要在三氧化钨或蓝色氧化钨中掺入少量的氧化钾、氧化硅和氧化铝，三者用量总和不超过1%。
2.经过掺杂处理的钨的氧化物用氢气还原成金属钨粉，还原过程一般分两步进行：
1）630℃左右还原成二氧化钨（棕色氧化钨）；
2）820℃左右还原成金属钨粉。



两步还原的目的是使掺入的钾充分发挥作用和控制粉末粒度。
3.这样取得的掺杂钨粉再在一种特制的模子中压制成细长的方条。
4.把方条在氢气中通电，用自电阻加热(温度达3000℃左右)的方法进行烧结，烧结后钨条的密度可达到理论值的85%以上。

这种钨条便可以用旋锻方法加工成直径为3mm左右的钨杆，然后进一步用模子拉拔的方法加工成各种不同粗细的钨丝。例如220V、15W的白炽灯用的钨丝直径约为15µm，而 10000W的溴钨灯用的钨丝直径约为1.25mm。更细的钨丝如 220V、10W的白炽灯钨丝直径约为12µm，则要采用电解腐蚀的方法来制作。当钨丝的直径达到微米级时，用常规的卡尺很难精确地测定其直径。因此，国际上通常将直径在0.2mm以下的钨丝用其切长为200mm丝段的重量来表示丝的粗细，例如上述15W白炽灯钨丝的直径可以用0.679mg/200mm来表示。

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仲钨酸铵（APT）是钨的初级制品，是制造钨制品、硬质合金的重要原料；是钨最常见的重要化合物，也是钨冶炼中用途最广泛的中间产物，它质量的高低在很大程度上决定着钨产品的性能和质量，其中间物如WO₃、蓝色氧化钨、钨酸、偏钨酸铵可以通过部分或全部地热分解得到。APT是白色透明的晶体，松散，流动性好，在空气中加热60℃开始失去氨，100℃开始脱水，450℃开始转变成黄色氧化钨。在氢气中加热时，300℃完全转变成蓝色氧化钨，400℃转变为红紫色氧化钨，500～600℃转变为褐色二氧化钨，600～900℃被还原为灰色金属钨粉。

APT结晶粉末可由钨酸铵溶液蒸发制得，温度一般控制在50℃以上，并且其粒度大小和粒度组成随温度而变化：
1.80～100℃进行蒸发结晶时，APT呈片状结晶，并带5个分子结晶水；
2.当温度低于50℃时，APT呈微细白色针状结晶，并带11个分子结晶水。
如果用蒸气的压力控制蒸发结晶温度（蒸气压力越高，结晶温度越高），APT结晶粉末的松装密度、费氏粒度和筛分粒度随蒸发结晶温度升高而增加。

APT结晶水的多少由生产工艺条件决定，溶解度随温度上升而增大。热分解杂质含量高的APT结晶粉，改变其不溶于水的特性，再将热分解产物进行氨溶，然后蒸发结晶，循环1～2次，或多次，便得到高纯度APT。

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磷钨酸的传统合成方法是以钨酸钠溶液为原料，本文提出一种以仲钨酸铵为原料制取磷钨酸的方法。原理：仲钨酸铵与无机酸接触，生成一种活性钨酸沉淀，再与磷酸接触，生成磷钨酸的水溶液，使磷钨酸从溶液中析出，结晶，就得到磷钨酸晶体。

具体步骤如下：
1. 仲钨酸铵与无机酸溶液接触，反应得到活性钨酸沉淀；
无机酸为盐酸、硫酸或硝酸等，或盐酸、硫酸和硝酸等的任意体积比的混合物，适宜浓度为0.2mol/L～6.0mol/L；用量可以任选，只要能够生成活性钨酸沉淀；反应温度优选为10～40℃；反应时间2～5小时。
2. 活性钨酸沉淀与过量磷酸溶液接触，得到磷钨酸溶液；



磷酸应过量，一般用量以H₃PO₄计与仲钨酸铵摩尔比为1.1∶1～50∶1，优选2∶1～10∶1。磷酸溶液的适宜浓度为0.02～6.0mol/L，在此浓度范围内比较便于操作；反应在常温下即可进行，但是加热情况下反应加速，优选30-60℃。在上述温度范围内一般反应2～5小时，即可使反应进行完全。
3. 使磷钨酸从溶液中析出，干燥、结晶，得到磷钨酸晶体。
干燥、结晶，就得到磷钨酸晶体；或向磷钨酸溶液中加入无机酸沉淀剂，使磷钨酸从溶液中沉淀出来，再进行干燥、结晶。

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在影响硬质合金球研磨精度及效率的众多因素中，如研磨盘材料、研磨槽、研磨液、研磨方式和其他一些研磨参数以及环境等方面，其中研磨盘的研磨槽形式是对硬质合金球的精度及效率中影响最大的因素。首先，V型槽的研磨盘结合硬质合金球脆性大，不耐磕碰的特点而设计出来，其夹角可根据球体的直径大小来做出调整，常见的夹角一般为45°、60°、90°、120°。将球坯放置于两盘之间的同心圆沟槽中，使之处于三点接触的状态，在压力作用下，受转动的研磨盘摩擦力以及研磨液的黏滞力作用沿盘沟运动。转动圆盘、硬质合金球和固定盘以及研磨剂之间相互作用，使球体与盘沟表面形成高副（两构件通过点接触或线接触而构成的运动副统称为高副）。最终，工件不断受到挤压、摩擦等作用，消除球坯表面的加工余量，逐渐磨圆成球。

如上图所示，该硬质合金球V形槽研磨工艺的设计有以下几点优势：1.上下连轴采用尼龙等高分子材料能够充分吸收阻尼传动振动，从而避免对研磨过程的影响；2.在外围还设有隔离环，从而确保球体不相互碰撞，使得整体的运动更加有序；3.由于加压时只有下磨盘运动，上磨盘不发生相对运动，属于静态加压，更为平稳，也更有利于压力的调节；4.研磨区域相对封闭便于研磨液的充分混合，球体在自转过程中自始至终被研磨料充分包络，极大地提升了整体的研磨效率；5.转速可调，研磨料能够实现自主循环或导出且研磨盘结构简单易于更换，可根据不同规格球体进行制作，这大大缩短了研磨时间以及提高了硬质合金球的加工精度。

此外，硬质合金球与研磨盘就有加高的弹性模量且刚性较好，可以理想地认为二者之间为刚体接触，不发生变形。而硬质合金球有隔离环相互隔开，之间也不发生接触，球体间的相互作用也可忽略不计。为了方便物理运动分析，将球沿接触面方向做纯滚动运动，也就是认为球与研磨盘在接触处的线速度相等。根据数学模型建立出A、B、C三个接触点的方程式可计算出自旋角θ，而自旋角θ的值取决于球坯和研磨盘导向槽的直径，与研磨盘转速无关，一般情况下只在0°附近进行取值，在加工过程中基本不发生变化。但是在加工过程中工件与研磨盘的滑动会改变θ值，这种变化属于无序且不可控因素。

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