仲钨酸铵制备钨碳纳米复合颗粒材料 2/2

2. 将上述改性的碳纳米管置于仲钨酸铵(APT)溶液中,同时加入聚乙二醇和一水合柠檬酸,搅拌得混合溶液,其中加入的聚乙二醇的体积和一水合柠檬酸的体积都占带有碳纳米管的仲钨酸铵溶液体积的1%。碳纳米管提高了溶质在混合溶液的溶解性及分散性能;

3. 调节pH,形成溶胶
往上述混合溶液中滴加甲酸,将pH调节为1~3,并加热至70°C ~80°C ,以20~30r/min的速度搅拌,持续搅拌25~35小时直至形成溶胶;

4. 真空环境中干燥溶胶形成凝胶
将溶胶置于110~125°C的真空环境中干燥,时间8~11小时,得到凝胶;

5. 凝胶制成粉体,过筛,氢气中还原
将凝胶制成粉体,过筛网筛分,筛网的筛孔尺寸为300目;过筛后的粉体在纯度大于等于99.99%、流量为50~500ml/min的氢气还原,温度500°C ~800°C,还原时间1~10小时,获得钨碳纳米复合颗粒材料。

此法制得的钨碳纳米复合颗粒材料中碳纳米管分布均匀,平均粒径为20nm~80nm,且钨包裹于改性的碳纳米管的外表面。通过调整制备步骤中的三个变量:氢气的流量、氢气还原时的温度和时间,可以保证钨碳纳米管复合颗粒材料的制备,易于生产。

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仲钨酸铵制备钨碳纳米复合颗粒材料 1/2

纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。碳纳米管是一种理想的改性材料,因其具有高强度、高弹性模量、高比表面积、高电导率与热导率、低热膨胀系数及优异的耐强酸、强碱及高温热稳定性。文章提出一种钨碳纳米复合颗粒材料制备方法,将碳纳米管均匀分散于钨中,并且工艺上能做到易于批量生产、普遍生产,钨原有的良好性能得到保持,也同时改善了钨的韧性等性能。

碳纳米管

原理:利用改性的碳纳米管对钨的吸附作用,在氢气中还原仲钨酸铵制得改性的碳纳米管均匀分散的钨碳纳米管复合颗粒材料。

制备步骤如下:
1. 获得改性的呈中性的碳纳米管
将碳纳米管置于65~75°C浓硝酸中,超声波分散20~40min;再加热至80~95°C进行回流处理1~3小时,冷却至室温后用去离子水稀释、抽滤直至溶液呈中性;将呈中性的颗粒置于70~85°C真空环境中干燥1.5-3小时。【其中,每100毫升浓硝酸中含1g碳纳米管】获得改性的呈中性的碳纳米管;

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硫化钼沉淀法从钨酸钠溶液中分离钨钼的影响

从高钼钨酸钠溶液中实现钨钼分离是钨钼废料冶金中急需解决的问题。硫化钼沉淀法从高钼钨酸钠溶液中分离钨钼取得了良好的效果。实验的影响表现在以下几个方面:
1. pH 值对钨钼分离的影响
硫化钼沉淀法分离钨钼的关键之一是钼的硫代化完全程度,溶液的pH值是影响硫代化效果的主要因素,钼的硫代化效果随pH值的升高而降低。溶液加入硫化钠以后,当pH值小于9.0时,Mo/WO3<0.02,钨钼分离效果较好。
2. 硫化钠加量对钨钼分离的影响
本实验所用溶液含钼很高,若硫化剂过量,将有大量的硫化剂加入溶液,由于溶液中钨钼含量比较接近,会不可避免地造成钨的硫代化,导致沉淀产物中钨含量较高。因此,硫化钠的加入量应使钼尽量硫代化的同时减少钨的硫代化成为关键。由于钼硫代化反应的平衡常数比钨硫化反应平衡常数大很多,再加上溶液中钼浓度很高,因此,当加入不超过钼硫代化反应所需理论量的硫化钠时,钼的硫代化反应会优先快速进行,从而可比较有效地沉淀除钼,而钨则留在溶液中。
3. 硫代化时间对钨钼分离的影响
对于除去钨酸钠溶液中少量的钼,可以通过延长硫代化时问使钼充分的硫代化进而被除去,而对于本试验料来说,由于溶液中钼浓度比较高,钼硫代反应的速度比较快,在试验选择的时间范围内,硫代化时间对钨钼分离效果无明显影响。
 
综上,可得出以下结论:
1. 控制一定的条件,硫化钼沉淀法从高钼含量的钨酸钠中可有效地分离钨钼。对Mo/WO3为1左右的原料,通过本方法进行钨钼分离后,得到的调酸液Mo/WO3降至0.03左右;得到的硫化钼渣中钼含量可达到35%~ 44%,WO3含量可降至2%以下。
2. 本方法钨的回收率为88%左右,钼的回收率为95%左右。
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硫化钼沉淀法从钨酸钠溶液中分离钨钼

钨、钼分离一直是钨钼冶金工业的一大难题。一方面是由于我国钨资源优质高品质钨精矿越来越少,钨精矿和钨原料通常都不同程度的含有钼,而随着硬质合金、电子、国防等工业的日益发展,对钨制品,尤其是对许多尖端用途所需的钨制品中钼的含量要求越来越严格。另一方面,由于镧系收缩的影响,钨、钼离子半径接近,原子结构、化学性质都极其相似,使得分离过程难度很大。长期以来,人们对钨钼分离进行了大量的研究。目前工业上应用的方法主要有:三硫化钼沉淀法、选择性沉淀法、离子交换法、萃取法等。本文在这里介绍的硫化钼沉淀法从高钼钨酸钠溶液中分离钨钼,取得了良好的效果。
 
三硫化钼三硫化钼为黑色固体,400℃以上在空气中受热时转变为三氧化钼,微溶于冷水,可溶于热水。溶于硫化物水溶液,生成硫化钼酸盐。三硫化钼不稳定,真空中加热即分解成二硫化钼和硫。三硫化钼的合成方法为:往钼酸水溶液中通入硫化氢,但易形成胶体溶液。
 
硫化钼沉淀法从高钼钨酸钠溶液中分离钨钼的基本原理为:钨和钼对硫的亲合力存在一定差异,在一定条件下可使钼酸根离子优先较完全硫代化成为硫代钼,在随后的调酸过程中硫代钼酸盐转变成三硫化钼沉淀,而大部分的钨则保留在溶液中,从而实现两者分离。
 
实验的方法为:将溶液的PH值调至9.0以下,加入一定量的硫化钠。进一步调整溶液的pH值至8.0左右,控制一定的硫代化条件,然后将溶液的pH值调至2.0~3.0左右。煮沸后,将溶液稀释一倍,冷却后过滤。
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丁二酸及钨酸钠对Ni-W-P合金镀层的影响

丁二酸又叫琥珀酸,为无色结晶,在235℃时分解,在减压下蒸馏可升华,能溶于水,微溶于乙醇、乙醚和丙酮中。丁二酸的重要用途是制备五元杂环化合物。还可用作调味料,防腐剂,表面活性剂以及在电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀。
 
丁二酸Ni-W-P三元合金镀层具有优良的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、热稳定性等,可以代替不锈钢用在特定的设备中,此外,它还是一种优良的电触点材料,可用于制作薄膜电阻。但传统的Ni-W-P镀层有一些不足,本文报道了采用复合络合剂稳定镀层,通过调整丁二酸及钨酸钠的含量来优化镀层的沉积速度。
 
实验方法:以低碳钢为基材,施镀前对基材进行预处理。制备7种试样,主盐采用硫酸镍,还原剂采用次亚磷酸钠,复合络合剂分别采用柠檬酸钠、乙酸钠及EDTA等,再加上丁二酸和钨酸钠。用蒸馏水将各试剂分别溶解,混合后加水混匀,调节pH值至4.6~4.8,并置入恒温加热槽中加热。将经过预处理的基体悬挂在上述镀液中,施镀两小时。
 
丁二酸及钨酸钠对Ni-W-P合金镀层的影响:
1. 对镀层沉积速度的影响:
丁二酸对镀速具有明显的促进作用,但并非丁二酸含量越大,镀速越快。随着钨酸钠含量的增加,镀层沉积速度减小。这可能是由于随着钨酸钠浓度的增加,磷的量下降的缘故。
2. 对镀层表面形貌的影响:
随着镀液中丁二酸含量的增加,镀层中胞状颗粒的尺寸减小。增大钨酸钠的含量,会提高次亚磷酸钠的利用率,从而增大镀层表面的针孔密度。
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钨铜电极制备——爆炸粉末压实法简介

一般来说,对于钨W和铜Cu两种金属元素互不相溶且熔点相差较大所组成的复合材料被称作假合金。其主要通过粉末冶金(Powder Metallurgy,PM)的方法制备多孔钨骨架后进行铜液的浸渍与熔渗,或者是采用混合粉末压制坯料后再进行液相烧结,从而获得钨铜复合材料。但是,对于钨铜W-Cu系统来说,钨和铜两相的相互浸润性较差,钨在液相铜中也几乎不发生溶解,这就使得其难以达到预期均匀的组织结构以及高致密化的程度。

爆炸粉末压实法属于爆炸成型加工的一种,其是利用爆炸所产生的高冲击能量,即将炸药的化学能转化为机械能,对粉末进行绝热压缩,瞬间产生高温高压使粉末材料达到致密化。除此之外,爆炸加工还包括爆炸焊接、爆炸硬化、高速锻模等方面。常用的炸药有硝铵炸药、导爆索、橡胶炸药、TNT等等。该工艺与常规加工方法(冲压、液压)相比具有许多优势,如炸药爆炸是一个极为快速的过程,作用时间短(微秒)、压力大、变形速度快、具备快熔快冷性有利于保持粉末良好的自身特性。因此,其被广泛地应用于金属基复合材料、金属间化合物、纳米块体以及准晶、微晶、非晶等亚稳合金的粉末压实研究中。下图是目前国内相关学者在研究过程中较为常见的一种直接粉末爆炸压制成型装置:

钨铜电极

















实际上,直接爆炸压制成型的方法并不需要很大的设备投资,如上图所示其装置的结构也较为简单。将粉末放在有端塞的低碳钢管或铝管中(初装密度为50%),进行抽真空处理并密封,管外覆盖一层用量适当、药层厚度与密度均匀的炸药。雷管点火后,就发生以一定速度沿管壁向下的爆轰使管子和所盛粉末压实,其爆轰的速度和作用压力取决于所用炸药的类型。但是,爆炸压实成型也存在一些缺陷使其难以得到推广和实现工业化、规模化。其中最大的因素是爆炸压实成型所产生的加载速度很高,难以得到有效的管理和控制,另一方面,爆炸参数和待压粉末类型间的依存关系也尚在研究当中。

爆炸压实后将压实坯料在真空炉内900℃下退火2小时,并进行时效处理。然后采用维氏硬度仪(HV)进行试样的硬度检测,采用阿基米德法(即比较法、积分法的思想)检测烧结后制取样品的致密度,再通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察产品的断口形貌。可以观察到断裂面的晶粒分布情况以及断裂的形式。总的来说,爆炸粉末压实是利用炸药爆炸所产生的冲击波加载技术将粉末压实,粉末在冲击波的作用下高速绝热摩擦和绝热剪切,表明产生局部高温,使粉粒表面层熔化而达到冶金粘结的目的,而粉末的压实主要是通过粉末的塑性变形和破碎实现的。

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白钨矿选矿工艺

白钨矿选矿
白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。
白钨矿浮选一般分为硫化矿浮选、钨粗选和精选。
硫化矿浮选的原则流程与普通硫化矿浮选厂相似,只是因含铜铅锌铋以及黄铁矿的组分不同而异。
白钨矿粗选一般采用碳酸钠和水玻璃做调整剂,用脂肪酸类捕收剂浮选,也有部分选矿厂用螯合捕收剂。
白钨粗晶矿精选工艺目前主要有两类,一类为加温精选,一类为常温浮选。
当白钨矿与含钙脉石矿物分离时常用加温精选;当白钨矿与含硅脉石矿物分离时常用常温浮选。
 
江西某白钨矿选矿厂处理的原矿为细粒嵌布的矽卡岩型白钨矿、铅锌硫化矿多金属矿石。原矿破碎后进行两级正手选丢废,对钨矿进行预先富集。合格矿经磨矿后首先进行硫化矿浮选,综合回收铜、铅、锌,硫化矿浮选尾矿进入白钨矿浮选作业,粗选以731和733捕收剂,以碳酸钠和水玻璃作调整剂,采用一粗三扫一精得浮选白钨粗晶矿,在较高的浓度条件下加水玻璃长时间搅拌(约40min)后进行白钨矿常温精选,经一粗二扫五精,得到合格的白钨精矿,中矿顺序返回,其浮选流程工艺如图所示。

浮选流程工艺
 
尾矿回收白钨工艺
新型捕收剂FX,低水玻璃组合药剂,柱-机联合流程。
2010年指标:当原矿(钼尾矿)含WO3 平均为0.06%-0.1%时,尾矿品位为0.012%左右,回收率大于75%,精矿含WO3 40%。
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猴年贺岁钨镀金块

贺岁文化是与中国传统春节文化共生的一种具有民族特色的文化。对于中国这样一个有着五千年历史文化的礼仪之邦,人们会用许多种富有传统文化内涵的形式来进行贺岁。其中一种就是以发行贺岁金条的方式,这种贺岁金块多是以富有中国特色的生肖、年画以及各种具有代表中国文化元素的事物为主题雕刻而成的。2016年的春节在即,丙申年猴年金块等各式贺岁金就受到了人们的追捧在各大商场开始热卖。
 
但是昂贵的黄金价格并不是许多普通收藏爱好者所能够承受的,基于此,钨镀金块的价格比黄金便宜但其质量和美观性同黄金一致,因此而受到许多普通收藏爱好者的欢迎。猴年贺岁钨镀金块是秉承着贺岁、传统文化传扬的目的流通到市场上,它不能成为不法分子用以敛财、欺骗顾客的工具。在此提醒消费者在春节购买贺岁金时应当注意鉴别钨镀金块与黄金块的区别。
猴年贺岁钨镀金块
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钨镀金条滚镀制造工艺

滚镀是电镀镀金法中的一种,而对于钨镀金来说,电镀是其重要的一种镀金工艺。因此钨镀金条的制造工艺之一就是滚镀。一般来说利用滚镀法对钨制品进行镀金处理的话,这类的钨制品的体积都较小,稍大体积的钨制品采用的是挂镀。而像钨镀金条这种体积不大且造型较为简单的工艺品,采取滚镀的镀金工艺即可。
 
常见的滚镀方式包括振动电镀、倾斜式滚镀以及卧式滚镀,这几者的区别主要在于其所使用滚筒的形状和轴向的不同。早在20世纪40年代中后期,中国就已经出现了滚镀的镀金工艺。采取滚镀的工艺来制造钨镀金条的话就是将已经成型后的钨合金条放入布满小孔的滚筒中导通电流后钨合金条就会不断地随着滚筒的转动而翻转,这样可以使镀金液能够均匀地分布在钨合金条的表面。而这同时也意味着滚筒壁上小孔的数量、电流的大小以及钨合金条的大小会影响最终的成品。钨镀金条滚镀法制造工艺方便易操作、且无需太多的人为操作因此可以节省劳动力,在目前的电镀加工上占有非常重要的一席之地。
滚镀设备
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离子交换法测定三氧化钨含量

由于钨钼离子半径接近,钨钼的原子结构相似,化学性质接近,在矿物中经常共生,难以实现相互分离。分离方法有:沉淀法、萃取法、离子交换法等。这些分离方法是钨钼冶炼中采用的除钼方法。其中,沉淀法分离钨钼是利用钨酸在水中和盐酸中的溶解度远远小于钼酸,且随着温度的升高,钼酸溶解度增大这一性质,不能完全除钼。萃取法的操作繁琐以及时间长。

离子交换法离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种方法。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。离子交换法的关键在于选择合适的离子交换剂和吸附、淋洗的条件。

实验步骤
1. 称取60g柠檬酸,用水溶解,并稀释至100ml;
2. 称取0.3g硫酸铜,用水溶解,并稀释至100ml;
3. 称取200g柠檬酸,置于1000ml烧杯中,加入400ml水,待溶解完全后,加入330ml硫酸0.20g硫酸铜,用水稀释至1000ml,混匀;
4. 称取0.1500g经550℃灼烧过的三氧化钼,置于250ml烧杯中,加入适量的氢氧化钠溶液,加热至溶解完全,冷却后,用氢氧化钠溶液移入1000ml容量瓶中并稀释至刻度,混匀即可。

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