钨矿物的种类

在成矿过程中钨绝大多数形成氧化物,即钨酸盐类,很少形成硫化物,没有自然钨。目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物。
 
黑钨矿族:钨锰矿、钨铁矿、钨锰铁矿;
白钨矿族:白钨矿(钨酸钙矿)、钼白钨矿、铜白钨矿;
钨华类矿物:钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿;
不常见的钨矿物有:钨铅矿、斜钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)及硫钨矿等。
 
最有工业价值的主要为黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)见下表。

矿物

钨锰矿

钨锰铁矿

钨铁矿

白钨矿

分子式

MnWO4

(FeMn)WO4

FeWO4

CaWO4

含WO3 %

76.5

76.6

76.3

80.6

晶系

单斜

单斜

单斜

正方

解理

沿斜轴面

沿斜轴面

沿斜轴面

平行锥面

莫氏硬度

5-5.5

5-5.5

4-4.5

4.5-5

密度

7.2-7.5

7.1-7.5

6.8

5.9-6.2

磁性

弱磁性

弱磁性

弱磁性

非磁性

 
黑钨矿形成晶体结构相同的钨酸铁和钨酸锰过度矿物,其中锰铁两元素可无限制地互相取代。当其中锰比较多时(高于17.6%),便形成钨锰矿;含锰较少时(低于5.9%),便形成了钨铁矿;含锰介于二者之间时,便形成了钨锰铁矿。这三种黑钨矿中,WO3的含量均达70%以上。
 
黑钨矿的颜色有暗灰色、淡红褐色、淡褐黑色、灰褐色及铁褐色等颜色,具半金属光泽、金属光泽及树脂光泽。它为单斜晶系,性脆,具参差状断口。黑钨矿通常为叶片状、弯曲片状、粒状和致密装,也有的呈厚板状、尖柱状等形式分布,常与白色石英一起以脉状的形式填充在花岗岩及其附近法岩石裂缝中。
 
白钨矿为钙的钨酸盐,其中含80.6%WO3和19.4%CaO。
白钨矿的颜色主要为灰白色,此外还有黄褐色和棕色等,油脂光泽,属正方晶系,一般形成双锥状的假八面体或板状晶体,晶面有时可见斜条纹,其中插生双晶者较为常见。有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。性脆,贝壳状或参差状断口。受紫外灯照射时,白钨矿可发出美丽的浅蓝色荧光。
微信:
微博:

钨酸钠和十二烷基苯磺酸钠的协同缓蚀作用

十二烷基苯磺酸钠,也叫做四聚丙烯基苯磺酸钠,英文名是sodium dodecyl benzene sulfonate,简称SDBS,为白色或淡黄色粉状或片状固体。难挥发,易溶于水,溶于水而成半透明溶液。对碱,稀酸,硬水化学性质稳定,微毒。主要用作阴离子型表面活性剂。
 
十二烷基苯磺酸钠
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时,可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。一般来说,缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质,加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。
 
近年来,随着人类环保意识的增强,缓蚀剂的开发与应用越来越重视环境保护的要求,而传统缓蚀剂往往对环境有一定危害。钨酸盐由于其毒性低,对环境、人体和作物没有危害,也不引起微生物滋生,属环境友好型缓蚀剂,已引起人们的广泛兴趣。由于单一钨酸盐的缓蚀效率不是很高,而且用量较大,所以费用较高。因此钨酸钠和其它缓蚀剂的复配及其协同缓蚀作用研究就受到人们的关注。铸铁在3 .5%的NaCI溶液(如海水)巾腐蚀是较严重的,但是通过浸泡法、失重法和极化曲线法的钨酸纳和十二烷基苯磺酸钠的复配缓蚀剂对铸铁在3.5%的NaCl溶液的缓蚀效果优良。
 
通过这些方法可得出结论:
1. 在3.5%的NaCl溶液中,单独添加钨酸钠缓蚀剂时,其质量分数为0.5%时对铸铁的缓蚀效果最好,缓蚀率达82.5%;单独添加十二烷基苯磺酸钠时,其质量分数为0.9%时对铸铁的缓蚀效果最好,缓蚀率达到67.5%。
2. 由质量分数为0.2%的钨酸钠和质量分数为0.1%的十二烷基苯磺酸钠组成的复合缓蚀剂对铸铁的缓蚀效果最好,缓蚀率达到91.3%,表现出优良的协同缓蚀作用,同时使钨酸钠和十二烷基苯磺酸钠的用量减少,缓蚀剂的总浓度明显降低。
 
微信:
微博:

 

钨酸钠制备焦绿石型氧化钨

焦绿石型氧化钨在光电化学、功能材料和传感等领域展示出良好的应用前景,此外,它还可作为中间产品用于工业化生产WO3。焦绿石型氧化钨的合成方法有多种,主要有两种:第一种以奥利维里斯(Aurivillius)型化合物为前驱体,通过酸处理得到焦绿石型氧化钨。第二种方法是水热合成法,也就是将钨酸钠溶液酸化至一定pH范围后,水热反应一定时间即得。水热法制备焦绿石型氧化钨具有其他方法不可比拟的优势,但水热法存在成本高、反应时间长、产品质量差等缺点。因此,如何强化它的制备过程实现低成本制备优质产品成为该法迫切需要解决的问题。
 
这里介绍通过采用XRD、TGA-DSC、IR和SEM手段对实验产品进行测试表征,用化学分析法确定了焦绿石型氧化钨产品中Na元素的含量,运用离子置换法脱除了产品中大部分的Na元素。研究结果表明: 
(1)晶种分解和溶析结晶法均不适合生产焦绿石型氧化钨,但溶析结晶法为制备Na2WO4和焦绿石型氧化钨提供了新思路。 
(2)水热法制备焦绿石型氧化钨的过程中,当C(Na2WO4)=150g/L, T= 126℃,t=11h时,添加草酸65g/L,反应率达 到最大值91%;添加剂C能提高反应率,焦绿石型氧化钨晶种则可以加快反应速率。焦绿石型氧化钨析出的直接前驱体可能是W7O246-离子,而溶液中少量的Fe2+离子会使析出机理发生转变。
(3)焦绿石型氧化钨:产品在30-450℃内连续失水,温度低于340℃时仍然保持焦绿石型结构稳定。SEM 照片表明产品具有立方晶型特征,而表面活性剂能改变产品形貌。
(4)Na元素为产品中不可避免的杂质,其含量在3.3 --4.9%之间,离子置换法能将Na含量降低到0.3%左右。
 
微信:
微博:

 

钨酸钠催化环己酮清洁合成己二酸

环己酮,有机化合物,为羰基碳原子包括在六元环内的饱和环酮。无色透明液体,带有泥土气息,含有痕迹量的酚时,则带有薄荷味。不纯物为浅黄色,随着存放时间生成杂质而显色,呈水白色到灰黄色,具有强烈的刺鼻臭味。与空气混合爆炸极与开链饱和酮相同。环己酮在工业上主要用作有机合成原料和溶剂,例如它可溶解硝酸纤维素、涂料、油漆等。

己二酸又称肥酸,是一种重要的有机二元酸,能够发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等,并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物等。己二酸是工业上具有重要意义的二元羧酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,产量居所有二元羧酸中的第二位。

己二酸

己二酸主要的生产方法为环己醇和环己酮的混合物为原料的硝酸氧化法或环己烷的两步氧化法,收率和选择性都较高,但设备腐蚀严重。因此,通过改进生产流程,研制新型催化体系,提高反应的选择性,开发原子经济性反应,采用无毒无害的原料在无毒无害的反应条件下生产己二酸是当今相关部门的科研工作者努力的方向。与传统的氧化剂比较双氧水是一种绿色的氧化剂和清洁的氧化剂。

这里介绍的钨酸钠催化环己酮清洁合成己二酸的实验方法为:以w( H2O2) =30%的双氧水为氧化剂,钨酸钠为催化剂,在各种配体存在的条件下清洁催化氧化环己酮合成己二酸。实验初期原位合成过氧钨酸盐-有机配位络合催化剂。反应无需有机溶剂,反应结束后通过简单的相分离即可得到产物,同时反应条件温和,容易操作,不产生有毒有害副产物。

通过此方法,可得以下结论:以钨酸钠为催化剂,各种酸性试剂为配体,温和条件下原位合成的过氧钨酸盐配位络合物催化氧化环己酮合成己二酸的反应取得了较好的催化氧化效果,其氧化条件温和,反应容易控制,整个反应清洁无污染符合当前绿色合成的要求。

微信:
微博:

 

搅拌加快仲钨酸铵蒸发结晶

搅拌溶液晶体长大是一种传质、传热的化学过程,而传质、传热阻力主要存在于晶体表面附近的滞流层内,因此增加固体与液体间的相对运动速度,就能提高晶体的成长速度。在一定的搅拌速度范围内,提高搅拌速度能增加固体与液体间的相对速度,从而加快晶核的成长速度,但达到某一极点搅拌速度后,再提高速度,反而会打破晶体。搅拌对蒸发结晶有着显著的影响,因为蒸发过程伴随失氨的化学反应,并且搅拌还原性氨具有诱导成核作用。
 
钨酸铵溶液是不稳定的,溶液中的铵极易挥发损失。当加热,并搅拌钨酸铵溶液时,随着氨和水分的不断挥发,仲钨酸铵晶体不断生成,同时使得溶液中的钨酸铵浓度由不饱和升至过饱和而进入介稳状态。继续加热蒸发,在还原性的氨气氛下又发形成晶核,然后晶核不断长大成为一定大小形状的晶体。

搅拌能促使诱导期缩短;搅拌速度快,形成的漩涡直径大、高度深、流速快,溶液与锅壁的接触面积增大,加快热交换速度,从而促进反应过程进行。NH3的逸出加剧了溶液过饱和的生成,使得过饱和度增大;同时,搅拌也使扩散速度加快,溶液的介稳区宽度缩小,△c变小,从而诱导常数k下降。并且,搅拌速度增大后,晶体生长速率由扩散控制转为表面反应控制,搅拌对仲钨酸铵均相成核和二次成核的影响一直在不断的增大;其中,对二次成核影响尤为显著,搅拌既能够阻止聚集体的生成,又能使晶体破碎和二次成核加剧,从相反方面影响仲钨酸铵的均一性。
微信:
微博:

 

pH值对仲钨酸铵晶体的影响

仲钨酸铵结晶电镜图仲钨酸铵晶体平均粒度与粒度分布受溶液的pH值的产生影响,同时成核速率及结晶生长速率也受pH值影响,且影响效果明显。氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比,俗称“pH”。表示溶液酸性或碱性程度的数值,即所含氢离子浓度的常用对数的负值。在溶液pH=9的时候,往原始钨酸铵溶液中滴1%HCL溶液,溶液PH值下降,APT的晶核析出速率降低。设定水浴60℃下反应,敞口搅拌,实验结果发现,当pH>8时,溶液产生乳白色沉淀,搅拌之后沉淀即刻消失;但当pH降至8的时候,生成的乳白色沉淀即使搅拌也难以消失。
 
当pH<8.2时,NHC4+水解析出H+使得pH突然严重下降。由于成核速率和结晶生长受pH值的严重影响。将自生晶核后的pH值定位在8~7.8范围内,优于7.6~7.4当溶液中出现晶核后,控制pH在8.0~7.8范围内,有利于减少自生晶核的数量以及形成速率,量小的晶核能平稳的生长成为大颗粒的产品,并且,较窄的pH范围有利于制得均匀分布的粗晶粒仲钨酸铵。当往溶液中注入10%~20%的稀盐酸,pH调至6.5~7.5,则结晶颗粒松装密度减小,晶形规则,尤其是制取细颗粒仲钨酸铵更为合适。通过调整结晶母液的理想pH至6.0~8.0,并加热到50℃以上,可以获得高纯度仲钨酸铵晶体。
微信:
微博:

 

温度对仲钨酸铵成核和结晶生长速率的影响

tungsten-cy-11-1溶液温度对仲钨酸铵(APT)结晶生长速率产生影响。室温以上,随着温度的升高,仲钨酸铵结晶的晶形经历了针状→细条状→片状→长方体→立方体的变化。APT晶粒的大小也由几微米逐步变粗到40~60μm。温度升高,APT晶形和晶体结构变化导致APT结晶产品变粗。
 
仲钨酸铵晶体生长过程与成核过程相同,晶体生长速率由化学反应步骤控制。APT晶体生长过程是放热过程,溶液温度升高会使APT成核速率增大,晶体生长速率加快。由于仲钨酸铵晶体是依靠化学反应产生饱和的蒸发结晶过程,并且化学反应存在着仲钨酸A→仲钨酸B→的缓慢中间步骤。故而,在成核期间内,新的晶体生长和已有晶体的生长同时发生。成核和晶体生长是两个互为消长的过程。温度升高,一方面使得成核速率常数增大,成核速率加快,新的晶粒大量增加;另一方面,温度升高以及晶体不断生长使得固相总面积不断增大,过饱和度?C迅速降低,反过来抑制成核速率和晶体生长速率。实验证明,若温度从91.5℃升高到94.5℃,过饱和度下降对成核速率和晶体生长速率的影响系数分别为0.827和0.933,同时,速率常数对成核速率和晶体生长速率的影响系数分别为1.616和1.291.
 
结晶温度对仲钨酸铵晶粒大小的影响,最终取决于当温度改变时,成核速率和晶体生长速率变化幅度的相对大小。实验结果表明,结晶温度对成核过程的影响大于对晶体生长过程的影响。
微信:
微博:

 

涂层硬质合金工艺

涂层硬质合金在原有的化学气相沉积法(CVD)以及物理气相沉积法(PVD)的基础上加以改进,发展出了一些新的涂层技术。

3.中温化学气相沉积(MTCVD)

中温化学气相沉积(Medium Temperature Chemical Vapor Deposition, MTCVD)是在原本CVD的基础之上改进发展出的一种新技术。其基本原理是以含碳(C)-氮(N)原子团的有机化合物如甲基亚胺、三甲基氨等作为主要反应的原料气体,与氢气H2、氮气N2、四氯化钛TiCl4等气体在700-900℃下产生分解与化合反应,生成相应的Ti(C,N)等不同涂层。该方法最大的优势在于其能有效遏制脆性η相的生成,从而在一定程度上提高涂层的耐磨性、强度以及抗热震性等综合性能。但是其缺陷在于涂层内部的应力状态与PVD法相反为拉应力,这也就使得微裂纹产生的可能性大大增大。

4.溶胶-凝胶法(Sol-Gel)

溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在涂层硬质合金的制备中也被称为α-Al2O3法。其是以异丙醇铝C9H21AlO4为前驱物(前驱物又被称作母体物或先质,英文为precursor,在大气化学反应中前驱物往往是反应物,其生成物为二次污染物),采用溶胶-凝胶法在硬质合金刀具基体表面上制得结构完整且致密的α-Al2O3涂层。涂层和界面无明显物理缺陷,也未生成弱化相,其中硬质合金中的部分钴Co元素也扩散到涂层当中,进一步提高了基体与涂层之间的粘结强度。有实验数据表明,用溶胶-凝胶法制得的涂层硬质合金刀具的耐磨损性和使用寿命相比未涂层刀具提高了近一倍。

涂层硬质合金

微信:
微博:

 

水热合成法制备焦绿石型三氧化钨

焦绿石型三氧化钨(WO3•0.5H2O)以扭曲的WO6八面体为结构基元、通过W-O刚性骨架的角顶构筑形成具有圆环孔道的层状结构,由于其具有分子筛的网状结构和介稳性,在材料科学领域拥有广泛的应用前景,同时在钨冶炼领域,能够作为制备氧化钨的中间体,有希望减少钨工艺流程,实现碱液循环。目前,通过利用水热法制备焦绿石型氧化钨已经能够保证一定的反应率,但是含钨酸钠的水热体系结构比较复杂,限制了该法的推广应用。因此,如何强化和优化水热反应过程,制备出比较符合工业要求的焦绿石型氧化钨产品,对于实现工业化生产具有重要的意义。

研究结果表明:
水热合成法制备焦绿石型三氧化钨(1)单独利用三氧化钨为添加剂能够稳定水热体系的pH,并且制得焦绿石型氧化钨产品,其反应率能达到80%以上。而以草酸、CO2预处理钨酸钠溶液后,则利于改变反应速率,将反应时间由原来的24h以上缩短至8h以内。
(2)进一步证明了碱性体系下也能够制得焦绿石型三氧化钨产品,所需要pH范围拓展至3.5~8.9之间。
(3)经XRD、SEM等检测手段分析,所制得的产品均具有良好的立方体结构,颗粒的粒径平均尺寸都在1μm左右。
(4)以三氧化钨为添加物的产品具有较好的分散性,但是,产品中容易夹带Na元素,用少量稀盐酸进行洗涤能基本去除Na元素。
(5)采用红外检测初步认为W2O72-是制备焦绿石型氧化钨的生长基元,探讨了钨酸钠溶液在水热反应过程中以及酸化过程中多组分平衡情况,对水热反应机理提出了合理的假设。

微信:
微博:

 

制备三氧化钨介孔材料

介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大比表面积和三维孔道结构的新型材料。它具有其它多孔材料所不具有的优异特性:具有高度有序的孔道结构;孔径单一分布,且孔径尺寸可在较宽范围变化;介孔形状多样,孔壁组成和性质可调控;通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。 它的诱人之处还在于其在催化,吸附,分离及光,电,磁等许多领域的潜在应用价值。按照化学组成分类,介孔材料一般可分为硅系和非硅系两大类

三氧化钨介孔材料的制备方法
六方相三氧化钨结构图1. 水热法
主要以长链有机物为模板,六氯化钨为钨源,在乙醇中凝胶化后通过煅烧或者溶剂萃取除去有机模板剂来制备氧化钨介孔材料,但高温煅烧时氧化钨介孔极易坍塌,而利用萃取除去有机模板时,需多次萃取却难以除尽。以无水乙醇作为反应介质,以非离子表面活性剂p123作为模板,乙醇作为反应物,采用溶胶凝胶法,在400℃煅烧5h后准备出介孔三氧化钨,孔径为125m/g 空隙率48%。
2. 硬板模板法
用介孔二氧化硅为模板,使氧化钨在其介孔中高温结晶后用HF除去模板,此类方法在除去模板时条件比较温和,而且模板除去彻底,而且由于二氧化硅作为骨架支撑,制备三氧化钨介孔材料结构较好。采用模板法,利用二氧化硅介孔材料为模板剂,利用磷钨酸为钨源,以模板法制备了的氧化钨介孔材料。
 

微信:
微博:

 

三氧化钨介孔材料的应用

在催化剂领域的应用
介孔分子筛具有较高的比表面积和规则有序的孔结构,是催化剂的优良载体,固体杂多酸是一种新型的催化材料,具有超强酸的性质,它不但对环境友好,而且有温高活性的优点。在实际应用中,可将其负载于适合的载体上,介孔材料的孔道直径较大,有利于多酸阴离子进入而达到充分分散的作用。将三氧化钨(WO3)负载在氧化铌(Nb2O5)与氧化铝(Al2O3)上,可得三氧化钨在氧化铌有更好的分散性,更容易被还原,三氧化钨与氧化铌能形成固溶体。与WO3/Al2O3催化剂相比,WO3/ Nb2O5对乙醇氧化成乙醛和乙酸等反应有更高的活性。

三氧化钨介孔材料催化剂在吸附领域的应用
介孔材料在分离和吸附领域有着独特的应用,它对氮气,挥发性烃和重金属离子有着较高的吸附能力,无需特殊的吸附剂活化装置就可以回收各种挥发性有机污染物和铅Pb,镉cd等重金属离子。合成的六方介孔材料。用于吸收核废液中元素,达到较好的效果。

目前对于三氧化钨介孔材料的研究存在较大的困难,主要由于其复杂的价态制备过程中有很多值得研究与急需解决的问题。非硅基介孔材料从合成技术,合成机理到实际应用方面仍然存在诸如合成技术不成熟(往往在脱除模板剂的过程中会造成孔坍塌等状况)、不绿色、重复性、合成机理不够明确、实际应用工艺不成熟、应用领域有进一步待拓展。
 

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。

金属钨制品

金属钨制品图片

高比重钨合金

高比重钨合金图片

硬质合金

硬质合金图片

钨粉/碳化钨粉

钨粉图片

钨铜合金

钨铜合金图片

钨化学品/氧化钨

氧化钨图片