离子交换法分离钨酸钠溶液中的钒

钒是银白色金属,熔点很高,为难熔金属。有延展性,质坚硬,无磁性。具有耐盐酸和硫酸的本领,并且耐气、盐、水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。最初的钒大多应用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。后来,人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用,并应用到航空航天领域,从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。
 
钒随着工业的高速发展,钨矿资源日趋减少,废钨资源的回收利用日益受到重视,废弃的钨金属制品经常含有其他有价金属成分,钒就是其中一种。钨回收过程中,废料中的钒和钨进入钨酸钠溶液,现有的分离技术还不成熟,容易造成钒的大量损失。
 
有报道研究成功了一种从废弃的钨金属制品中回收钨和钒的工艺,实现了对钨和钒的有效分离,采用的是离子交换法。对钨酸钠溶液先进行预处理,经过转型后的树脂吸附,钒吸附在树脂上,而钨大部分保留在流出液中,从而达到分离目的。通过此方法可得以下结论:
1. 对于OH- 型树脂,钒和三氧化钨都很难吸附上去。转为Cl- 型树脂后,钒很容易交换上柱,而三氧化钨不容易上柱。
2. pH值较低有利于树脂钒的吸附。流速对钒穿透交换容量的影响是非常显著的,说明树脂的交换速度比较慢,只有流速较小时才能保证其良好的吸附性能。 
3. 钒浓度越高越有利于树脂对钒的吸附,即钨和钒的分离系数越大。
 
总之,将含钒钨酸钠溶液pH调至8-10,通过经盐酸转型的某型号树脂吸附,钒被有效吸附于树脂上,钨绝大部分不被吸附进入交后液,从而达到钨钒分离的目的。钒的去除率和钨的回收率都达到了较高的水平。
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控制仲钨酸铵结晶中钠的含量 3/3

5、结晶时间
APT结晶时间是与结晶温度相关的因素,结晶温度高,则所需结晶时间短;反之,则结晶时间长。实验证明,杂质不仅可以在结晶过程中进入晶格,也能够在晶体与母液长时间接触中转入。也就是,结晶时间增长,会促使钠更多的进入到APT晶体中。所以,要得到高质量的细钨粉,有必要降低APT的结晶时间。
6、搅拌强度
随着APT蒸发结晶温度的升高和溶液过饱和度降低,搅拌对二次成核和扩散的影响都将减弱。其原因可能是高温状态下蒸发结晶,由于钠离子在水溶液中溶解度虽温度升高而增大,其在溶液中未达到饱和,与晶体接触的机会相对减小。尽管搅拌能有效增加接触机会,但是,这个影响不是很大。
7、结晶器壁比面积(S/V)
S/V增大,意味着结晶器壁表面的结垢增大,使得APT固相表面积加大,碰撞机会增加,促使钠进入APT晶格。故而,降低结晶器壁比面积可以降低APT中钠的含量。
蒸发结晶系统

APT蒸发结晶过程中,提高钨酸铵溶液中的WO3浓度可以同时降低氯化铵用量和钠离子浓度,有利于降低APT中的钠含量;在一定范围内降低APT结晶率、提高结晶温度和缩短结晶时间、降低搅拌强度均能在不同程度上降低钠的含量。结晶器壁比面积和洗涤也是减少钠含量较为有效的办法。

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控制仲钨酸铵结晶中钠的含量 2/3

2、钨酸铵溶液起始WO3浓度
钨酸铵溶液中,钠因过饱和而析出的产物最大可能为钨酸钠。有研究表明,当钠离子的起始浓度固定时,WO3的浓度越高,APT中的钠含量越低。这主要是因为蒸发结晶过程中APT的过饱和度迅速消失,结晶后期APT晶体的析出完全依赖于溶液中水分的蒸发。而在一定温度下,不论结晶程度如何,结晶母液中WO3的浓度始终维持一个较高的值。高浓度的WO3在 相同结晶率下相对于稳定浓度的钠离子具有较大的结晶母液体积,故而,整个结晶过程将在较低Na+浓度下进行。所以,提高钨酸铵溶液起始WO3浓度可以降低APT晶体中钠含量,进而提高钨制品的质量。
3、结晶温度
完整块状的晶体和颗粒均匀的粗晶所夹带的杂质一般比较少。APT蒸发结晶温度高,则APT晶体中的钠含量较低;反之,蒸发温度低,则APT中钠含量相对较高。这是因为,仲钨酸钠的溶解度随温度升高而增大,同时,高温容易得到粒度均匀的粗颗粒晶体,反之,低温则得到粒度不均的细颗粒APT晶体。由于APT细晶具有多种不同晶形,且表面积较大,晶体缺陷(如多孔、裂缝等)较多,这会加速钠的多相成核速率,同时促使钠进入APT晶格。故而,保持APT结晶在高温环境中进行,能有效降低晶体中钠含量。
4、洗涤
洗涤能除去吸附在APT晶体表面的Na+和残留在晶体间隙的母液,从而较大程度降低APT中钠的含量。

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控制仲钨酸铵结晶中钠的含量 1/3

在钨冶金工业中,仲钨酸铵(APT)作为重要的中间体,APT中杂质含量将影响其最终成品钨的质量。而钠的含量的高低会影响钨粉的颗粒度,高钠APT可以用于制备粗颗粒的钨粉;低钠APT则可以用于制备细颗粒钨粉。钨合金中最主要的原料是钨粉,其粒度的大小对钨合金的性能起到关键性作用。含细颗粒钨粉的合金性能明显高于含粗颗粒钨粉的合金。如果,钨粉颗粒为超细颗粒,那么合金性能可以得到一个质的飞跃,达到高强度与高硬度两者相统一的效果,从而扩展钨合金的应用领域。
钨粉颗粒

工业上为得到细颗粒钨粉,尽量减少其上游产品仲钨酸铵中钠的含量是一种行之有效的方式。文章将从钨酸铵溶液起始WO3浓度、APT结晶率、结晶温度、结晶时间、搅拌强度等7个方面对钠析出的影响,分析APT蒸发结晶过程中如何降低APT中钠的含量。
1、APT结晶率
APT蒸发结晶初期,由于溶液中APT过饱和度大,晶核生成和晶体成长的速度都很快,产生颗粒小的APT晶粒,此时,杂质钠容易进入到晶体内部。随着蒸发结晶的进行,溶液过饱和度迅速下降,含钠高且表面积大的APT小晶体容易溶解,而含钠少的大晶体则持续长大,使得APT中钠的含量总体呈下降趋势。而后随着母液的浓缩,Na+浓度不断提高,APT与Na+接触面积增大,APT中钠又呈上升趋势,如此循环。

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涂层硬质合金新型涂层与结构——金刚石涂层(1-3)

众所周知,金刚石是目前人类所发现的物质中硬度最高的物质,其密度3470-3560kg/m3,莫氏硬度为10,熔点高达3550℃-4000℃。金刚石的化学性质稳定,耐磨性优良,但是却难以直接加工成所需的产品或零件,而气相沉积法制备的金刚石涂层就能较好地解决这一矛盾,被广泛运用于一些金属线材生产所需模具的涂层。金刚石涂层主要是利用低压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD)在硬质合金基体上沉积一层多晶组成的金刚石膜体,从而改善硬质合金的硬度以及耐磨性等性能。

以金属线材的消耗品拉拔模具为例,目前线材行业中使用的主要模具包括硬质合金模具(Tungsten Carbide, TC)以及聚晶金刚石模具(Polycrystalline Diamond, PCD)两种,而金属线材的质量、生产效率以及综合性能都极大地取决于拉拔模具的性能。硬质合金模具硬度和韧性优良,制作成本较聚晶金刚石低,但是在工作中易发生粘料,使用寿命较聚晶金刚石短;而聚晶金刚石硬度高,耐磨性极好,但是模具制作成本较高,制作较大尺寸的模具或异形模具都相当困难,可塑性及韧性也相对较差。因此,利用LPCVD金刚石涂层技术制成金刚石涂层硬质合金拉拔模具,既综合了金刚石与硬质合金二者的优点,又克服了相应的缺陷,是新型拉拔模具中适用范围最广的一种。以下是拉拔模具工作示意图:

涂层硬质合金

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制备纳米银三氧化钨

传统的污水处理方法如吸附法、混凝法、活性污泥法等,其效率低、成本高、存在二次污染等问题。在全球能源短缺、环境污染问题日益严峻的大背景下,高效利用洁净、无二次污染的太阳能的光催化技术是众多处理污染物方法的首选。以三氧化钨为和纳米材料为基体,制备的纳米银三氧化钨常用于光催化降解有机污染物和光解水等反应。这种方法属无机光催化剂制备工艺技术领域,与其他方法相比其催化效率可大幅提高,并且这种工艺具有简单、环境友好等优点。

纳米银三氧化钨实验方法
以三氧化钨和纳米片为基体,通过紫外光还原法,将纳米银均匀负载于三氧化钨纳米片上,然后在湿润状态下加以一定温度下的焙烧,得到新型光催化剂纳米银负载三氧化钨,从而达到提高氧化钨光催化活性的目的。利用氮气(N2)吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、漫反射吸收光谱(DRS)和光电流测试等手段对样品进行表征。

结果表明
三氧化钨负载纳米银的光催化剂具有完整的晶型和规则的孔道结构,有利于光生电子和空穴的分离。同时,作为固态电子受体与传输体的纳米银三氧化钨促进了光生电子-空穴对的传输和分离,有效提高了可见光催化性能。掺杂2%(质量分数)纳米银三氧化钨的复合光催化剂性能最佳,4h可将4-CP降解96%以上,催化剂经多次循环使用后,其光催化活性基本保持不变。

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制取高纯三氧化钨

高纯三氧化钨中国的钨矿资源极为丰富,但由于多年开采,品位高、易开采的黑、白钨矿储量和产量急剧下降。迄今,高纯钨还主要依赖进口。高纯三氧化钨粉是电子工业中不可缺少的原料,在磁控溅射及大规模集成电路中有着广泛的应用。可用作制金属钨的原料,制造硬质合金、刀具、模具和拉钨丝,也可用于粉末冶金,还可用于X射线屏及防火织物,以及用作陶瓷器的着色剂和分析试剂等。因此制取高纯三氧化钨成为重要的研究。

实验方法:
用优级仲钨酸铵(APT)经常规工艺,即以APT为原料直接煅烧为三氧化钨,在经过原所产出的高纯钨粉,含钼40mg/kg,铁20mg/kg,钨粉纯度约为95%左右。采用高浓度盐酸并加入双氧水、硝酸处理仲钨酸铵,制得高纯三氧化钨。用其作原料产出的高纯钨粉,含钼4mg/kg,铁小于1mg/kg,含钨≥99%。

实验表明:
1. 当实验中加入WHO3酸解钨酸的溶液煮沸时,由于沉淀过程中产生大量气泡,其可以起到搅拌、疏松钨酸的作用,且省去了人为搅拌,比加H2O2的效果更明显。
2. 高酸度(盐酸>8 mol/L)下,仲钨酸铵转化为钨酸沉淀时,可大幅度降低其中的杂含质量。
3. 在仲钨酸铵酸解过程中,补加双氧水(H2O2, 100ml/kg)和硝酸(盐酸用量的1/10),有助于降低杂质含量,便于过滤和洗涤粗大晶粒。
4. 在高酸度(盐酸或者硝酸)下,大量的H2NO4与极微量H2MO4显示出溶解差异,并且H2WO4 完全沉淀,H2MO4则溶解,达到分离效果。

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检测含硫三氧化钨

比色法正硬质合金及合金钢的性能在很大程度上决定于三氧化钨的质量。制取三氧化钨的普通方法包括以下主要工序:溶液净化除硫、硅、氟、砷、磷、钼等;添加氯化钙溶液沉淀人造白钨;盐酸分解人造白钨;钨酸经洗涤、过滤、干燥、煅烧后,即成三氧化钨。此文主要介绍测定高纯三氧化钨中微量硫的方法。

比色法(Colorimetry)定义:以生成有色化合物的显色反应为基础,通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。比色法作为一种定量分析的方法,其对显色反应的基本要求是:反应应具有较高的灵敏度和选择性,反应生成的有色化合物的组成恒定且较稳定,它和显色剂的颜色差别较大。选择适当的显色反应和控制好适宜的反应条件,是比色分析的关键。

测定高纯三氧化钨中微量硫方法
将高纯三氧化钨脂肪置放在1400℃进行燃烧,所得含硫及硫化物与氧反应生成二氧化硫,用氯化汞酸钠溶液吸收,形成稳定的二氯亚硫酸根络合物。接着使该化合物再与甲醛缩合,并与褪色品红作用,可生成紫红色的化合物,在560nm处进行比色测定。对显色时间及颜色的稳定性、试样燃烧吸收时间以及降低空白值等条件进行试验。最后可得到氯化汞酸钠的用量、显色剂、褪色品红与甲醛用量对显色的影响。该方法的测定下限为0。5ppm,相对标准偏差±4.8%。

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婚礼礼品用钨镀金筷

对于当下社会的结婚习俗来说,亲戚、朋友结婚送点精致的礼物已是平常之极的事情,但对婚礼礼品的选择似乎也困扰着许多人。什么样的礼物可以既显得大气有档次又价格适宜呢?
 
我们都知道筷子是必不可少的生活必需品,它在中国的使用历史可追溯到三千年以前,古时称之为“箸”,目前很多民间的地方方言依然保留这样的叫法。“昔者纣为象箸”,可见早在商朝时商纣王就以象牙雕刻筷子用之,而“筷子”文化由于其深厚的底蕴也被视为中国文化的象征之一。常见的用以制造筷子的原料主要有竹子、木头、塑料、不锈钢、陶瓷等等,而这些材料制成的筷子也各有其使用的利弊。
 
送筷子作为婚礼礼品似乎听起来显得很不可思议,但这筷子并不是普通的竹筷、木筷,而是钨镀金筷。钨镀金筷子无毒环保,且具有形同黄金般的亮丽外观,作礼品之用显然是十分得当的。对于当下心思另类、追求时尚与传统文化共融的人来说,钨镀金筷价格适宜、外形美观且寓意深厚,是用来当做婚礼礼品的极佳之选。
钨镀金筷子
 
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保养黄金与钨镀金制品的注意事项

黄金的不活泼性使其对日常生活中常见的诸如氧化、湿气以及高温等问题都有着极为微小的化学反应,而黄金的耐磨性则远远低于钨镀金,且黄金纯度越高、耐磨性越差。因此,应当尽量避免将黄金饰品与其他坚硬的首饰一起佩戴,如玉镯。虽然钨镀金耐磨性强,但由于其表面为镀金层,为防止镀金层磨损影响美观,因此还是需要多注意对钨镀金制品的保护。
 
而我们生活中常见的一些像洗发水、香水、沐浴露等含有某些化学物质的日用品也会对黄金和钨镀金制品的表面亮度造成影响,因此避免将其放置在梳妆台面、沐浴间、厨房等地。此外比较容易让人忽视也却也很重要的一点是,应当避免将黄金制品与温度计、血压计等这样含有汞的一类物品摆放在一起,因为一旦不小心破碎,温度计与血压计中的汞,也就是我们常说的水银将会对黄金制品和钨镀金制品表面的镀金层产生溶解作用,使其发白从而影响美观。黄金和钨镀金制品在平常生活中若表面有污染或污渍,用清水冲洗后拿棉布吸干水分即可。除此之外,在日常生活中我们还应当注意不要去弯曲或者挤压黄金制品,防止其发生变形甚至断裂。
黄金块
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钨合金风幕机配重块

所谓钨合金风幕机配重块指的就是用以校正风幕机中风轮动平衡的钨合金平衡块,也叫平衡夹。无论是风幕机或是其他一些旋转的机械零部件如钟表摆轮、内燃机曲轴、汽车轮毂、飞机螺旋桨、离合器等等都需要进行动平衡的调校才可以保证其在使用时能够稳定地运行。
 
钨合金配重块的作用就是用以校正风幕机的风轮,降低其在高速运转过程中由于动平衡不好而产生的震动和噪音。对于各大商场使用的风幕机来说,这些震动不仅会对风幕机的整体性能造成很大的影响,比如夏天时无法很好地阻隔室外的热气、蚊虫、灰尘等,其产生的噪音也会影响到来往的客人。因此利用钨合金配重块来平衡风轮的转动惯量,使其在高速运转的情况下能够保持平稳的转动速率以此来减少风幕机产生的震动并减少了噪音,也就能够保证风幕机的整体使用性能,延长其使用寿命。由此可见,一块小小的钨合金配重块,其可产生的作用却是不可估量的。
钨合金风幕机配重夹
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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。

 

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龙年首周钨价开门红。

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