废烟气脱硝催化剂中回收钨和钒

SCR脱销技术的个核心部分是催化剂,催化剂在运行过程中由于磨损、堵塞、碱金属中毒等原因会逐渐失去活性。而其中主要成分V2O5和WO3均属于金属氧化物,性质相近,且废烟气脱硝催化剂中含有T12及玻璃纤维的混合物,因此将V2O5和WO3分开非常不容易。国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋,国内对于脱硝催化剂的回收利用技术也尚处于研究和摸索阶段。有研究介绍一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法,其步骤如下:

蜂窝型脱硝催化剂

1. 催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解,酸解后加入水,得硫酸氧钛溶液;
2. 过滤步骤1得到的硫酸氧钛溶液,滤渣收集备用,滤液加热浓缩后水解,得水解产物;
3. 过滤水解产物,并对滤液进行沉降处理;
4. 过滤,取上层清液加入过量NH4Cl,充分反应后,过滤,得偏钒酸氨沉淀;煅烧偏钒酸氨沉淀,获得纯净的V2O5,从而回收V;
5. 往步骤2得到的滤渣中加入过量10%〜28%氨水反应,使之充分后,过滤;滤液加热至80〜100°C,(部分)氨和水蒸发后,生成仲钨酸铵晶体;干燥、煅烧仲钨酸铵晶体,得纯净的WO3,从而回收W。

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钨铜材料加工工艺——变形加工

钨铜合金材料通常采用粉末冶金(Powder Metallurgy,PM)以及熔渗法相结合的工艺制备。由于钨和铜两种金属硬度和熔点相差较大且完全不互溶,因此也被称为二相假合金。其通过钨粉或是掺入部分铜粉的混合粉特殊压制后形成内部连通孔的钨骨架,再通过熔渗铜工艺形成的钨铜合金相对密度较高,各项性能优良。现如今已经出现了超细纳米晶钨铜合金材料,其微观结构更为合理稳定,相对密度和强度也大幅度提高,但是其可塑性和延展性相对较低,无法满足在一些产品的应用中(如薄板、丝材、箔材等)的特殊要求,因此对钨铜合金材料的变形加工工艺的研究也成为了一大热点。

对于钨铜合金材料的变形加工工艺,我们可以在大体上分为两类,一类为冷变形加工,另一类则为热变形加工。从定义上讲,冷变形加工就是在再结晶温度以下的塑性变形加工。随着机械加工工业的核心技术的发展,生产中依靠冷作模制造的零件越来越多,使用的冷变形模具种类越来越多。冷体积模锻(冷镦、冷挤压、压印等);板料冲压(如拉伸、落料、切边、冲孔等);材料轧制(冷轧、轧轮成型等)。虽然冷变形模具的种类繁多,工作条件不一,性能要求也有所不同,但基础工作情况相近:即均在冷状态下使金属变形,工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。有相关研究人员对熔渗后的不同配比的钨铜合金(W-20Cu,W-30Cu,W-40Cu)产品进行冷轧变形并在变形加工中进行中间退火处理,每一道次压缩5%-10%,最终可达到总变形量的50%。其中,在变形量<25%时,发生变形的仅仅是材料中的铜;而当变形量达到50%时,材料中的钨开始沿轧制方向伸长。还有一些国外学者将烧结后所得到的低密度的钨铜W-40Cu材料进行挤压、热锻和冷锻后得到钨铜棒材;用烧结密度仅为75%的钨铜W-40Cu板坯经过冷轧变形后可制成钨铜薄板;而用冷轧方坯,再经冷轧、冷拔还可制得直径为0.3mm的钨铜丝材。这种变形加工后的钨铜合金具有完全致密的组织、机械强度以及优良的导电导热性,可以实现在多个领域的应用以及满足不同需求的产品。

与冷变形加工工艺相反,热变形加工工艺指的就是在金属再结晶温度以上的塑性变形加工,其常见的加工方法有锻造和型材的热弯、热压以及热拉成型等。与冷加工变形工艺(由于加工过程打破了原金属内部的力平衡,从而造成了应力的释放,是原力平衡被打破而产生的变形,未达到金属材料的屈服点)不同,金属热变形加工发生了塑性变形达到了材料的屈服点。但是该工艺相比于冷加工变形,由于温度更难控制,在变形加工过程中无法完全确保钨铜合金材料的组织结构和各项性能的稳定性。

钨铜合金导电嘴

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检测不同三氧化钨对亚甲基蓝的脱色率

亚甲基蓝(methylene blue )又称作次甲基蓝,是一种吩噻嗪盐;其正电荷不稳定,外观为深绿色青铜光泽结晶(三水合物),熔点215ºC,闪点14℃,密度1g/mL。亚甲基蓝可溶于水/乙醇,不溶于醚类。亚甲基蓝在空气中较稳定,其水溶液呈碱性,有毒。亚甲基蓝广泛应用于化学指示剂、染料、生物染色剂和药物等方面。无水亚甲基蓝是金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物,溶于水,酒精,氯仿,不溶于乙醚,其溶液为蓝色;遇浓硫酸呈黄光绿色;稀释后呈蓝色;水溶液中加入氢氧化钠溶液后呈紫色或出现暗紫色沉淀。

检测不同物相三氧化钨对亚甲基蓝的脱色率,首先向5mL 10mg/L亚甲基蓝染料溶液中分别加入0.0080g,水热法制备的正交相产物三氧化钨1g和0.0080g,沉淀法制备的单斜相产物三氧化钨2g,将该两项样品放置太阳光下照射3h后,取样分析。

检测结果显示:单斜相三氧化钨对染料的脱色率为97.41%,正交相三氧化钨对染料的脱色率为91.40,单斜相三氧化钨的催化活性较高,脱色率较高。这可能是因为正交相产物三氧化钨的带隙能为2.86eV,单斜相产物三氧化钨的带隙能为2.53eV。单斜相产物三氧化钨的带隙能小于正交相产物三氧化钨的,电子由低能价带跃迁至高能导带所需要的能量低。与正交相的三氧化钨相比,单斜相三氧化钨更容易发生电子跃迁,产生数量较多的电子-空穴对,因此其对亚甲基蓝的催化活性较高,使得脱色率也较高。

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三氧化钨纳米棒表征

纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状纳米颗粒,具有相对稳定,及丰富的化学物理性质。纳米棒的表面等离子体共振波长可以随长宽比变化。由于它独特的光学、光电、光热、光化学、以及分子生物学性质,纳米棒在材料科学界正受到强烈的关注,并引发众多材料学家、生物化学家、医学家、物理学家、微电子工程师等科研工作者对之进行广泛和深入的研究。

三氧化钨纳米棒在生长过程中,钠离子优先吸附在三氧化钨晶面上,抑制了该晶面生长,三氧化钨纳米棒在可见光下表现出较好的光催化性能,且气敏性能测试结果表明,三氧化钨纳米棒族器皿元件工作温度低,对丙酮、三氧甲胺具有很高的灵敏度和很好的响应恢复时间,显示出该材料较好的应用前景。

当硫酸钠和钨酸钠的摩尔比为4:1时,不同水热时间产物的XRD图可以看出,当水热时间超过24h,产物才是纯六方相三氧化钨,水热时间为6h时,三氧化钨六方相(200晶面)就已经出现,而(001)晶面直到12h才出现,这表明在三氧化钨六方相晶体生长的初期(200)是优势晶面,(200)就有更多的机会吸附溶液中的钠离子,减小了三氧化钨晶体向(200)晶面生长的几率,使得三氧化钨向它的另一优势晶面(001)生长,随水热时间的延长,(001)晶面显著生长,经48h,水热反应三氧化钨纳米棒形成。

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三氧化钨纳米棒合成

三氧化钨纳米棒三氧化钨纳米棒合成,首先将2.77g的钨酸钠和4.77g的硫酸钠溶于67.5ml水中,搅拌均匀,用3mol/L盐酸调节pH值到1.5,搅拌30min,将上述溶液180℃水热48h,水洗3次,并用乙醇洗3次,在65℃的环境中烘干,可制备出三氧化钨纳米棒,该纳米棒是单晶的。

三氧化钨纳米棒是通过钨酸钠和硫酸钠溶于水中,搅拌均匀,调节pH值,水洗最终烘干制得三氧化钨纳米棒。在合成的过程中,选用钠盐作导向剂能合成纳米棒状三氧化钨,而硫酸盐作导向剂时产物都不呈棒状形貌,可以推测出钠离子在棒形成过程中起了决定性的作用。

制取所得的三氧化钨纳米棒通过电镜照片可以观察到,水热合成的三氧化钨呈棒状,粗细一致,长短均匀。纳米棒的长度在1-5μm之间,直径在25-40nm之间,三氧化钨纳米棒具有较高的长径比;单根三氧化钨纳米棒直径为30nm,晶格条纹清晰可见,这说明纳米棒结晶度较高;以此同时发现两种晶格条纹相互交错,相互垂直,与六角相三氧化钨相对照,可以发现这两个晶面是(001)和(200)晶面,其中(001)是生长晶面。

该制备三氧化钨纳米棒工艺虽然显示出该材料较好的应用前景,但仍处于实验室的研究阶段,还应加大研制和开发力度,加强基础研究和各领域间的交流与合作,使其研究与应用水平得到提高,从而尽快应用到工业生产中去

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核地雷钨合金屏蔽容器

核地雷顾名思义是在普通的地雷装药中放置核装药而制造的一种小型武器。它的组成部分包括起爆系统、核装药、电源、保险装置以及动作系统等。其使用方法同地雷一样将其埋进一定深度的土中即可,由于其具有核放射性污染和爆震波的高杀伤性因此主要被用于对抗装甲集群,以此来阻止和妨碍部队的行动。这种核地雷一般安装有定时引爆装置,也可进行远程引爆,在实际战斗中应用可以极大地节省人力和物力。
 
但核地雷的超强放射性很容易对人体造成伤害,其爆炸后散落的放射性物质也会留在爆炸区域,对周围的环境造成不可消除的污染。众所周知,钨合金的高密度特性使其具有超强的放射性辐射屏蔽效能,且钨合金无毒环保,因此将其制成屏蔽容器用来盛放核地雷是一个十分理想的选择。钨合金屏蔽容器不仅能够有效地阻隔核装药的放射性辐射,因其超强的耐磨损和耐热性也可以安全地盛放核地雷。
核地雷钨合金屏蔽容器
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毕业典礼用钨镀金金币

每年的六月都是一个伤感的月份,凤凰花开,各个学校都充满着别离的气息,因为这又到了一年一度的毕业季。对于诸多莘莘学子而言,毕业典礼就如同人生中的一座里程碑一样重要。对于学校而言也如此,为每一位即将毕业的学子拨穗,授予对方毕业证书就预示着他将离开母校,去走属于自己的人生路。而如何才能铭记这一重要的时刻,用什么才能在多年以后依然能够清晰地唤醒此刻的回忆呢?
 
毕业典礼用钨镀金块一般会在上面刻上学校的名字、校训、毕业的时间等等以此来纪念这一如同里程碑一样重要的时刻,来提醒学子们他们已然挥别象牙塔,需去开创自己的新人生。钨镀金金币外观精美、色泽艳丽,且耐腐蚀,可永久地保存,是作为毕业典礼纪念品的绝佳选择。不仅可以用以铭记这一次意义重大的告别,也可以很好地成为回忆的载体。毕业典礼用的钨镀金金币的大小、雕刻的图案等都可按要求进行定制。
毕业典礼用钨镀金金币
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聚会用钨镀金金币

聚会是社交活动的一种,也是作为一个社会群体中的一员必不可少的活动之一。虽然网络的发达使人们之间的沟通越来越便利,但也拉长了人与人之间的距离。但聚会可以凝聚人与人之间的感情,可以感受一起畅饮畅谈的乐趣,也可以缅怀过去快乐的往事,共聊人生的悲喜。聚会按其目的的不同可以分为很多种,如同学聚会、商务聚会、婚恋聚会、同城聚会等等。而聚会地点的选择通常都以饭店、酒店、KTV等餐饮娱乐场所为主。
 
聚会用钨镀金金币通常会刻上聚会的主题,如同学聚会即在钨镀金金币的表面刻上XXX届XX班同学聚会留念,诸如此类的字样。钨镀金金币因为是以钨合金为基质而制造的,因此也被称为钨合金镀金金币。钨合金的高密度和抗腐蚀特性使得钨镀金块有着很长的收藏期而不致朽坏。聚会用钨镀金金币的大小、重量等可以按要求进行定制,而镀金的颜色也可以是铂金、玫瑰金等等。
聚会用钨镀金金币
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硬质合金球高精度研磨方法

在一些石油钻探的相关领域中,硬质合金球以其高硬度、高密度、高强度的一直扮演着重要的角色,并逐步取代了钢球和陶瓷球。而传统的研磨工艺由于受到机械本身的限制以及一些无法排除的人为因素影响,无法保证硬质合金球的球坯一致性以及性能稳定性。因此相关人员对硬质合金高精度研磨方法展开了深入研究。主要的几种方法包括自转角主动控制法、双自转研磨法以及偏心V型槽研磨法。

首先自转角主动控制研磨法是由国外的一些相关学者率先提出的一个构想,其也被称为同轴三盘研磨法。该方法是在传统V型槽研磨工艺的基础上,将下研磨盘的V型槽部分分割开来,使得整个机构由三块可独立转动的研磨盘组成,然后通过控制三块研磨盘的转速变化来调整球坯的自转角,示意图如下:

硬质合金球高精度研磨方法












在该机构中,自转角除了与研磨盘沟槽直径、V型槽道夹角等几何参数有关外,还与三块研磨盘的转速有关。通过对三块研磨盘转速的调整,可以实现自转角的变化(在-90°-90°范围内取值)。此外,球坯还能作自旋轴相对方位不断变化的研磨运动。研磨的轨迹线是以球坯自转轴为中轴的空间球面曲线。这样一来就能够均匀地覆盖整个球坯表面,有利于球坯表面获得均匀且高效的研磨。然而,虽然这种方法在实验中能够确保良好的加工精度以及加工效率,但是在实际的生产实践中的调试和维护存在一定困难,无法推广生产使用。

而双自转研磨法是由国内的相关研究学者首先提出的,它是基于自转角主动控制研磨法,在保持自转角主动控制功能的前提下,使上研磨盘在加工过程中周向固定,并对球坯施加一定的弹性载荷,使得加工余量较大的球坯受到较大的载荷,这也满足了研磨成球的尺寸选择性条件。此外,其采用两块独立旋转的研磨盘组件,简化了机械结构也降低了加工及装配难度(研磨过程中,上研磨盘在研磨过程中不需要旋转,使得与下研磨盘的同轴度要求较低)。但是该工艺方法也存在一定的问题,由于钨钴类硬质合金球在研磨的过程中容易产生较大的惯性,这会对整体的研磨运动轨迹和过程产生一定的影响,而硬度较高的钨钴类硬质合金球还会对沟槽产生不均匀磨损使得加工精度得不到保证。

最后介绍的是偏心V型槽研磨方法,该方法的上研磨盘的回转轴线与V型槽的轴线存在一定的偏移距离,这也使得球坯的公转中心与上磨盘旋转中心不在同一直线上,球坯与上研磨盘的接触点将沿着上研磨盘径向移动。与V型槽研磨法相比,该方法能够更好的获得球形偏差。国内的学者还在此基础上提出了优化方案,即使偏心盘与V型槽研磨盘同时转动,通过调节上下研磨盘的转速,是研磨轨迹充分发散,从而削弱偏心距对研磨均匀性的不利影响。

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AMT/SiO2催化剂的表征结果(2/2)

图5是载体SiO2和不同温度焙烧的AMT/SiO2催化剂的吡啶吸附。脱附红外光谱。SiO2的谱图中位于1445和1600 cm-1 处的两个强峰以及1579cm -1处的吸收峰为SiO2上氢键合吡啶的红外吸收峰。当SiO2上负载偏钨酸铵后,分别在1540和1640cm-1左右出现了B酸的红外特征吸收峰,在1623cm-1左右出现了L 酸的特征峰,1490cm-1处为B酸和L酸的红外吸收峰,表明SiO2负载偏钨酸铵后产生了B和L酸中心,1445cm-1处强的红外吸收峰可能为L酸中心吸附的吡啶和SiO2载体上氢键合吡啶的红外吸收峰的叠加。另外,还可以看出,低温焙烧的AMT/SiO2催化剂上的总酸量略高于高温焙烧的样品。
 
由NH3-TPD谱,CO2-TPD谱及IR光谱结果可以看出,不同温度焙烧的AMT/SiO2催化剂上均存在弱酸。弱碱中心,这与前期研究的性能较好的磷酸盐催化剂体系的酸碱表征结果一致,进一步说明了催化剂表面存在的适当的弱酸弱碱中心有利于邻苯二酚和甲醇气相单醚化反应"此外,由于焙烧温度不同,AMT/SiO2催化剂中的AMT分解的程度和形成的产物不同,造成催化剂表面酸碱中心性质发生一定的变化,从而影响了催化剂的活性和稳定性。

图5

 

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研究三氧化钨气致变色结构

研究者发现在双注入模型的基础上,注入的电子在被氧空位捕捉后形成色心是引起材料变色的起源,但是经过研究发现注入的氢也会对材料的变色起作用。因此研究者们建立了结构水分子模型,且这通过热重质谱联合技术可证实在三氧化钨纳米线薄膜内存在结构水分子。而三氧化钨气致变色的水分子结构能很好的解释三氧化钨纳米线的着色过程。在WO3纳米线薄膜内气致变色的着色过程可以描述为,吸附在Pt纳米颗粒表面的H2分子被离化成为H原子,H原子通过溢出机制转移到了WO3纳米线表面。

氢离子和电子双注入到WO3晶格内,然后氢离子与晶格中的O形成结构水分子。该结构水分子在热扰动或者光照的情况下,容易脱落其原先的位置,导致氧空位的出现。该结构水分子在常温条件下依然留在晶格内部,并不会排出纳米线体外。另一方面,注入的电子填充到由氧空位的出现而引起的导带底局域态中,从而引起W价态的改变。(从W5+变成W6+)。

经实验发现,结构水分子能够较好的解释气致变色的着色过程,同样它也能解释气致变色的褪色过程。气致变色的着色和褪色过程是一个燃烧的放热过程,WO3和Pt颗粒当催化剂的作用。其褪色过程的描述如下:当着色的纳米线在空气或者是氧气的条件下,吸附在表面的O2分子同样在Pt纳米颗粒表面发生了离化和转移,转移到WO3纳米线表面的O原子首先与吸附在表面的H反应形成羟基。

随着O原子的不断转移,O原子在纳米线表面通过捕获自由的电子形成O2-。随着纳米线内载流子浓度的减少,局域在氧空位附近施主能级上电子变得不稳定。当这些施主能级上的电子被吸附氧原子俘获并局域在纳米线表面时,与氧空位链接的W原子的价态会从W5+重新变成W6+,从而引起局域在附近的结构水分子的不稳定。最后,结构水分子分解成H+和O粒子。一方面,H+扩散到纳米线的表面与表面吸附的O离子结合形成水分子,吸附到空气中。另一方面,O离子填补了氧空位,使材料物质结构回复到了着色前的WO3结构,完成了三氧化钨纳米线薄膜的褪色过程。

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