用于处理高浓度钨酸钠溶液的离子交换新工艺
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年7月03日 星期五 16:38
- 作者：xinyi
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随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。与此同时，人口剧增、资源消耗、环境污染、生态破坏等问题日益突出，“人口、发展与环境”成为国际社会共同关心的重要议题。只有彻底改变长期沿用的大量消耗资源和能源的粗放式发展模式，推行行业的清洁生产，才能实现可持续发展。
钨是我国的丰产元素。钨湿法冶炼的离子交换法最早是由我国科技工作者研究开发的。它采用强碱性阴离子交换树脂，与碱性粗NA2WO4溶液发生交换反应吸附钨，然后用NH4CL和NH4OH的混合溶液解吸出纯(NH4)WO4溶液，而绝大部分杂质如磷、砷、硅留在交换后液中排掉。与原有的经典方法如人造白钨法、铵钠复盐法、萃取法以及酸性或弱碱性树脂离子交换法相比，这一方法流程短、可同时完成除杂和转型两个任务，并且设备简单，钨回收率高，所以一经问世便迅速在国内钨冶金企业得到广泛应用。
但是人们一致认为在交换时溶液中钨的浓度不宜超过25g/L WO3，否则就会引起离子交换树脂工作交换容量的显著下降。而钨矿浸出过程产出的Na2WO4溶液浓度一般都在200g/L左右，因为离子交换时必须将溶液稀释10倍左右，这就使处理溶液体积大大增加，降低了生产能力。由于大量的水体在生产中滞留、输送，造成车间建筑空间庞大、能源动力消耗可观。据初步测算，一个年生产能力为5000t APT的车间，仅稀释槽搅拌的动力电消耗就合约10万元/a。而且由于过度稀释，不但消耗大量的水资源，还导致生产流程中水过度膨胀而水无法平衡，只能将大量废水排放。而废水中含有砷等有害元素已经大量未反应的化工试剂NaOH，造成一系列环境问题。另外还值得一提的是，仅随废水损失掉的钨就可以冶炼回收率损失约0.8个百分点。
所以提高待交换溶液Na2WO4浓度，大幅度降低水用量是仍待解决的问题。但是由于理论发展滞后，到目前为止这方面的尝试都是不成功的。
针对高浓度调解下Na2WO4溶液的离子交换问题，我们进行了系统的研究，探索了高浓度Na2WO4溶液离子交换的理论与工艺问题，得到了较好的结果。
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偏钨酸铵生产工艺
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- 发布于 2015年7月03日 星期五 15:11
- 作者：Cristina
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偏钨酸铵主要制取工艺如下：
1.以钨酸铵溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法先制得偏钨酸按溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵；
2.以钨酸钠溶液为原料的溶剂萃取法制得AMT溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。
3.加热热离解APT，使其失去部分铵和结晶水，转化为易溶于水仲钨酸铵，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。
4.将APT在水中搅拌下用酸中和至PH3-4条件下使APT转化为AMT溶液，再经蒸发结晶得到仲钨酸铵。
美国多以钨酸铵溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法先制得偏钨酸铵溶液。欧洲一些国家多采用以钨酸钠溶液为原料的溶剂萃取法。中国目前则主要采用以仲钨酸铵(APT)为原料的热离解法。
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单晶仲钨酸铵制备
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- 发布于 2015年7月03日 星期五 15:07
- 作者：Cristina
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仲钨酸铵的晶体特性如晶体形貌、平均粒度和粒度分布、松装密度和流动性对后续粉末冶金产品如钨粉、钨丝和钨合金的材料性能影响极大。单晶仲钨酸铵因其具有优良的物理性能，是生产高性能钨材料的理想原料。
根据单晶仲钨酸铵结晶原理，在晶核出现前，搅拌转速为30r/min; 晶核出现时，搅拌转速为50r/min；晶核出现一小时后，搅拌转速为70r/min；结晶后期至结晶结束，搅拌转速为70-90r/min。在此工艺条件下，所得产品仲钨酸铵单晶率达到最佳值。适当降低结晶前期温度，仲钨酸铵分体单晶率有较大提升空间。在结晶温度为80摄氏度时达到最佳值，单晶率为96%。所研发的单晶仲钨酸铵粉体制备流体层流控制技术及其装置，可有效减少晶粒间的碰撞，使制备出的单晶仲钨酸铵粉体单晶率达到90%以上。
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偏钨酸铵溶液萃取法&离子交换法
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- 发布于 2015年7月03日 星期五 15:09
- 作者：Cristina
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以钨酸钠溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法制取偏钨酸铵溶液，其溶剂萃取和离子交换工艺与仲钨酸铵制取的基本相同。所不同的是在反萃取(或解吸)作业中，反萃取剂(或解吸剂)的浓度和用量不同，在使溶液pH保持在3～4的情况下，反萃取(或解吸)得到偏钨酸铵溶液。此法在一般APT生产过程中，不必要改用反萃剂(或解吸剂)条件下即可生产出AMT溶液，因而是一种简单易行的方法。
以钨酸铵溶液为原料的溶剂萃取或离子交换法，则以阳离子萃取剂(或阳离子交换树脂)萃取(或吸附)钨酸铵溶液中的[NH4]+离子，然后在有稳定剂及适宜的溶液pH条件下便能产出AMT溶液，这是一种既简单而又经济的方法。溶剂萃取或离子交换法得到的偏钨酸铵溶液，同样经过浓缩结晶或喷雾干燥制取偏钨酸铵产品。
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单晶仲钨酸铵优点
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- 发布于 2015年7月03日 星期五 15:06
- 作者：Cristina
- 点击数：1393
单晶仲钨酸铵因其具有优良的物理性能，是生产高性能钨材料的理想原料。首先，单晶仲钨酸铵粉体具有良好的流动性，由单晶仲钨酸铵经焙烧——氢还原制取的钨粉，在压制过程中因滑动摩擦阻力小，坯料的空洞缺陷明显降低，加工材料的力学性能大幅度提高。由于抗拉，抗撕裂性能好，拉制过程钨丝的成品率为90%，而以多晶仲钨酸铵为原料生产的钨丝其成品率仅为70%。因此单晶仲钨酸铵成为生产车用高品质钨丝的必选粉体原料。
此外，单晶仲钨酸铵粉体具有较高的松装密度，坯料中晶粒间隙小而均匀，力学缺陷少，压实密度高，以其制取的合金材料其抗压，抗剪力，抗冲击性能优良。如以单晶仲钨酸铵制取的顶锤寿命是以多晶仲钨酸铵制取的2-3倍。由于配重作用大，单晶仲钨酸铵是生产装甲弹、高密度合金、微钻、数控刀片等高性能钨材料的优良粉体原料。
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