蓝色氧化钨的特点及制备

蓝色氧化钨(bluetungstenoxide,BTO)又名β-氧化钨，化学式以“WO_x”表示指一系列钨的非整比氧化物。其中X处于2.72-3之间，主要是指WO_2.90。工业上说的蓝色氧化钨是泛指WO_2.72、WO_2.90、WO₃及(NH₄)_х·WO₃、H_xWO₃等的混合物。(NH₄)_х·WO₃即为铵钨青铜(ATB,六方结晶)，H_xWO₃（0≤x≤1）即为氢钨青铜，这两者均是非化学计量化合物。以ATB为主相和WO_2.90为主相的蓝色氧化钨是生产钨材的优质原料，蓝色氧化钨也是钨基硬质合金及其他钨制品的优良原料。从上世界70年代开始，许多国家开始用蓝色氧化钨为原料制取钨粉。

蓝色氧化钨的特点：具有比表面积大，易还原，粉末粒度分布和组成较易控制等优点，从上世界70年代开始，许多国家开始用蓝色氧化钨为原料制取钨粉。

目前基本上采用经度还原APT的方法制备蓝色氧化钨，又可分为火法和湿法两种。目前工业主要通过火法工艺获得蓝色氧化钨。

工业生产中掺蓝色氧化钨通常在带有一定倾斜角度的回转炉（四管或十一管电炉）中在还原性气氛中轻度还原APT而得。通常在实际生产中，根据气氛的不同会得到不同产物：在氧化性气氛下煅烧APT会得到黄色氧化钨（WO₃）；在密闭的惰性气体氛围条件下APT受热分解成N₂和H₂，钨氧化物被轻度还原得到蓝色氧化钨，更深度的还原则得到紫色氧化钨。产物氧化还原程度可通过氧指数OI表示：蓝色氧化钨中氧与钨的原子分数（如黄钨为WO₃,则OI值为3，则表示氧化完全）。目前较为领先的蓝钨生产采用APT自还原的方法，它是以仲钨酸铵为原材料，在制备装置的出料端设有密封出料及冷却装置和抽气风机及出气口，将仲钨酸铵送入制备装置的炉管内，并对炉管进行加热，使仲钨酸铵受热分解成三氧化钨WO₃、氨气NH₃和水蒸气H₂O，并利用钨氧化物WO_X是氨气NH₃分解的良好触媒特性，将上述氨气NH₃进一步分解为氮气N₂和氢气H₂，再通过控制反应温度和适当的炉气压力，使三氧化钨WO₃还原成蓝色氧化钨WO_2.9。
反应式及原理如下：

5(NH₄)₂•O•12WO₃•5H₂O→5(NH₄)₂•O•12WO₃+ 5H₂O

5(NH₄)₂•O•12WO₃→12 WO₃+10NH₃+5H₂O

2NH₃→N₂+3H₂

WO₃+H₂→WO_2.9+H₂O

影响制备蓝色氧化钨的因素主要有：煅烧温度、热分解速度和高温下持续的时间等。

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