氧化钨及钨粉的制备
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纳米氧化钨的认识,制备及应用
【什么是氧化钨?】
氧化钨(Tungsten trioxide),分子式为WO3,分子量为231.85。
是一种钨酸酐,是钨酸盐类产品,氧化钨包括三氧化钨和二氧化钨,实际工业生产中并没有二氧化钨的制品。三氧钨盐根据三氧化钨的含量不同分为钨酸,钨酸钠,钨酸钙,仲钨酸铵,偏钨酸铵等产品。
纳米氧化钨的颜色,在W - O系中,存在WO3、WO 2.9 、WO 2.72,WO2等钨氧化物。WO3(黄) -- WO 2.90 (蓝) - WO 2.72 ,(紫) 也就是钨有三种稳定的氧化物:黄色氧化物(WO3,VK-WO3万景供应),蓝色氧化物(WO2.90,VK-WO29万景供应),紫色氧化物(WO2.72,VK-WO27万景供应)。
【氧化钨的制备方法】
1、钨酸铵法钨精矿经氢氧化钠碱解,用盐酸中和,再与氯化铵作用,生成钨酸铵,再加人盐酸进行酸解反应,生成钨酸,然后经过焙烧分解、粉碎,得到三氧化钨。
2、钨酸盐的盐酸分解法。将钨酸钠Na2WO4、钨酸钙CaWO4等钨酸盐的饱和水溶液加热,按摩尔比将溶液慢慢地滴加到2~3倍过量的沸腾浓盐酸中。按上述反应沉淀出黄色钨酸。这时如果滴加速度过快或液温下降,则容易生成悬浮状或胶体状沉淀,给下一步的处理带来困难。滴加后在水浴上连续加热1h,沉淀变得易于过滤。静置后用5%硝酸铵水溶液洗涤几次,将Cl-完全除去。过滤后在120℃下干燥,最后升温到600℃钨酸则完全脱水变成三氧化钨。
3、仲钨酸铵的热分解法。将用重结晶法提纯的仲钨酸铵(NH4)10W12O41·11H2O装入瓷坩埚中,加热到约400℃以上时,氨挥发出去则得三氧化钨。
【细分纳米氧化钨的形态和应用】
一、纳米氧化钨--黄钨(VK-WO3, 50nm,万景供应)
三氧化钨,黄色粉末。不溶于水,溶于碱,微溶于酸。用于制高熔点合金和硬质合金,制钨丝和防火材料等。可由钨矿与纯碱共熔后加酸而得。
从钨矿物原料制取钨粉的新工艺
早在上个世纪80年代的时候,我国的钨矿物原料冶炼技术都取得了一定的成功,在我国众多的研究人员以及工作人员的努力之下,我国整体的矿物质冶炼技术在不断的发展以及创新着。我国目前对于钨矿物原料中提取钨粉的主要的人物就是将钨矿物进行标准的分解,从而有效的使得可溶性的物质进入溶液,从而进一步的与大量伴有钙、铁等元素分离,其中离子交换的主要任务是有效的净化硅、磷等,同时将Na2WO4形态转化成为一种(NH4)2WO4的形态,而将其还原就是将钨由氧化物的形态变化成为一种钨粉的。
根据笔者的调查发现,上述的流程基本上是目前国际水平最高的方式之一,这种流程不仅仅在收率上是比较高的,同时所生产的质量也是即为不错的,但是凡事都有正反两面,这种制取的流程也存在这一定的不足之处,比如在制取钨粉的过程中的时间是比较长的,并且还有这种制取方式对于环境的污染也是比较严重的,比如在钨粉的制取过程中,所有的流程都是开放的,从而导致所有的废水都是直接性的排放,对于环境有着一定的污染,并且还有一个缺点就是在矿物质原料制取钨粉之后的所有的化学原料都不能再一次的投入使用,是一种比较严重的浪费。
根据笔者的调查发现,由上述几个方面的缺点所造成的后果主要有以下几个方面:
首先第一点就是环境污染问题,虽然直接将废水进行排放会对环境造成污染,但是相关机构还是有着一定的处理方式,但是这样一来就大大增加了提炼钨粉的成本,笔者这里就以离子交换的过程所产生的废水为例做一个简单的介绍,在提炼钨粉的过程中,离子交换是一个非常重要的流程,但是每一吨的APT中的交后水就达到了50吨以上,这50吨的废水中还有许多的有害物质,所以不能直接的排放,而是需要相关的化工材料进一步的处理才能排放。 其次就是对原材料的消耗方面,本来在钨粉的提炼中就需要大量的化工原料,但是由于该提炼过程是一种开放式的方式,从而在提炼钨粉的过程中不能够有效的将所有的化工原料利用起来从而进一步的导致原料的消耗增加。
不同氧化钨的生成条件
氧化钨是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用前景,在许多领域都有重要的应用价值。不同的氧化钨的生成条件不同,本文将详细阐述不同氧化钨的生成条件。
1. WO3
WO3是一种常见的氧化钨物种,其生成条件主要包括:高温、超声波处理等。
(1)高温法
高温法是最常见的制备WO3的方法之一,通常使用钨粉和氧气反应,反应过程需要高温和长时间的反应。一般来说,合成WO3的温度应在650-850°C之间。不同温度下制备WO3的粒径、形貌和结晶度都不同,可以通过改变反应温度来控制WO3的形貌和粒径大小。
(2)超声波法
超声波处理是一种快速、简单且高效的制备WO3的方法,可以通过超声波辐射来加速硫酸钨溶液中WO3的形成。在超声波作用下,溶液中的WO3有利于形成纳米颗粒,从而获得高比表面积的WO3材料。
2. H2WO4
H2WO4是一种酸性氧化钨物种,其主要生成条件是:酸性条件、氧气和钨的混合反应。
(1)酸性条件 H2WO4需要在酸性条件下形成,一般使用浓硫酸或硝酸作为反应介质。因为钨在酸性条件下更容易氧化,形成H2WO4。
(2)氧气
H2WO4制备的过程需要氧气参与,为钨氧化提供氧源,同时也需要一定的氧气浓度促进反应进程。
3. WO2.9
WO2.9是一种比较稳定的氧化钨物种,其生成条件主要包括:还原气氛、高温处理等。
(1)还原气氛
WO2.9是在还原氛围下制备的,一般会添加还原剂如氢气、甲烷等。在还原氛围下,钨粉会与还原剂反应,形成镉和水蒸气等产物,从而产生WO2.9。
(2)高温处理
WO2.9的制备需要高温条件下进行,一般需要在900-1000°C之间进行高温处理。高温处理过程可以使得WO2.9的晶体结构更加稳定,且晶体颗粒分布更加均匀。
总之,不同氧化钨的生成条件各不相同,需要根据具体要求来选择适合的制备方法。同时,不同氧化钨的性质和应用也有所不同,需要根据具体的应用场景来选择合适的氧化钨种类。
再生资源网 /
本文摘自再生资源回收-变宝网()
钨粉制取主要方法
金属钨粉是生产硬质合金、纯钨、钨合金等钨制品的主要原料,其中70%以上的钨粉用于硬质合金生产。目前制取金属钨粉的方法主要有:
1、钨氧化物氢还原法
即利用H2为还原剂将钨氧化物还原为钨粉的方法。以WO₃氢还原为例,其总反应为:
WO₃+3H₂=W+3H₂O
当前作为氢还原原料的钨氧化物主要有黄色氧化钨(WO₃)、蓝色氧化钨(主要为WO2、9)和紫色氧化钨(WO2、72)等。氧化钨氢还原法是目前生产金属钨粉的主要方法。
2、钨卤化物氢还原法
即利用H2为还原剂将钨的卤化物(如氯化钨、氟化钨)还原为金属钨的方法,例如对WCl6氢还原而言,其总反应为:
WCl6+3H₂=W+6HCI
钨卤化物的氢还原过程为气相反应,主要用于化学气相沉积制取超细钨粉或钨涂层、钨卤化物氯还原法当前只用于小规模生产。 再生资源网 /
3、钨氧化物碳还原法
将钨氧化物与碳的混合物加热至一定温度时,钨氧化物被还原为钨粉。以WO₃碳还原为例,其总反应为:
WO₃+3C=W+3CO
WO₃+3CO=W+3CO₂
有时在炉中通入少量的氢气,对碳还原过程起促进作用。由于此法所制得的钨粉巾碳含量偏高,不宜用于钨制品。目前,碳还原法制取钨粉艺采用较少,但在直接生产碳化钨、特别是超细碳化钨粉和碳化钨复合粉时得到越来越多的使用。
4、其他方法
制取金属钨的方法还有熔盐电解法、Zn还原法、等离子体氢还原法等。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站;
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