有色金屬冶金學(xué)純化合物制備(已修改)
2024-10-30 16:11 本頁(yè)面
【正文】 鎢冶金 (二 ) 純鎢化合物的制備 Manufacture of Pure Tungsten Compounds 概述 鎢精礦經(jīng)過(guò) 純堿壓煮法 、 苛性鈉浸出法 兩種堿處理和 酸分解工藝 或純堿燒結(jié)等工藝后，得到的是 Na2WO4溶液。但溶液中還含有一定的雜質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)凈化以后才能進(jìn)一步制取金屬鎢。 要去除的雜質(zhì)主要是： Si、 P、 As、 Mo、 F等。本節(jié)的目的就是講述如何除去這些雜質(zhì)，以滿(mǎn)足金屬鎢或 APT的要求。 凈化方法有三種：傳統(tǒng)凈化法、萃取凈化法、離子交換法。 三種方法各有利弊： 傳統(tǒng)化學(xué)凈化法 ? 江西 贛州鈷冶煉廠 、 南昌硬質(zhì)合金廠 采用該工藝 ? 包括 四 大步驟： Na2WO4溶液的凈化： (1)除 P、 As、 F、 Si； (2)除 Mo。 Na2WO4溶液生產(chǎn) H2WO4； H2WO4 生產(chǎn) APT。 APT制備純 WO3。 傳統(tǒng)化學(xué)凈化法流程圖 粗 Na2WO4溶液的凈化 （除硅） (1)除 P、 As、 F、 Si: 原則 ： 先除 Si，然后 P、 As、 F一起被除掉； 除 Si： (a)原理：利用 SiO3 2離子 的水解反應(yīng)使硅以偏硅酸 (H2SiO3)的形式除去 。 (b)方法：用 H+ 或氯氣通入沸騰的 粗Na2WO4溶液中 (PH=14左右 )，使 PH降低到 8~9。 (C)反應(yīng)： Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl (d)注意：防止膠態(tài)偏硅酸的生成。為此，可加入適量的絮凝劑。 (e)結(jié)果： Si/W%即可。 除 P、 As、 F a. 概述：三種雜質(zhì)是同時(shí)被除去的 b. 原理：除硅以后的溶液 PH=8~9。在此條件下，溶液中的 P、 As是以 HPO4 HAsO42形式存在的。 此時(shí)，向溶液中加入 MgCl2,則生成溶解度很小的 鎂鹽 而將雜質(zhì)除去；也可以先加入NH4Cl，再加入 MgCl2，使之生成相應(yīng)的 銨鎂鹽 （溶解度比相應(yīng)的鎂鹽高）而除去雜質(zhì)。 上述方法分別稱(chēng)為 鎂鹽法 和 銨鎂鹽法 。 不管哪種方法， F離子均可生成 難溶的 MgF2而沉淀除去。（ Ksp,MgF2=*109) 鎂鹽法與銨鎂鹽法的比較 ? 鎂鹽法 優(yōu)點(diǎn) ： 除硅與除 P、 As、 F 同時(shí)進(jìn)行，即溶液調(diào)整 PH除硅以后，不需過(guò)濾，再煮沸 20~30分鐘后加入 MgCl2溶液，過(guò)濾即可 。 不需加入 NH4Cl， 工藝簡(jiǎn)單 。 缺點(diǎn) ： 操作 PH較高， MgCl2部分水解成 Mg(OH)2,因此渣量較大 ； 由于 MgCl2呈酸性，容易造成局部酸度過(guò)高而生成溶解度較小的 APT，使得渣量進(jìn)一步增加，而且 渣含 W增大 ； 鎂鹽粒度細(xì)，過(guò)慮困難。 ? 銨鎂鹽法 優(yōu)點(diǎn) ： 渣量小 、 沉淀較粗，易過(guò)慮 、 渣含鎢少 、 反應(yīng)自熱進(jìn)行不需加熱 缺點(diǎn) ：需要先將偏硅酸沉淀過(guò)濾，再加入氨水，將 PH由 8~9調(diào)回到 10~11，再加入 MgCl2， 因此操作復(fù)雜、設(shè)備多 ； 需要氨水、 MgCl2等化學(xué)試劑 除鉬 ? ：利用 MoO42與 HS反應(yīng)可生成硫代鉬酸根 (MoS42）離子，而該離子在酸性條件下（ PH=~3 ）會(huì)進(jìn)一步 分解生成 MoS3沉淀 而從溶液中分離出去。 ? ： (1)溶液 加熱 到 70~80186。C ，加入理論量 125~150%的 NaHS，煮沸 生成硫代鉬酸根 (MoS42）離子； (2)用 10~20%的鹽酸 中和 到PH=~3 ,煮沸 ~2小時(shí)， 過(guò)濾 。 ? ： 98~99%Mo可被除去，溶液容許的鉬含量是 ~從 Na2WO4溶液生產(chǎn)鎢酸 方法 1.：向 Na2WO4溶液直接加入酸：這種方法制備的鎢酸較 難洗滌、過(guò)濾 、 產(chǎn)品 Na+離子含量很高 ，故不常用。 方法 2.：向 Na2WO4溶液加入 CaCl2溶液制得人造白鎢礦，然后按照白鎢礦的酸分解工藝進(jìn)行處理。 最后得到的鎢酸雜質(zhì)含量如下： Mo:% As : SiO2 : A2O3 :~ A2O3:倍半氧化物，如 Fe2O Al2O3等。 這樣的鎢酸可以直接 用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金 的原料，但 不能用于生產(chǎn)金屬鎢 。為了得到用于制備金
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