有色金属冶金学 纯化合物制备ppt课件.ppt

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1、钨冶金(二)纯钨化合物的制备ManufactureofPureTungstenCompounds概述钨精矿经过纯碱压煮法、苛性钠浸出法两种碱处理和酸分解工艺或纯碱烧结等工艺后，得到的是Na2WO4溶液。但溶液中还含有一定的杂质，必须经过净化以后才能进一步制取金属钨。要去除的杂质主要是：Si、P、As、Mo、F等。本节的目的就是讲述如何除去这些杂质，以满足金属钨或APT的要求。净化方法有三种：传统净化法、萃取净化法、离子交换法。三种方法各有利弊：传统化学净化法江西赣州钴冶炼厂、南昌硬质合金厂采用该工艺包括四大步骤：1.粗Na2WO4溶液的净化：(1)除P、As、

2、F、Si；(2)除Mo。2.从Na2WO4溶液生产H2WO4；3.从H2WO4生产APT;4.由APT制备纯WO3。传统化学净化法流程图粗Na2WO4溶液的净化（除硅）(1)除P、As、F、Si:原则：先除Si，然后P、As、F一起被除掉；除Si：(a)原理：利用SiO32-离子的水解反应使硅以偏硅酸(H2SiO3)的形式除去。(b)方法：用H+或氯气通入沸腾的粗Na2WO4溶液中(PH=14左右)，使PH降低到8~9。(C)反应：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl(d)注意：防止胶态偏硅酸的生成。为此，可加入适量的絮凝剂。(e)结果：Si/W<

3、0.02%即可。除P、As、F概述：三种杂质是同时被除去的原理：除硅以后的溶液PH=8~9。在此条件下，溶液中的P、As是以HPO42-、HAsO42-形式存在的。此时，向溶液中加入MgCl2,则生成溶解度很小的镁盐而将杂质除去；也可以先加入NH4Cl，再加入MgCl2，使之生成相应的铵镁盐（溶解度比相应的镁盐高）而除去杂质。上述方法分别称为镁盐法和铵镁盐法。不管哪种方法，F-离子均可生成难溶的MgF2而沉淀除去。（Ksp,MgF2=6.4*10-9)镁盐法与铵镁盐法的比较镁盐法优点：除硅与除P、As、F同时进行，即溶液调整PH除硅以后，不需过滤，再煮沸20~3

4、0分钟后加入MgCl2溶液，过滤即可。不需加入NH4Cl，工艺简单。缺点：操作PH较高，MgCl2部分水解成Mg(OH)2,因此渣量较大；由于MgCl2呈酸性，容易造成局部酸度过高而生成溶解度较小的APT，使得渣量进一步增加，而且渣含W增大；镁盐粒度细，过虑困难。铵镁盐法优点：渣量小、沉淀较粗，易过虑、渣含钨少、反应自热进行不需加热缺点：需要先将偏硅酸沉淀过滤，再加入氨水，将PH由8~9调回到10~11，再加入MgCl2，因此操作复杂、设备多；需要氨水、MgCl2等化学试剂除钼a.原理：利用MoO42-与HS-反应可生成硫代钼酸根(MoS42-）离子，而该离子在

5、酸性条件下（PH=2.5~3）会进一步分解生成MoS3沉淀而从溶液中分离出去。b.方法：(1)溶液加热到70~80ºC，加入理论量125~150%的NaHS，煮沸生成硫代钼酸根(MoS42-）离子；(2)用10~20%的盐酸中和到PH=2.5~3,煮沸1.5~2小时，过滤。c.结果：98~99%Mo可被除去，溶液容许的钼含量是0.01~0.05g/l从Na2WO4溶液生产钨酸方法1.：向Na2WO4溶液直接加入酸：这种方法制备的钨酸较难洗涤、过滤、产品Na+离子含量很高，故不常用。方法2.：向Na2WO4溶液加入CaCl2溶液制得人造白钨矿，然后按照白钨矿的酸分

6、解工艺进行处理。最后得到的钨酸杂质含量如下：Mo:<0.1%As:<0.015SiO2:<0.02A2O3:<0.03~0.04A2O3:倍半氧化物，如Fe2O3、Al2O3等。这样的钨酸可以直接用于生产硬质合金的原料，但不能用于生产金属钨。为了得到用于制备金属的原料，还需要进一步提纯，方法是将钨酸溶解到氨水中，然后结晶得到APT，由APT制取纯WO3，然后进行氢还原得到钨粉。钨酸制备APT经上述工艺得到的钨酸还要进行进一步的净化处理才能用于金属钨的生产。方法是氨溶APT结晶结晶的原理：中和、冷冻、蒸发使(NH4)2WO4转化成溶解度小的APT而析出分别叫中和结

7、晶法、冷冻结晶法、蒸发结晶法中和反应：12(NH4)2WO4+14HCl+(n-7)H2O=5(NH4)2O*12WO3*nH2O+14NH4Cl蒸发、冷冻反应：(NH4)2WO4=5(NH4)2O*12WO3*nH2O+14NH3+(7-n)H2O结晶过程最重要的两个指标是：纯度、粒度2.结晶理论温度、过饱和度、其始浓度方法：快速蒸发：真空、鼓入空气加速NH3挥发快速冷冻：纯度问题：离子交换(ionexchange)1.离子交换树脂：1）具有三维网状结构；2）可电离的活性基团（官能团）3）是难溶性高分子电解质按官能团分类：阳离子交换树脂：与溶液中的阳离子发生交

8、换阴离子交换树脂：与溶液