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鎢的冶煉
作者:chinatungsten    文章來源:***    更新時間:2009-6-13 20:00:21

鎢的冶煉

冶煉  

冶煉過程包括精礦分解、鎢化合物提純、鎢粉和致密鎢制取等步驟。鎢冶煉工藝流程見圖[冶煉工藝流程]

 

鎢精礦分解  方法有火法和濕法


  
  火法分解常用碳酸鈉燒結(jié)法。此法是使黑鎢精礦和碳酸鈉一起在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)于800900 下燒結(jié),主要化學(xué)反應(yīng)為:

 


     [663-01]處理白鎢精礦時還需加入石英砂,以得到溶解度小的原硅酸鈣,燒結(jié)溫度約為1000 ,主要化學(xué)反應(yīng)為:
       2CaWO +2Na CO +SiO ─→
             2Na
WO +2CaO?SiO +2CO
經(jīng)約兩小時的燒結(jié),精礦分解率可達9899.5%。燒結(jié)料在8090 下用水浸出,過濾后得鎢酸鈉溶液和不溶殘渣。


  
  濕法分為堿分解法和酸分解法。分解黑鎢精礦時,用氫氧化鈉溶液在110130 或更高的溫度下浸出,主要化學(xué)反應(yīng)為:
        (Fe,Mn)WO +2NaOH─→
                Na
WO +(Fe,Mn)(OH)
而白鎢精礦則用碳酸鈉溶液在高壓釜內(nèi)于200230 浸出,主要化學(xué)反應(yīng)為:
         CaWO +Na CO ─→Na WO +CaCO
或用鹽酸于90 分解,得固態(tài)粗鎢酸:
          CaWO +2HCl─→H WO ↓+CaCl
濕法處理鎢精礦的分解率可達到9899%。


        鎢化合物提純  

 

   鎢酸鈉溶液所含硅、磷和砷等雜質(zhì)在溶液中分別呈硅酸鈉、磷酸氫鈉和砷酸氫鈉狀態(tài)。煮沸溶液并用稀鹽酸中和,當(dāng)溶液pH89時,硅酸鈉水解成硅酸凝聚沉淀,加入氯化鎂和氯化銨溶液,使磷、砷生成溶解度很小的磷酸銨鎂和砷酸銨鎂沉淀除去。加硫化鈉到鎢酸鈉溶液中,鉬先于鎢形成硫代鉬酸鈉,用鹽酸中和,使溶液pH2.53.0時,鉬成難溶的三硫化鉬沉淀除去。在凈化后的鎢酸鈉溶液中加入氯化鈣溶液,得鎢酸鈣(CaWO )沉淀(即人造白鎢) 用鹽酸分解鎢酸鈣沉淀得工業(yè)鎢酸,鎢酸于700800 煅燒,就得到工業(yè)純?nèi)趸u。如果制取化學(xué)純?nèi)趸u可將工業(yè)鎢酸溶解于氨水中,得到鎢酸銨溶液,硅等雜質(zhì)留于渣中。溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶處理,得到片狀的仲鎢酸銨[5(NH ) O 12WO 5H O]晶體。由于仲鉬酸銨的溶解度大于仲鎢酸銨,結(jié)晶后,仲鎢酸銨晶體的含鉬量降低。仲鎢酸銨干燥后,于500800 下煅燒,即得化學(xué)純?nèi)趸u。70年代采用叔胺 (R N)法或法使鎢酸鈉溶液轉(zhuǎn)換成鎢酸銨溶液,簡化了工藝流程,提高了鎢的回收率(見)。

 

鎢粉制取  

 

工業(yè)上采用氫還原三氧化鎢或仲鎢酸銨的方法制取鎢粉。還原工藝取決于對產(chǎn)品鎢粉的粒度、粒度組成及含氧量的要求。氫還原三氧化鎢制取鎢粉一般分兩步:先在550800 將三氧化鎢還原成二氧化鎢,再在750900 使二氧化鎢還原為鎢粉。也可先將仲鎢酸銨通氫或不通氫還原成藍色氧化鎢(藍鎢),再用氫還原成鎢粉。鎢粉的粒度、粒度組成是鎢粉的重要質(zhì)量指標(biāo)。還原在管式電爐或回轉(zhuǎn)式電爐內(nèi)進行。


        致密鎢的制取 

 

鎢粉經(jīng)過成形、燒結(jié)、熔化等處理,得到致密鎢。成形是將鎢粉裝入鋼質(zhì)壓模,用水壓機壓制成坯條或坯塊。大型的坯塊使用液體等靜壓法成形,可以得到密度較均勻的坯塊(見)。鎢坯條的燒結(jié)分兩步:先在11001200 低溫?zé)Y(jié),再把電流直接通過坯條進行垂熔(即高溫?zé)Y(jié))。經(jīng)過垂熔的鎢條的密度達到1719/厘米 。小型、異型和大型鎢坯塊的燒結(jié)通常用輻射加熱或感應(yīng)加熱法以達到燒結(jié)所需的高溫,此時,不必將低溫?zé)Y(jié)和高溫?zé)Y(jié)截然分開作業(yè)。制取大型鎢錠時,通常使用真空或惰性氣體保護的電弧熔煉法和電子束熔煉法。制取高純度的致密鎢,通常用電子束熔煉法或法提純。后法可得到鎢單晶,純度可達99.99%以上。
  


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