硫化锌晶体
2017-06-06 17:50:00
硫化锌晶体具有不改变配位情况的多晶型现象,有立方硫化锌和六方硫化锌两种结构立方硫化锌晶体结构:国际上表达这种结构形式的记号为B3型;属立方晶系,面心立方点阵型式;Zn2+和S2-离周围都由4个异号离子呈四面体方式配位;这种结构也可看作S2-作立方最密堆积,Zn2+填入四面体的空隙中;或者,由于Zn-S间共价键占很大成分,可将它的结构看作立方金刚石结构中的C原子,交替地由Zn和S原子置换而得。六方硫化锌晶体结构:国际上表达这种结构形式的记号为B4型;属六方晶系,简单六方点阵型式;Zn2+和S2-离子周围都由4个异号离子呈四面体方式配位;这种结构也可看作S2-作六方最密堆积,Zn2+填入四面体的空隙中。作立方闪锌矿堆积的硫化锌晶体.四个面心立方格子上的原子(Zn)和周围属于另一个面心立方格子上的四个原子(S),以共价键的形式相互结台.整个硫化锌晶胞就是由这两类格子沿面心立方对角线方向错开1/4对角线长度套构而成,这时S 作立方最紧密堆积,Zn” 充填其半数的四面体空隙.这是13-ZnS,而用六角纤锌矿堆积的硫化锌晶体即n ZnS,S 一作六角最紧密堆积,Zn” 充填其半数的四面体空隙,可见闪锌矿型与纤锌矿型的硫化锌晶体结构很相似,所不同的仅是S 的堆积方式不同,以一个晶胞中S 的堆积情况来分析,纤锌矿型结构垂直于六次轴方向S 排列有三层,闪锌矿型结构垂直于三次轴方向S。一排列有四层,两种结构中S的排列层间距也十分相似.硫化锌晶体属等轴晶系的硫化物矿物。闪锌矿完好晶形呈四面体或菱形十二面体,但少见,常呈粒状集合体.
单晶仲钨酸铵的制备工艺技术
2019-01-30 10:26:27
钨是战略资源,是我国的丰产元素和保护矿种。长期以来,我国出口钨的初级产品,进口高端产品,出口产品的价格仅为进口产品的1%,与我国的经济发展要求极不适应。为加快钨新材料研发进程,实现钨产品由初级向高技术含量、高附加值产品的转变,使我国钨资源优势转化为经济优势,研究高性能钨材料的制备技术具有重要的现实意义和发展前景。
由于遗传关系,仲钨酸铵(APT)的晶体特性,如晶体形貌、平均粒度和粒度分布、松装密度和流动性对后续粉末冶金产品-钨粉、钨丝和钨合金的材料性能影响极大。单晶APT因其具有优良的物理性能,是生产高性能钨材料的理想原料。首先,单晶APT粉体具有良好的流动性,由单晶APT经焙烧-氢还原制取的钨粉,在压制过程中因滑动磨擦阻力小,坯料的空洞缺陷明显降低,加工材料的力学性能大幅度提高。由于抗拉、抗断裂性能好,拉制过程钨丝的成品率为90%,而以多晶APT为原料生产的钨丝其成品率仅为70%。因此,单晶APT成为生产车用高品质钨丝的必选粉体原料。此外,单晶APT粉体具有较高的松装密度,坯料中晶粒间隙小而均匀,力学缺陷少,压实密度高,以其制取的合金材料其抗压、抗剪力、抗冲击性能优良。如以单晶APT制取的顶锤寿命是以多晶APT制取的2~3倍。由于配重作用大,单晶APT是生产装甲弹、高密度合金、微钻、数控刀片等高性能钨材料的优良粉体原料。
因此,单晶APT粉体的制备技术及其制备原理的研究,是一关键课题。国内外现有的对APT性能的研究,较多的是关注工艺条件与仲钨酸铵的粒度、粒度分布、松装密度和流动性等晶体特性的关系。笔者在探明单晶APT结晶原理基础上,研究了结晶装置、搅拌转速、温度等因素对仲钨酸铵团聚的影响。
一、试验部分
(一)试验原料及试剂
(NH4)2WO4溶液:为黑钨矿精矿经碱溶、离子交换法除杂净化转型后所得溶液,其ρ(WO3)=285.66 g/L,pH=9.80,c(Cl-)=2.5mol/L,Mo、Si、P、As杂质微量。
试验过程中,溶液结晶至初始溶液体积的40%。
(二)试验仪器
DF-1集热式恒温磁力搅拌器(江苏金坛市中大仪器厂);5312数显搅拌器(江苏金坛市中大仪器厂);0.1mg电光分析天平(成都科学仪器厂);721型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);SFC-100FL麦克奥迪显微镜;红外线快速干燥器。
(三)试验装置 试验装置如图1所示。图1 制备球形仲钨酸铵的蒸发结晶装置
二、单晶仲钨酸铵的制取机理
晶粒团聚的先决条件是接触。晶粒的接触方式有2种:一是沉积于结晶器底部的堆积接触;二是悬浮于结晶溶液中的碰撞接触。其中,碰撞接触的机会大小与结晶器内流体的流动方式和溶液中固体颗粒的浓度有直接关系。
堆积接触可以通过搅拌使晶体颗粒悬浮而避免,因此,在保证晶粒处于悬浮前提下,降低以至消除晶粒在溶液中运动碰撞的机会是制取仲钨酸铵单粒晶体的前提。
由于搅拌装置和搅拌转速不同,晶粒在运动中碰撞的机会有很大不同。根据研究,在横截面为圆形的结晶器中,流体围绕搅拌轴做圆周同心层流运动时,晶粒碰撞机会最小。
流体运动是层流还是紊流,取决于流速,即搅拌速度。搅拌越慢,流体偏离紊流越远。因此,在保证晶粒不沉积的前提下,搅拌转速越慢越好。
APT晶粒的沉降速度与其粒度有关。粒度越大,越易沉降,维持其保持悬浮状态所需的转速越快。因此,结晶过程根据晶粒长大的情况,对搅拌转速进行由慢到快的控制,确定不同粒径范围,APT晶粒既不沉积也不碰撞的最佳转速是制取单粒晶形APT的技术关键之一。
APT晶粒在结晶过程中的碰撞机会也与单位体积晶液中颗粒多少(即固相浓度)、晶粒大小有关。根据前期研究结果,在起始钨酸铵溶液浓度相同条件下,降低结晶前期溶液温度、搅拌转速是降低成核数量(即降低固相浓度)和晶粒生长速度(即降低晶粒粒径)、减少APT晶粒碰撞、制取单粒晶形APT的技术关键之二。
三、结果和讨论
(一)结晶装置对仲钨酸铵团聚的影响
反应条件:搅拌转速70 r/min,结晶温度95℃。定性考察结晶装置对仲钨酸铵团聚的影响。
结晶装置均为横截面为圆形的结晶器。根据仲钨酸铵结晶动力学理论及流体力学原理,这种结晶装置中,流体围绕搅拌轴作圆周运动,相同半径点的流体速度基本一致,基本实现流体层流。研制的结晶器与普通结晶器流体流动状态显著不同,如图2所示。图2 不同结晶器中流体的流动状态
基于上述原理,对搅拌浆进行改进。装置分为A、B、C 3种。A未进行改进,B、C分别为改进1和改进2装置。试验结果见表1。可见,经过改进的结晶装置,所得APT粉体单晶率明显升高。以下试验均在C装置中进行。
表1 结晶装置对仲钨酸铵团聚的影响结晶装置APT粉体单晶率/%APT粉体粒度/μmAPT粉体松装密度/(g·cm-3)A46462.2B78351.8C85422.1
(二)搅拌转速对仲钨酸铵团聚的影响
结晶温度95℃,试验结果如图3所示。图3 搅拌速度对APT粉体团聚的影响
由图3可知:1、低搅拌速度下所得APT的单晶率较低,转速为30 r/min时,单晶率为62%。这是因为搅拌转速较慢时,APT颗粒在溶液中不能充分悬浮于溶液中,而是以堆积方式沉积于结晶器底部,这必然导致APT团聚现象发生。随着搅拌速度提高,APT团聚现象逐步得到缓解,因而APT单晶率逐步提高,并在70~90 r/min时达到最佳值,此时单晶率在86%左右。
2、随着搅拌转速的进一步提高,APT单晶率逐步下降。这是因为搅拌转速的提高必然导致结晶器内溶液的流动状态从层流变为紊流,紊流状态使悬浮于溶液中的APT颗粒碰撞接触机会加大,从而导致APT团聚现象发生。
3、可以得出结论:搅拌转速70~90r/min是一个分界点。低于70r/min,溶液中的APT颗粒有部分因搅拌力不足而沉积团聚;在此范围内,溶液中的APT颗粒基本悬浮于溶液中;大于90r/min,溶液搅拌加剧,悬浮于溶液中的APT颗粒碰撞加剧而团聚。因而,从结晶的整个过程来看,搅拌转速应控制在70~90r/min范围内。
(三)搅拌转速对不同时期仲钨酸铵团聚的影响
从结晶局部过程来看,搅拌速度70~90r/min并非为最佳值。如前所述,最佳搅拌速度是在保证APT晶粒不沉积前提下越慢越好。但在结晶不同时期,由于晶粒的数量和大小是不同的,因而保证APT晶粒不沉积的最慢转速也不同。因此,有必要进一步探索不同结晶时间时维持层流和阻止晶粒沉积的最佳转速。
结晶从开始到结束,APT颗粒的大小应该呈总体增大趋势,因而搅拌速度在结晶初期可以取较小值,随着结晶过程的进行,搅拌速度应逐步提高。在结晶后期,搅拌转速达到70^90 r/min总体最佳值。
结晶时间取3个点:晶核出现前,晶核出现时和晶核出现后1h。对于时间点1,取转速分别为10,20,30r/min;对于时间点2,取转速分别为30,40,50r/min;对于时间点3,取转速分别为60,70,80r/min;结晶温度为95℃。在此条件下进行正交试验。试验结果见表2。
表2 不同结晶时期搅拌转速对APT团聚的影响试验序号时间点1时间点2时间点3APT单晶率/%120406089230507093340608091420508092530606088640407092720607091830408092940506090
由表2可知:2号试验所得产品单晶率最高,即晶核出现前,搅拌转速为30r/min;晶核出现时,搅拌转速为50r/min;晶核出现1h后,搅拌转速为70r/min;结晶后期,搅拌转速控制在70~90r/min范围内。在此条件下,所得产品APT单晶率达93%。
结晶后期指的是溶液中不再形成新的晶核,即溶液的过饱和度达到了最低值。据测算,这个点溶液的密度为1.116~1.125g/cm3。结晶后期到结晶结束,仍有5~6h的结晶时间,但这段时间工艺条件的改变对APT单晶率影响很小,因为这段时间晶体已经长的比较大了,相互的碰撞不再易于团聚。
(四)温度对仲钨酸铵团聚的影响
APT晶粒在结晶过程中的碰撞机会与单位体积溶液中颗粒数量的多少也有关系。如上所述,对APT单晶率影响最大的阶段是结晶前期,即从成核开始至成核结束。因此,着重研究了结晶前期不同温度对APT单晶率的影响。溶液温度仍取95℃,加速加热以缩短周期;成核终了至结晶结束,温度仍控制在95℃。
试验条件:晶核出现前,搅拌转速为30r/min;晶核出现时,搅拌转速为50r/min;晶核出现后1h,搅拌转速为70r/min;结晶后期至结晶终了,搅拌转速为80r/min。结晶前期,改变蒸汽温度,试验结果如图4所示。图4 结晶温度对APT粉体单晶率的影响
由图4可知:适当降低结晶前期的温度,APT粉体的单晶率有较大的提升空间,但温度不能降低得太多;温度为80℃时,APT单晶率达到最佳值,为96%;进一步降低温度,晶体成核率过低,晶体长大速度过快,晶粒粗大,反而对APT粉体单晶率有负面影响。
四、验证试验
根据上述试验结果,在最佳工艺条件下进行验证试验。结果表明,APT粉体单晶率大于95%,松装密度1.5~3.0 g/cm3,费氏粒度在30~60μm之间,霍尔流动性30~50s/50g。产品单晶电镜扫描图如图5所示。图5 单晶APT电镜扫描图
五、结论
采用改进的结晶装置,APT粉体单晶率明显提高。这种改进主要体现在搅拌浆上,可以促进结晶器内溶液层流的实现。所研发的单晶APT粉体制备流体层流控制技术及装置,可有效减少晶粒间的碰撞,使制备出的单晶APT粉体单晶率达90%以上。
APT粉体最佳结晶条件为:晶核出现前,搅拌转速为30r/min;晶核出现时,搅拌转速为50r/min;晶核出现1h后,搅拌转速为70r/min;结晶后期至结晶结束,搅拌转速为70~90r/min;适当降低结晶前期温度,APT粉体单晶率有较大提升空间,在结晶温度为80℃时达到最佳值,单晶率为96%。
纳米晶体材料的应用前景分析
2019-01-03 09:36:46
纳米晶体材料是指三维空间尺度中至少有一维处于纳米量级的晶体材料,其晶粒尺寸约为1-250纳米,这种材料的一个显著特点就是其大部分原子处于晶粒边界区域。这种独特的结构特征使纳米晶体成为有别于普通多晶体和非晶态固体的一种新材料,其中界面成为一种不可忽略的结构组元。
纳米晶体材料分为单相或多相的单晶或多晶粒材料。在单晶材料中,任意区域都具有一样的晶格方向,而多晶材料则由许多晶格方向不一的区域或晶粒组成,晶粒之间由晶界相分割。由于纳米多晶材料晶粒细小,其内部由晶界、相界或畴界等构成的内界面含量很高,因而显著影响着纳米晶的物理和机械性能,使其具有传统材料所不具备的优异特性。与传统的粗晶材料(晶粒尺寸的范围大约是10-300微米)相比,纳米晶粒材料具有十分优异的物理、力学以及化学性能,如很高的强度或硬度、良好的热稳定性、增强的扩散性能和热传导性质。纳米晶体设计师
纳米晶体的制备和合成技术一直是纳米晶体材料研究领域的一个重要方面。目前纳米晶体材料的制备方法主要有:外压力合成(如超细粉冷压法、机械研磨法)、沉积合成法(如各种沉积方法)、相变界面形成法(如非晶晶化法)等。
纳米晶体材料在很多领域可以得到应用。例如,它们不仅能发光,也能吸收多种颜色的光,这有助于形成高分辨率显示器屏幕上的发光像素,或是制成新类型的高效、广谱太阳能电池。同时,这种材料还可被用于开发针对少量特定生物分子的高敏度探测器,如作为毒素筛选系统或是医药检测设备等。又如,纳米晶体材料可以弥补硅钢和铁氧体材料的不足,使各类电子产品的质量和效率得到提高,且节能效果明显。目前,纳米晶材料除了用于制造变压器以外,还可以作为互感器、电抗器、传感器、滤波器等器件的铁芯材料,应用范围还涉及到我们的日常生活中的家用电器、智能电表、直流变频空调、漏电保护开关等,电力系统的输变电测量、配电、遥测传感等,铁路系统的机车空调、电力机车的逆变电源、铁路信号传感等,还应用在航天、航空、航海等多项军工和国家高科技项目中,被定型采用。
未来,纳米晶材料研究中要积极改善及取代传统材料,提高及改善产品质量和性能,制备技术应致力于开发高性能、微型、环保型产品。
硫酸铜晶体的化学性质
2019-03-13 11:30:39
硫酸铜晶体中每一组铜离子、硫酸根离子与结晶水分子的个数是1:10,呈蓝色,在加热的条件下,结晶水可悉数失掉,硫酸铜晶体变成白色。化学式CuSO4,白色粉末,相对密度为3.603,25℃时水中溶解度为23.05g,不溶于乙醇和,易溶于水,水溶液呈蓝色,是强酸弱碱盐,因为水解溶液呈弱酸性。将硫酸铜溶液浓缩结晶,可得到五水硫酸铜蓝色晶体,俗称胆矾、铜矾或蓝矾,相对密度为2.284。胆矾在常温常压下很安稳,不潮解,在枯燥空气中会逐步风化,加热至45℃时失掉二分子结晶水,110℃时失掉四分子结晶水,150℃时失掉悉数结晶水而成无水物。无水物也易吸水转变为胆矾。常使用这一特性来查验某些液态有机物中是否含有微量水分。将胆矾加热至650℃高温,可分解为黑色氧化铜、二氧化硫及氧气。硫酸铜是较重要的铜盐之一,在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。无机农药波尔多液就是硫酸铜和石灰乳混合液,它是一种杰出的灭菌剂,可用来防治多种作物的病害。1878年在法国波尔多城,葡萄树发作虫病大部分死去,而大道两头的树,怕行人摘吃,在树干上涂了生石灰与硫酸铜溶液,树干弄得斑白,行人看了难过不敢摘吃,这些树却没有死,进一步研讨才知此混合液具有灭菌才能,因此名为波尔多液。制造波尔多液,硫酸铜和生石灰(最好是块状新鲜石灰)份额一般是1∶1或1∶2不等,水的用量亦由不同作物、不必病害以及时节气温等因从来决议。制造时最好用“两液法”,即先将硫酸铜和生石灰别离跟所需半量水混合,然后一起倾入另一容器中,不断拌和,便得天蓝色的胶状液。波尔多液要现配现用,因放置过久,胶状粒子会逐步变大下沉而下降药效。硫酸铜也常用来制备其他铜的化合物和电解精炼铜时的电解液。五水硫酸铜可由铜或氧化铜与硫酸作用后,浓缩结晶而制得。在实验室中可用浓硫酸氧化金属铜来制取无水硫酸铜。
辉锑矿的晶体形态及结构
2018-12-10 09:46:24
晶体形态
斜方双锥晶类,晶体为长柱状针状或矢状,沿c轴伸长。单形有斜方柱m(110);平行双面b(010)及斜方双锥s(111)。
晶体结构
晶系和空间群:斜方晶系,对称型Pbnm;
晶胞参数:a0=11.20埃,b0=11.28埃,c0=3.83埃;
粉晶数据:2.764(1)3.053(0.95)3.556(0.7)(Fiona)
硫酸法钛白粉的生产--硫酸亚铁结晶与晶体分离
2019-02-15 14:21:24
一、硫酸亚铁溶解度与温度的联系 硫酸亚铁的溶解度跟着温度的下降而下降很大(见表1)。
表1 不同温度时硫酸亚铁在钛液中的溶解度温度/℃
溶解度(FeSO4)/(g/L)
温度/℃
溶解度(FeSO4)/(g/L)30
240
5
9520
190
0
7915
130
-2
5910
117
-6
38
二、硫酸亚铁的结晶分出 钛铁矿粉与硫酸酸解后,经浸取所得到的钛液,其含铁量是比较高的,但此刻钛液的温度较高,因而硫酸亚铁的溶解度也比较大,其实践溶解的量没有到达其溶解度,这种溶液是不饱满的。假如钛液的温度下降,则硫酸亚铁的溶解度也下降,当溶解度下降至与实践溶解量持平时,溶液就变成饱满溶液。假如持续下降温度,溶解度也持续下降,其溶解度便小于硫酸亚铁的实践溶解量,此刻就成了过饱满溶液。过饱满溶液是不稳定的,只需有微量的固体或器皿表面粗糙,都会构成结晶中心,硫酸亚铁所超越饱满的那一部分就结晶分出。 三、铁钛比及其操控 钛液中总铁含量和总Ti02含量之比称为铁钛比。其公式如下: 铁钛比的凹凸,对水解产品的偏钛酸的颗粒巨细和结构有必定的影响。因而在钛出产中,特别是在涂料钛出产时,铁钛比有必要操控在必定的规划内。[next] 四、除掉硫酸亚铁的原因 从钛铁矿经过酸解,再经过加水浸取和用铁屑或铁粉复原,所得到的钛液中,含有很多的硫酸亚铁。将钛液进行冷冻结晶的意图首要是使硫酸亚铁成为晶体分出,然后经过过滤,使大部分硫酸亚铁从钛液中别离出去。钛液除掉硫酸亚铁的意图首要是以下几方面。 ①有利于后期水解今后所得到偏钛酸的水洗。钛液中含铁量削减了,就能缩短偏钛酸的水洗时刻,然后进步水洗功率和进步产值。 ②能够调整铁钛比,使硫酸亚铁与Ti02的份额契合水解工艺的要求。 ③除掉硫酸亚铁,能够一起带走很多的结晶水,使钛液的总钛浓度进步,由120--140g/L,进步到150-180g/L,然后可减轻后期浓缩的担负。 ④收回的硫酸亚铁是一种化工原料,能够使物质得到充分运用,将其卖出去,所得的收人能够冲减主产品的本钱。 ⑤酸解后浸取和复原所得钛液的硫酸亚铁浓度较高,在寄存和运送时,稍为冷却,即会有硫酸亚铁结晶分出,这样会影响贮槽的运用或阻塞泵体和管道。因而要及时除掉硫酸亚铁,使今后的寄存和输液不会构成费事。 五、硫酸亚铁的性质及其加热变白、久存变黄的原因 从水溶液或稀硫酸溶液中结晶出来的硫酸亚铁,是一种浅绿色的具有必定形状的晶体,每1mol硫酸亚铁含有7mol结晶水,分子式为FeSO4·7H2O,一般称为绿矾。它的晶型属单斜晶系,熔点64℃,相对密度为1. 899;在90℃会失掉1mol结晶水,成为六水物FeS04·6H2O;在300℃再脱去5mol结晶水,成为一水物FeS04·H2O;在300℃以上逐渐失掉终究1mol结晶水;在700℃以上彻底脱掉结晶水,并分解成二氧化硫、三氧化硫和氧化铁红。一水物和无水物的硫酸亚铁均为白色粉末,与水触摸又从头变为绿色物。将其露出于空气时,其表层在游离酸的效果下,被空气中的氧气氧化为硫酸高铁或碱式硫酸铁。因为酸性很弱,硫酸高铁易水解生成棕色的氢氧化亚铁。其氧化水解反应式如下: 六、结晶的办法、蒸腾结晶的原理及其习惯规划 结晶可分为蒸腾结晶、冷冻结晶和真空结晶等三种。蒸腾结晶是经过加热使溶液中的溶剂不断蒸腾,使溶液不断浓缩终究到达过饱满而分出晶体。这种办法适用于某些在不同温度时溶解度改变很小的盐类如食盐,不适用于绿矾的结晶。后两种办法才适用于绿矾结晶。[next] 七、冷冻结晶的原理及办法 冷冻结晶的原理是经过热交换,使溶液下降温度,终究到达过饱满而分出晶体。常用的办法有天然冷却结晶和机械冷冻结晶。 1.天然冷却结晶 这种结晶的办法比较原始和简略,就是将钛液寄存,运用钛液温度与室温间的温差,由其天然冷却,使硫酸亚铁结晶出来。因为降温慢,又是中止结晶,因而得到的是大块的晶体。 天然冷却结晶的长处是设备结构简略,一般可用陶瓷缸、塑料槽等,一起不需求耗费动力。缺陷是需求很多冷却设备,占地面积大;冷却终究温度由气温而定,不能调理,结晶进程慢,夏日气温高,结晶更慢,得到的晶体更少;铁钛比值难以操控;晶体收回率低;操作强度大,不适宜工业化出产运用。 2.机械冷冻结晶 机械冷冻结晶是运用低温冷冻液,经过热交换器(冷冻盘管)与钛液进行热交换,使钛液敏捷冷却。因而冷冻槽内装置有盘管和转速为50-70r/min的拌和器。具体操作如下:先向冷冻结晶槽注入钛液,为了节约动力,应尽量使液面将盘管悉数吞没,开动拌和器,向盘管送人由压缩机(冷冻机)制冷得到的氯化钙或氯化钠的低温冷冻盐水,常压水解法可用自来水。开端时的盐水温度不宜过低,避免在盘管外敏捷结晶出一层厚晶体硬壳,影响热交换。然后跟着钛液温度的下降,逐渐将盐水温度下降,直至到达所需冷冻的终了温度。用加压法出产颜料钛时,要求Fe含量与Ti02含量比为0.20-0.25,则其冷冻终了温度要操控在4-5℃;用常压法水解要求铁钛比为0.28-0.33,以及出产珐琅或电焊条用钛,对铁钛比无严格要求,其冷冻终了温度都能够操控在10一15℃。 此法的长处是处理了天然冷却结晶法的各种缺陷。可是其缺陷是设备较杂乱,要耗费动力。国内规划较小的钛厂大部分选用这种结晶办法。 为了节约动力,一些供应商对冷冻结晶进行了下列改善。 ①在冷冻盘管内先通自来水,冷冻至必定温度后,改用低温冷冻盐水。 ②在冷冻结晶槽内装置双排冷冻盘管,别离通自来水及冷冻盐水,先通自来水,后通冷冻盐水。 ③让钛液经过三级阶梯式冷冻结晶槽,分三阶冷冻。榜首槽方位最高,用自来水冷却,再流人第二槽,用现已冷冻好并已滤去绿矾的冷钛液,终究流人用冷冻盐水冷冻的第三槽。 八、真空结晶的操作及其优缺陷 在规划较大的钛出产进程中,常选用真空结晶法除掉硫酸亚铁。该法是将弄清后的钛液泵人底部带有拌和且具有杰出密封功能的结晶罐内,钛液容积在35-45m3之间。用水环式真空泵对结晶罐内抽真空,导致钛液温度下降。待钛液开端呈现固体晶核时(即温度为36-37℃),再敞开蒸汽喷发器,进一步增强对结晶罐内抽真空,一起加大冷却水流量,将二次蒸汽和喷发蒸汽冷却为冷凝水,不凝气体由真空泵排出。榜首结晶阶段,只开水环泵,一般需40-60min,第二结晶阶段,加开喷发器,一般需2h即可到达所要求的结晶温度(15-20℃)。然后渐渐封闭蒸汽喷发器,将水环泵阀门调至放空方位,使结晶罐内康复常压状况。将悬浮液从结晶罐底部阀门排出,经离心机别离,除掉七水硫酸亚铁。其间用于喷发器的蒸汽压力P汽≥0.7MPa,喷发器的蒸汽流量一般为1. 5-1.8吨/h,循环冷却水流量为60-250m3/h。[next] 真空结晶的进程与机械冷冻结晶的进程是相同的,都是使钛液冷冻至硫酸亚铁到达过饱满而分出结晶体。可是真空结晶没有热交换进程,钛液的热量是由一小部分溶液的蒸腾吸热而得以除掉。这是因为在减压(真空)下,钛液的沸点下降而构成部分欢腾,使溶剂蒸腾,因为气化潜热,需求吸收很多的热,使钛液敏捷冷冻而结晶分出绿矾晶体。 与机械冷冻结晶比较,真空结晶具有下列长处: ①蒸腾与冷却一起进行,结晶功率高; ②设备选材简略,修理少,寿命长; ③附属设备简略,出产才能大; ④溶液绝热蒸腾冷却,不需求热交换所需求的传热面积,设备出资费用低; ⑤归纳能耗低,出产费用低; ⑥设备占地面积小,整体均匀造价低; ⑦结晶后钛液浓度高,结晶终了温度高,可减轻后边浓缩的工作量。 缺陷: ①操作操控较杂乱; ②耗用蒸汽和冷却水多; ③所得的绿矾晶体粒径较小,在选用离心机别离时,要考虑到这一要素。 九、用氯化钙或氯化钠作冷冻介质的原因 冷冻介质的效果,是将冷冻机制得的“冷”,不断地传递到结晶槽内的钛液中。因为水在0℃时即结成冰,不能再循环,而氯化钙和氯化钠的溶液冰点较低。其使用浓度应由需求的盐水的温度而定,要求盐水的温度越低,则盐水越浓。例如要求盐水的最低温度为-10℃,则氯化钙溶液的浓度应不低于14. 7%;如用氯化钠,则其浓度应不低于14%。 十、硫酸亚铁晶体的别离及别离后的冲刷 硫酸亚铁晶体是经过过滤与钛液别离的。因为硫酸亚铁晶体的空隙间尚带有一些残留的钛液,如不冲刷收回,使钛液丢失影响收回率,一起下降了硫酸亚铁的质量,因而应该用水冲刷加以收回。 硫酸亚铁晶体自身能溶于水,因而在用水冲刷时,不可避免地会构成部分晶体的从头溶解。为了尽量削减这种从头溶解又要将晶体尽量冲刷洁净,能够把冲刷分两次进行,榜首次冲刷就用上批晶体第2次冲刷过的水,其洗液可在不影响钛液目标的情况下,并人过滤的钛液内,或用于酸解固相物的浸取;第2次冲刷用自来水,其洗液保存于下批晶体的榜首次冲刷之用,所用自来水最好用冰水,以削减晶体的从头溶解。[next] 十一、真空吸滤槽的结构及其吸滤操作 真空吸滤槽为长方形槽,槽身和槽底用硬聚氯乙烯板制成,并用角钢在外边加固。底呈卧底圆筒形,槽内中部有一层假底,假底为多孔塑料板,板上铺以滤布,一般为耐酸的毛毡或涤纶绒布。滤布上再铺一层多孔的稍薄的压层塑料板。操作时,在槽的下半部抽真空,浆料放在上半部,钛液透过滤布流入下部,而硫酸亚铁晶体则留在滤布上面。待吸滤的钛液抽吸干今后,用高压水将上批第2次冲刷绿矾的水进行冲刷,吸滤干今后再用自来水冲刷。再次吸滤,干了今后,即用人工将槽内的硫酸亚铁晶体铲除出来。这种过滤办法,设备简略,易于制作,易于操作,出资不大,比较有用。但其劳动强度较大。现在规划较小的钛厂大都选用这种过滤办法。 十二、离心机的结构及其过滤原理 离心机是运用高速旋转时所发生的离心力,使固液别离的一种过滤机。 含有绿矾晶体的钛液,在全速下加人转鼓。鼓内覆以耐酸滤布袋,当加料量到达装料极限后,当即中止加料。在转鼓高速旋转时,料液在离心力的效果下,钛液经过滤布,排出转鼓,构成滤液,经下部出口处流出。绿矾晶体则留在转鼓内,待甩干后,用少数水冲刷,再甩干后即可停机,用人工从上部卸料。 这种离心机过滤速度快,出产功率高,但仍需人工卸料,仍有必定的劳动强度。因为绿矾晶体颗粒较大,也能够选用卧式主动卸料离心机过滤,选用程序操控,主动进料、冲刷、甩干和卸料,可大大地减轻劳动强度。 某厂引入转筒2050mm*1000mm卧式离心机,单台处理才能可满意1万吨/年钛的出产要求。别的某厂引入圆盘过滤机别离绿矾。 十三、冷冻结晶工序的质量目标操控 ①盐水温度高温冷冻盐水10-20℃,低温冷冻盐水<-10℃。 ②冷冻钛液温度加压水解法颜料级4-5℃,坚持20min;常压水解法颜料级和非颜料级10-15℃坚持至合格停止。 ③硫酸亚铁含量FeS04·7H20含量≥90%;残钛含量≤0. 2%。 ④冷冻后钛液的质量目标见表2。
表2 冷冻后钛液的质量目标目标称号
颜料级
非颜料级加压水解法用
常压水解法用总TiO2含量/(g/L)
150~180
150~180
120~130F值
1.8~2.1
1.75~1.9
1.7~1.9三价钛含量/(g/L)
2.0~5.0
1.0~3.0
1.5~3稳定性
≥350
≥300
≥300铁钛比
0.2~0.25
0.28~0.33
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钼有望取代硅成为未来晶体管成分
2018-12-10 09:46:12
“随着我们的芯片变得越来越小、越来越快,越来越接近当前制造工艺的极限,微处理器领域的调查者们一直在寻找制造芯片的新材料。石墨烯本来有希望的,可是 最近有调查显示,它不适合代替硅作为制造CPU的材料。这是因为石墨烯的能量级之间差值太小,即意味着用它制作的晶体管无法实现01转换。当然也可能有一些我们尚未找到的应对办法,但其实也没必要使用石墨烯制造处理器。 洛桑联邦理工学院纳米电子与结构实验室(LANES)发现,辉钼矿(MoS2)可能成为硅理想的替代品。” (miki)
稀土在激光晶体中的应用及发展前景
2019-03-07 11:06:31
一、激光晶体的重要性及其远景六十年代激光器的呈现,创始了光学范畴的簇新局势,促进了光电技能的进程和展开。激光技能是光电子技能的中心组成部分,而激光晶体是激光器的作业物质。自1960年第一台红宝石激光器面世今后,人们对激光作业物质进行了广泛深化的研讨与探究。固体激光晶体阅历了六十年代的起步,七十年代的探究,八十年代的展开过程,固体激光晶体己从开始几种基质晶体展开到常见的数十种。作为固体激光器的主体,激光晶体展开成固体激光技能的重要支柱。正是因为激光晶体具有如此的重要性,才使其成为具有宽广展开远景的固体激光材料。依据国外有关资料,世界激光器具有持续安稳增加的商场远景。多年来各国政府在拨款方面逐步削减,迫使各厂商尽力开发民用产品,选用新技能和降低成本的办法,并结合用户商场的需求开发新产品,特别自1996丰以来,激光器商场,包含材料加工、医疗、通讯等敏捷扩展,供应持续安稳的增加。据BCC公司的计算标明,按均匀年增加12.1%计,仅美国激光材料和元部件商场从1996年的4.763亿美元将到达2000年的7.653亿美元。二十一世纪是信息化的世纪,光电子技能是信息社会展开的强壮推进力,因而,光电子工业一向被认为是下世纪的重要支柱工业。特别是许多传统工业在金融风暴的冲击下纷繁不支倒地,更使微电子和光电子等高科技工业支撑经济增加的人物日益突出。在近二十年内,光电子工业将以30-60%的年均匀速度展开,而材料的研讨和开发是光电子技能展开的先导和根底,因而具有宽广的展开远景。作为重要的光电子材料,激光晶体从科学研讨到工业出产,参军用到民用,运用规模很广。现在90%左右的激光晶体是掺入稀土作为激活离子的。因而,稀土在激光晶体中现已成为一族很重要的元素。由此可见,激光晶体的巨大展开将推进稀土的广泛运用。
二、稀土在激光晶体中的运用激光晶体是由晶体基质和激活离子组成。激光晶体的激光功能与晶体基质、激活离子的特性联系极大。现在已知的激光晶体,大致能够分为氟化物晶体、含氧酸盐晶体和氧化物晶体三大类。激活离子可分为过渡金属离子、稀土离子及锕系离子。现在已知的约320种激光晶体中,约290种是掺入稀土作为激活离子的。可见稀土在展开激光晶体材料中的重要作用。在稀土元素中已完成激光输出的有Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb共11个三价离子和Sm、Dy、Tm三个二价离子。稀土的激光功能是因为稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁而发生的。因为许多稀土离子具有丰厚的能级和他们的4f电子的跃迁,使稀土成为激光晶体不行短少的激活离子,为高新科技供给了许多功能优越的高功率、LD泵浦、可调谐、新波长等掺稀土激光晶体。高功率掺稀土激光晶体首要有掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)、掺钕铝酸钇(Nd:YAP)、掺铝钆稼石榴石(Nd:GGG)和掺钕铝酸镁镧(Nd:LMA)等。其间,Nd:YAG最重要,运用最广,用量最大。国外早已投入出产,在美国Nd:YAG晶体现已商品化,新产品质量安稳,占据世界大部分商场。可调谐激光晶体相同很有目共睹。运用Ce离子的宽带跃迁,从Ce:YLF和Ce:LaF3等晶体中取得可调谐的紫外激光。现在最为有用的和可接连调谐的紫外激光晶体是Ce:LiCAF、Ce:LiSAF。用于LD泵浦激光器的晶体首要有Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF等,其它适宜的泵浦的晶体还有Yb:YAG等。我国的YVO4、Nd:YVO4晶体均已享誉世界商场,据估计其产品现在占世界商场的l/3。在稀土激活离子中常用的是Nd离子,它输出波长为1.06μm。多年来人们一向在进行新波长激光晶体的探究作业。其间比较成功并取得实践运用的有掺Er和Ho的激光晶体。这些晶体输出的波长对人眼安全,大气传输特性好,对战场的烟雾穿透才干强,保密性好,合适军用。并且其波长简单被水吸收,更合适于激光医疗,在表面脱水和生物工程等方面,也将取得运用。现在我国对Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG和Ho:Er:Tm:YLF已有小批量试制才干,但末构成批量产品。
三、稀土的展开远景 1、稀土在晶体中的运用远景Nd:YAG晶体具有光学均匀性好,机械强度高,物化功能安稳,导热系数高,激光功能杰出及成长工艺老练等长处。正是因为Nd:YAG晶体具有这些优秀的功能,并可在室温下可完成脉冲和接连等多种方法的作业,所以它在军事、工业和医疗等方面取得了广泛的运用,是现在固体激光材料中用量最大的激光晶体。在军事方面,Nd:YAG晶体是运用最广泛的固体激光器的作业物质,是军用固体激光技能的支柱。现在90%以上的军用固体激光器是以Nd:YAG激光晶体为作业物质的。在工业范畴,Nd:YAG晶体因为能取得高功率激光输出而广泛运用于材料加工。全世界用于材料加工的激光器供应额持续增加,其间高功率激光器的供应坚持微弱气势,其首要原因是全世界轿车制造商持续推出新类型,零部件更多选用激光加工,并且激光加工逐步从运用C02激光器转向选用Nd:YAG激光器。依据LaserFocusWorld的计算,1997年全世界用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额为1.17亿美元,1998年用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额2.89亿美元,1999年用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额估计增加8%,达3.12亿美元。医学和医疗范畴,也一向是Nd:YAG激光器的重要运用之一,在所有激光医疗设备中,Nd:YAG激光医疗设备都得到广泛的运用。这不只因其重复频率和均匀功率较高。更首要是其1.06μm波长可用石英光纤导光,因而能够被柔软的传输线传输功率。依据LaserFocusWorld的计算,全世界固体激光器在医疗方面的运用,1997年供应额为1.59亿美元,1998年供应额为2.7亿美元,1999年供应额估计达3.1亿美元。2、稀土在泵浦激光晶体中的运用远景八十年代半导体激光器(LD)取得了重大进展,成为固体激光器的一种新式泵浦源。可用二极管泵浦的激光晶体多种多样,除了传统的激光基质YAG、YLF外,还有高增益YV04等,激活离子除传统Nd离于外,还有Yb、Ho、Tm、Er离子等。Yb:YAG具有许多特色合适高功率LD泵浦,有或许展开成为重要的大功率LD泵浦用激光材料。Yb:S-FAP晶体将来有或许用于激光核聚变的激光材料,引起人们的重视。Tm:YAG、Ho,Tm:YLF、Ho,:YLF激光晶体的发射波长合适在军事上运用。3、稀土在可调谐激光晶体中的展开远景掺稀土的可调谐激光晶体中除上述的晶体以外,还有Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶体等。Cr,Yb,Ho:YAGG激光晶体的波长在2.84-3.05μm之间接连可调。据计算世界上用的红外寻弹头大部分是选用3-5μm的中波红外勘探器,因而研发Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶体,可关于中红外制导武器对立供给有用的搅扰源,具有深远的军事含义。别的,3-5μm的红外光能够用来远距离勘探化学物质,因而可用于反化学战和环境保护。4、稀土在新波长激光晶体中的运用远景稳固展开已有的产品,如Ho:Cr:Tm:YAG、Ho:Er:Tm:YLF、Er:YAG等,进一步进步晶体质量,完成大批量出产。一起要持续加强开辟运用价值大的激光新波段。
四、领会和主张我国较早地展开了激光晶体的研讨与出产,其间华北光电技能研讨所是首要单位。华北光电技能研讨所长时间承当军工研讨使命,具有雄厚的科研才干,具有很强的产品开发才干,不只在科研上取得许多效果,并且在科研效果的转化上也作出了很大的成果。所取得的最重要的科研效果Nd:YAG激光晶体己转化为产品,1985年经过JYN-1型Nd:YAG激光棒规划定型判定,成长的毛坯直径为30-35mm,1991年经过JYN-3型Nd:YAG激光棒规划定型判定,成长的毛坯直径到达由40-45mm。而现在华北光电子技能研讨所成长的Nd:YAG除毛坯直径到达55-60mm,长度为210mm,并己开始构成规模化出产成为供应国内外的重要产品。
在如前所述的激光晶体杰出展开远景下,进一步开辟稀土产品的国内外商场,建立我国在世界稀土方面的位置,显得尤为重要。我国具有丰厚的稀土矿产资源,在世界上享有必定的位置,适当部分的稀土产品出口在世界上具有必定的竞争力。因而在这样较高的展开起点上,我国稀土供应商有必要争夺自动,大力开发稀土氧化物的出产,除了满意国内商场需求外,还应活跃开发国外商场,推进我国稀土工作的展开,只要这样才干稳固我国已具有的稀土重要出产基地的位置,才干展开成为重要的稀土产品出口商。
比水轻!新方法设计出超轻铝晶体
2019-01-08 17:01:42
据物理学家组织网近日报道,美国犹他州立大学(USU)和俄罗斯南联邦大学的科学家,利用计算机模型设计出比水还轻的超轻晶体铝。发表在较新一期《物理化学杂志》网络版的这一重大突破性成果,有望用于航天飞机和汽车等领域制造超轻部件。科学家模拟设计出比水更轻的超级四面体铝晶体。俄罗斯南联邦大学科学家供图
传统形式的铝晶体虽然是比较轻的金属,但因为其密度(2.7克/立方厘米)大于水的密度(1克/立方厘米),用其制成的勺子放在充满水的水槽后还是会沉到水底。而这次获得的新晶体密度只有0.61克/立方厘米,不仅密度显著低于传统金属铝,还意味着其能漂浮在水面上。
在新研究中,USU化学家亚历山大·博尔德雷夫带领团队,从分子水平对铝金属进行了全新设计,通过计算机模拟获得了比水更轻的超轻晶体铝。博尔德雷夫表示:“我们使用非常具有创意的方法完成了这次突破——以大家熟知的钻石为基础,将其中的每个碳原子用铝原子取代,得到了类似钻石的四面体结构晶体铝。进一步计算后,我们发现,这是一种非常稳定的全新超轻晶体铝结构。”
由于铝金属拥有非磁性、耐腐蚀且含量丰富、相对便宜和易于生产等诸多优点,这种全新超轻铝结构未来会广泛应用于研制更轻便的航天飞机和汽车部件等方面。博尔德雷夫表示,虽然这种材料的强度等其他特性还有待进一步研究,推测其如何运用还为时尚早,但这次发现的较大突破点在于,为设计全新材料提供了一种创新方法。“我们的创新之处在于,可完全基于一种已知结构来设计新材料。”
碳纳米管分离技术实现重大突破 有望实现全面取代晶体硅
2019-03-07 11:06:31
幻想下有那么一张电子报纸,你既能够将其卷起,又能将它抚平,即使咖啡在上面打翻了,这张报纸仍旧能持续作业,在你面前跟新的最近的新闻。这样的场景在碳纳米管(CNT)技能带来性打破后就能完结,麦克马斯特大学的研讨者提出,他们开发了一种全新的途径来纯化碳纳米管。碳纳米管这种精密的半导体材料,被认为是很可能能在芯片制造业中替代硅的奇特材料。幻想下有那么一张电子报纸,你既能够将其卷起,又能将它抚平,即使咖啡在上面打翻了,这张报纸仍旧能持续作业,在你面前跟新的最近的新闻。
这样的场景在碳纳米管(CNT)技能带来性打破后就能完结,而由于一项技能的严重瓶颈,人们现已等待了很久了。可是现在,科学家们现已找到了解决方案。
这项技能革新由来自麦克马斯特大学的研讨者提出,他们开发了一种全新的途径来纯化碳纳米管。碳纳米管这种精密的半导体材料,被认为是很可能能在芯片制造业中替代硅的奇特材料。
“一旦咱们能以既牢靠又实惠的办法取得纯度很高的纳米管,那么许多电子产品的开展都会变得非常迅速。”艾利克斯·阿德罗诺夫(AlexAdronov)如此说道,他是麦克马斯特大学的一位化学教授。
碳纳米管就像一根头发丝儿相同,可是其直径一般在一到几十个纳米之间,长度则远大于其直径。清华大学魏飞教授带领的的团队制备出了世界上最长的碳纳米管,其单根长度能够到达半米以上。碳纳米管作为具有必定柔性导电才能的纳米材料,一向肩负着能变革硅基电脑和电子设备的希望。可是这种材料一向有个缺点,就是无法在制备进程中将金属型碳纳米管和半导体型的碳纳米管别离开来,由于在制备进程中这两者都是一同发生的,此进程引进加热碳基气体直至纳米管的团簇构成,呈黑雾状。
在碳纳米管制备进程的最终阶段,半导体型碳纳米管会和金属型你中有我,我中有你一般地混在一同。虽然这两种碳纳米管都非常有价值,可是有必要分隔运用,由于只要纯的碳纳米管(半导体型或许金属型)才能在器材层面得到使用,所以有用的别离技能也就成了碳纳米管走向使用的一个技能难点。
全球科学家现已花了许多的时刻来测验各种别离技能。虽然已有研讨者研制出一种高分子试剂,能和半导体型的碳纳米管混兼并一同被溶剂冲刷走,然后经过后期的提取取得半导体型碳纳米管,可是提取金属型碳纳米管的办法现在发展缓慢。
而现在,阿德罗诺夫课题组机敏地发现了这种办法:他们将能别离半导体型碳纳米管的高分子试剂的电学特性倒置,就能得到了只别离金属型碳纳米管的新式高分子试剂。
课题组的这一成就与其他试验室搭档的作业也休戚相关,麦克马斯奸细学院和加拿大电镜中心都向该课题组委派了专家学者,还为他们供给了许多试验设备。
对此,阿德罗诺夫表明非常感谢,乃至这么说:“世界上没有什么地方能完结这么好的跨学科研讨。”
那么下一步是什么呢?阿德罗诺夫表明将倾尽课题组所有人的尽力寻觅能更高效别离碳纳米管的高分子试剂,并将这一进程以商业出产的标准完善。
低品位钨矿物原料用化学选矿法处理的原则流程
2019-02-26 16:24:38
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,档次为5%~30%,其他杂质含量也比较高,首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿使钨呈钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。
低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程见图7-8。处理进程包含物料预备等。
(1)物料预备 为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3%~0.5%,硫不大于1.3%~1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值。为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如,苏打烧结法需磨至100~150目以下,直接浸出需磨到200~300目以下。
(2)物料的烧结-浸出 工业出产上选用苏打烧结一水浸法、苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法,其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料物性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为以下四种:①苏打烧结-水浸法 它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700~850℃,白钨质料约860℃。
②苛性钠溶液浸出法用35%~40%浓度的苛性钠溶液加温至110~120℃,在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出液的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.5克/厘米。后送水净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/厘米。左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
③酸分化法酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32%~38%浓或硝酸作浸出剂。在100℃左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率,需将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中,经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱溶法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液,酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
④苏打溶液压煮法 此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5%~15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。
(3)浸出液的净化上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下三种办法:
①用铵镁盐除硅、磷、砷 浸液中质量比大于0.1%耐应除硅。硅在溶液中呈硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1:3的稀使pH值降至13,然后参加氯化铵使pH值降至8~9,硅酸钠能够彻底地被水解成沉积,再经弄清过滤、洗刷后,溶液中的氧化硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以和的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16~1.18克/厘米3的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐及铵镁盐的形状分出。 ②镁盐法除硅、磷、砷 此法先用稀(1:3)使浸液pH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈、砷呈形状存在。再参加密度为1.16~1.18克/厘米3的氯化镁溶液至浸液碱度为0.2~0.3克/升NaOH时,发生沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是需用将浸液中和至pH
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时需先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷的意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4%~5%),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15 %~20%),因而应根据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
③碱法除钼 钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中 的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉,除钼率可达70%~90%,参加量为钼砷总量的8~8.5倍,温度为80℃。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸的办法到达钨钼别离,酸度大、温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
(4)钨化学精矿的制取工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下:
①组成白钨沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氯化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物,因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较,氯化钙可得高档次的组成白钨(达70%~76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60%~68%,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次可达68%~74%,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨以终究产品,则将组成白钨通过滤洗刷后送去制取钨酸。
②钨酸的制取 工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨的办法是分化法,反响式为:组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难以沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:a.温度,温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70~80℃:,加料后再煮沸10~15分钟;b.浓度,浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30 %的浓度;c.剩下酸度,分化终了的酸度低,钨酸粒度变小、纯度低,一般剩下酸度为70~80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化,并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷,钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨,否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
③仲钨酸铵的制取 用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离,溶液通过弄清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨滤出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的液作有机相,在pH=2~4条件下萃钨,然后用2%~4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10%~20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7~7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85%~90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50℃)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶,即:由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率微,后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸发的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
④三氧化钨的制取 将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:煅烧温度为500℃时可使钨酸彻底脱水,温度高于250℃可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
低品位钨矿物原料化学选矿法处理流程
2019-01-31 11:06:17
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5-30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。
低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
一、物料预备
为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3-0.5%,硫不大于1.3-1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值;为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如苏打烧结法需磨至100-150目以下;直接浸出需磨到200-300目以下。
二、物料的烧结-浸出
工业出产上选用苏打烧结-水浸法,苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法。其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料特性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为
(1)苏打烧结-水浸法。它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700-850度,白钨质料约860度。
(2)苛性钠溶液浸出法。用35-40%浓度的苛性钠溶液加温至110-120度在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出注的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.3克/立方厘米后送去净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/立方厘米左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
常压下苛性钠溶液浸出白钨矿的反响为可逆反响。一般应选用苛性钠和硅酸钠的混合溶液作浸出剂才干获得满意的浸出成果。可是白钨矿质猜中含氧化硅有适当量时,用单一苛性钠即可。
(3)酸分化法。酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32-38%浓或硝酸作浸出剂,在100度左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率须将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱熔法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液。酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
(4)苏打溶液压煮法。此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5-15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿残留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。
三、浸出液的净化
上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下办法。
(1)用铵镁盐除硅、磷、砷。浸液中SiO2/WO3分量比大于0.1%时应除硅。硅在溶液中出现硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1:3的稀使PH值降至13,然后参加氯化铵使PH值降至8-9,硅酸钠能够彻底地被水解生成SiO2沉积,再经弄清过滤、洗刷后,液中的氧硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以HPO42- 和HAsO42-的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16-1.18克/立方厘米的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐Mg(NH4)PO4及铵镁盐Mg(NH4)AsO4的形状分出。
(2)镁盐法除硅、磷、砷。此法先用稀(1:3)使浸液PH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈HPO42-、砷呈HAsO42-形状存在。再参加密度为1.16-1.18克/立方厘米氯化镁溶液至浸液碱度为0.2-0.3克/升NaOH时,发生MgSiO3、Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是须用将浸液中和至pH11,然后参加氯化镁溶液,否则会发生氢氧化镁沉积。质猜中萤石含量较多时,也可参加氯化镁,使浸液中的F-呈MgF2沉积分出。
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时须先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4-5%WO3),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15-20%WO3),因而应根据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
(3)碱法除钼。钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉。除钼率可达70-90%,参加量为钼砷总量的8-8.5倍,温度为80度。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸度的办法到达钨钼别离,酸度大,温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积法除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
四、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
(1)组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4+CaCl=CaWO4+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
(2)钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl=H2WO4+CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
(3)仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH =(NH4)2WO4+2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在PH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4= 5(NH4)2O12WO35H2O+14NH3+2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸发的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
(4)三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4=WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O=12WO3+10NH3+ (5+n)H2O (煅烧)
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
从含钨废料中回收钨的新工艺
2019-02-21 15:27:24
美国一家公司研究出一种从含钨废猜中收回钨的新工艺。该工艺的进程是:首先用溶液蒸煮含钨废料,生成钨酸钠溶液,结晶出钨酸纳晶体;然后将钨酸钠晶体溶解于循环的母液中,从头生成钨酸钠溶液;再用有机萃取剂萃取钨,纯化得钨酸铵,蒸腾构成仲钨酸铵和含有钨、硅、砷、磷和钼的母液,母液可循环运用。这种工艺的长处是,母液能够循环运用,避免了曩昔工艺进程中会释放出很多铵盐的问题。
低品味钨矿化学选矿流程
2019-02-22 16:55:15
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5-30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。
低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
一、物料预备
为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3-0.5%,硫不大于1.3-1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值;为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如苏打烧结法需磨至100-150目以下;直接浸出需磨到200-300目以下。
二、物料的烧结-浸出
工业出产上选用苏打烧结-水浸法,苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法。其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料特性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为
(1)苏打烧结-水浸法。它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700-850度,白钨质料约860度。
(2)苛性钠溶液浸出法。用35-40%浓度的苛性钠溶液加温至110-120度在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出注的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.3克/立方厘米后送去净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/立方厘米左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
常压下苛性钠溶液浸出白钨矿的反响为可逆反响。一般应选用苛性钠和硅酸钠的混合溶液作浸出剂才干获得满意的浸出成果。可是白钨矿质猜中含氧化硅有适当量时,用单一苛性钠即可。
(3)酸分化法。酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32-38%浓或硝酸作浸出剂,在100度左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率须将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱熔法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液。酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
(4)苏打溶液压煮法。此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5-15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿残留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。
三、浸出液的净化
上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下办法。
(1)用铵镁盐除硅、磷、砷。浸液中SiO2/WO3分量比大于0.1%时应除硅。硅在溶液中出现硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1:3的稀使PH值降至13,然后参加氯化铵使PH值降至8-9,硅酸钠能够彻底地被水解生成SiO2沉积,再经弄清过滤、洗刷后,液中的氧硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以HPO42-和HAsO42-的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16-1.18克/立方厘米的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐Mg(NH4)PO4及铵镁盐Mg(NH4)AsO4的形状分出。
(2)镁盐法除硅、磷、砷。此法先用稀(1:3)使浸液PH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈HPO42-、砷呈HAsO42-形状存在。再参加密度为1.16-1.18克/立方厘米氯化镁溶液至浸液碱度为0.2-0.3克/升NaOH时,发生MgSiO3、Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是须用将浸液中和至pH11,然后参加氯化镁溶液,否则会发生氢氧化镁沉积。质猜中萤石含量较多时,也可参加氯化镁,使浸液中的F-呈MgF2沉积分出。
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时须先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4-5%WO3),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15-20%WO3),因而应根据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
(3)碱法除钼。钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉。除钼率可达70-90%,参加量为钼砷总量的8-8.5倍,温度为80度。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸度的办法到达钨钼别离,酸度大,温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积法除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
四、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
(1)组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4+CaCl=CaWO4+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
(2)钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl=H2WO4+CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
(3)仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH =(NH4)2WO4+2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在PH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4= 5(NH4)2O12WO35H2O+14NH3+2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸发的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
(4)三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4=WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O=12WO3+10NH3+(5+n)H2O (煅烧)
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
低品位钨矿用化学选矿法处理流程
2019-02-25 09:35:32
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为%~30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5%~30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。
低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
一、物料预备
为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3%~0.5%,硫不大于1.3-1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值;为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如苏打烧结法需磨至100-150目以下;直接浸出需磨到200-300目以下。
二、物料的烧结-浸出
工业出产上选用苏打烧结-水浸法,苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法。其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料特性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为
(1)苏打烧结-水浸法。它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700-850度,白钨质料约860度。
(2)苛性钠溶液浸出法。用35-40%浓度的苛性钠溶液加温至110~120度在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出注的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.3克/立方厘米后送去净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/立方厘米左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
常压下苛性钠溶液浸出白钨矿的反响为可逆反响。一般应选用苛性钠和硅酸钠的混合溶液作浸出剂才干获得满意的浸出成果。可是白钨矿质猜中含氧化硅有适当量时,用单一苛性钠即可。
(3)酸分化法。酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32-38%浓或硝酸作浸出剂,在100度左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率须将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱熔法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液。酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
(4)苏打溶液压煮法。此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5%~15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿残留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。三、浸出液的净化
上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下办法。
(1)用铵镁盐除硅、磷、砷。浸液中SiO2/WO3分量比大于0.1%时应除硅。硅在溶液中出现硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1∶3的稀使pH值降至13,然后参加氯化铵使PH值降至8~9,硅酸钠能够彻底地被水解生成SiO2沉积,再经弄清过滤、洗刷后,液中的氧硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以HPO42-和HAsO42-的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16~1.18克/立方厘米的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐Mg(NH4)PO4及铵镁盐Mg(NH4)AsO4的形状分出。
(2)镁盐法除硅、磷、砷。此法先用稀(1∶3)使浸液PH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈HPO42-、砷呈HAsO42-形状存在。再参加密度为1.16-1.18克/立方厘米氯化镁溶液至浸液碱度为0.2~0.3克/升NaOH时,发生MgSiO3、Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是须用将浸液中和至pH11,然后参加氯化镁溶液,否则会发生氢氧化镁沉积。质猜中萤石含量较多时,也可参加氯化镁,使浸液中的F-呈MgF2沉积分出。
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时须先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4~5%WO3),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15~20%WO3),因而应根据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
(3)碱法除钼。钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉。除钼率可达70-90%,参加量为钼砷总量的8~8.5倍,温度为80度。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸度的办法到达钨钼别离,酸度大,温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积法除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
三、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
(1)组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4 +CaCl=CaWO4+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
(2)钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl=H2WO4 +CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
(3)仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH =(NH4)2WO4+2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在pH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4 = 5(NH4)2O 12WO3 5H2O +14NH3 +2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸发的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
(4)三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4 =WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O =12WO3 +10NH3+(5+n)H2O (煅烧)
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
低品位钨处理流程以及处理设备
2019-02-25 14:01:58
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5-30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
一、物料预备
为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3-0.5%,硫不大于1.3-1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值;为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如苏打烧结法需磨至100-150目以下;直接浸出需磨到200-300目以下。
二、物料的烧结-浸出
工业出产上选用苏打烧结-水浸法,苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法。其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料特性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为
1、苏打烧结-水浸法。它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700-850度,白钨质料约860度。
2、苛性钠溶液浸出法。用35-40%浓度的苛性钠溶液加温至110-120度在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出注的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.3克/立方厘米后送去净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/立方厘米左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
常压下苛性钠溶液浸出白钨矿的反响为可逆反响。一般应选用苛性钠和硅酸钠的混合溶液作浸出剂才干获得满意的浸出成果。可是白钨矿质猜中含氧化硅有适当量时,用单一苛性钠即可。
3、酸分化法。酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32-38%浓或硝酸作浸出剂,在100度左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率须将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱熔法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液。酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
4、苏打溶液压煮法。此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5-15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿残留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。
三、浸出液的净化
上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下办法。
1、用铵镁盐除硅、磷、砷。浸液中SiO2/WO3分量比大于0.1%时应除硅。硅在溶液中出现硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1∶3的稀使pH值降至13,然后参加氯化铵使PH值降至8-9,硅酸钠能够彻底地被水解生成SiO2沉积,再经弄清过滤、洗刷后,液中的氧硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以HPO42-和HAsO42-的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16-1.18克/立方厘米的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐Mg(NH4)PO4及铵镁盐Mg(NH4)AsO4的形状分出。
2、镁盐法除硅、磷、砷。此法先用稀(1∶3)使浸液PH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈HPO42-、砷呈HAsO42-形状存在。再参加密度为1.16-1.18克/立方厘米氯化镁溶液至浸液碱度为0.2-0.3克/升NaOH时,发生MgSiO3、Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是须用将浸液中和至pH11,然后参加氯化镁溶液,否则会发生氢氧化镁沉积。质猜中萤石含量较多时,也可参加氯化镁,使浸液中的F-呈MgF2沉积分出。
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时须先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4-5%WO3),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15-20%WO3),因而应依据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
3、碱法除钼。钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉。除钼率可达70-90%,参加量为钼砷总量的8-8.5倍,温度为80度。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸度的办法到达钨钼别离,酸度大,温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积法除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
四、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
1、组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4+CaCl =CaWO4+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
2、钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl = H2WO4+CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
3、仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH=(NH4)2WO4 +2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在pH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4 = 5(NH4)2O 12WO3 5H2O+14NH3+2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸腾的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
4、三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4 =WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O =12WO3 +10NH3+(5+n)H2O(煅烧)
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系
设备:
首要设备精矿处理设备有焙烧窑、分化槽、压煮器、熔融炉、净化槽、离子交流柱、溶剂萃取槽、接连离心过滤机、蒸腾结晶槽或接连式蒸腾结晶器等。粉末制取设备有反转管炉、三氧化钨焙烧炉、蓝氧炉和复原炉。压形设备有油压机、冷等静压机。烧结熔炼设备有预烧结炉、高温烧结炉、垂熔炉、各式真空熔炼炉等。
车间组成一般钨冶炼厂由钨湿法冶炼、钨粉出产、钨条(锭)制备、归纳收回(收回氯化钙、钨铁、钽、铌、钪等)等出产车间及制氢等辅佐设备组成。依据出产性质和规划,能够独自建立车间,亦可兼并建立车间。如将归纳收回并入钨湿法冶炼车间,将钨粉制备、钨条(锭)兼并为粉末冶金车间等。
工厂装备与特色湿法冶炼出产进程中运用酸、碱、有机试剂等化工材料,产出有害排放物需求管理。因而,工厂装备时,应将湿法冶炼车间设在厂区的下风向,且便于原辅材料运送和扫除钨渣。钨粉末冶金部分有防尘、防爆、防火要求,应装备在较洁净、不受外界尘埃影响的区域。
首要技能经济指标收回率:钨湿法冶炼为90%~98%;纯钨粉制备为98%~99%;纯钨条(锭)为98%~99.5%。技能经济指标取决于所用的质料、出产工艺和原辅材料报价等要素。如日本某公司以黑钨精矿为质料,选用经典碱法工艺,每吨仲钨酸铵产品耗烧碱2.46t;3.2t;我国某厂以白钨精矿为质料,选用经典酸法工艺,每吨仲钨酸铵产品耗4~5t;1.7~2.3t。
在制取金属钨之前有必要先制取较高纯度的钨化合物。因而要除掉分化钨矿藏质料所得到粗钨酸钠溶液和粗钨酸中的杂质。净化粗钨酸钠溶液和粗钨酸可出产出钨的纯化合物仲钨酸铵货氧化钨,这两种纯钨化合物是现在工业上出产钨粉最常用的质料。
低品位钨矿化学选矿法处理流程怎样?
2019-01-31 11:05:59
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5-30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
有些钨选厂出产的低档次钨精矿达不到质量标准,WO3的档次为5-30%,其他杂质含量也比较高。首要为低档次的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨出现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形状出售,并从浸渣中归纳收回其他有用组分。
低档次钨矿藏质料化学选矿准则流程,处理进程可分为物料预备等。
一、物料预备
为了确保化学精矿的质量,质猜中的杂质含量应低于必定值,如砷不大于0.3-0.5%,硫不大于1.3-1.5%,杂质含量高时在物料预备时要将其降至必定值;为了进步矿藏的分化功率,对物料的细度的要求,要看后续作业的分化办法和质料的特性而定。例如苏打烧结法需磨至100-150目以下;直接浸出需磨到200-300目以下。
二、物料的烧结-浸出
工业出产上选用苏打烧结-水浸法,苏打溶液压煮法、苛性钠溶液浸出法和酸分化法。其意图是使钨矿藏分化生成水溶性的钨酸盐。分化办法的挑选首要取决于钨矿藏质料特性和出产供应商的具体情况和条件。办法可分为
1、苏打烧结-水浸法。它适于处理含少数石英的低档次黑钨质料,如钨细泥、含钨铁砂、钨锡中矿等,也能够处理含少数石英的低档次白钨质料,烧结时使不溶于水的黑钨矿和白钨矿与苏打效果生成水溶性的钨酸钠,水浸烧结块使钨转入溶液中,固液别离可除掉不溶杂质。黑钨矿质料的烧结温度为700-850度,白钨质料约860度。
2、苛性钠溶液浸出法。用35-40%浓度的苛性钠溶液加温至110-120度在加压条件下浸出磨细的矿藏质料,使钨呈可溶性钨酸钠的形状转入浸出液中。浸出注的处理办法有两种:一是直接稀释至密度为1.3克/立方厘米后送去净化;二是将其蒸浓至密度为1.45克/立方厘米左右分出钨酸钠晶体,结晶液回来浸出作业,结晶体水溶液送去净化。此法与苏打烧结-水浸法比较具有流程简略、出资少、能够处理含硅较高的钨细泥和钨锡中矿等钨矿藏质料。
常压下苛性钠溶液浸出白钨矿的反响为可逆反响。一般应选用苛性钠和硅酸钠的混合溶液作浸出剂才干获得满意的浸出成果。可是白钨矿质猜中含氧化硅有适当量时,用单一苛性钠即可。
3、酸分化法。酸分化法可用于处理白钨矿和黑钨矿两种质料,用32-38%浓或硝酸作浸出剂,在100度左右的温度下使钨矿藏直接分化而生成钨酸沉积。为进步钨的浸出率须将物料磨至-300目,酸分化时适当部分杂质进入溶液中经固液别离使其与钨酸别离。为使钨酸与残渣别离,常用碱熔法使钨呈碱金属钨酸盐形状转入溶液中,得到较纯洁的钨酸钠或钨酸铵溶液。酸分化钨的浸出率高,但试剂耗量大。
4、苏打溶液压煮法。此法可用于处理白钨和黑钨矿藏质料。浸出进程在压煮器中进行,质料磨至-300目,钨浸出率与苏打用量、浸出压力、浸出温度有关。
此法的长处是适用性较好,不只适用于处理低档次白钨矿(5-15%),还适于处理含钨硫化精矿,如钨铋中矿、铋钼钨中矿。高硫钨中矿浸出时,锡石、辉锑矿和辉铋矿残留于残渣中,氧化物中的悉数铜、部分氧化硅、氟、磷、砷等杂质与钨一同转入浸液中,浸液送净化处理。
三、浸出液的净化
上述各种办法分化低档次钨矿藏质料所得的钨酸钠溶液都不同程度的含硅、磷、砷、铜等杂质,有时还会有硫、氟等杂质。为了确保化学精矿的质量,有必要对浸出液进行净化以除掉杂质。现在常用如下办法。
1、用铵镁盐除硅、磷、砷。浸液中SiO2/WO3分量比大于0.1%时应除硅。硅在溶液中出现硅酸钠存在,当溶液碱度下降时将水解呈硅酸形状分出。因而往浸液中参加1∶3的稀使pH值降至13,然后参加氯化铵使PH值降至8-9,硅酸钠能够彻底地被水解生成SiO2沉积,再经弄清过滤、洗刷后,液中的氧硅可降至0.25克/升。
磷砷在除硅液中别离以HPO42-和HAsO42-的形状存在,在室温下往其间参加密度为1.16-1.18克/立方厘米的氧化镁溶液,磷砷别离呈铵镁磷酸盐Mg(NH4)PO4及铵镁盐Mg(NH4)AsO4的形状分出。
2、镁盐法除硅、磷、砷。此法先用稀(1∶3)使浸液PH值降至小于11,硅酸钠发作部分水解后,此刻浸液中的磷呈HPO42-、砷呈HAsO42-形状存在。再参加密度为1.16-1.18克/立方厘米氯化镁溶液至浸液碱度为0.2-0.3克/升NaOH时,发生MgSiO3、Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2沉积物分出,因而参加氯化镁可除掉硅、磷、砷。
此法的关键是须用将浸液中和至pH 11,然后参加氯化镁溶液,否则会发生氢氧化镁沉积。质猜中萤石含量较多时,也可参加氯化镁,使浸液中的F-呈MgF2沉积分出。
铵镁盐法和镁盐法只能除掉高价砷,若贱价砷存在时须先用或次等氧化剂将贱价砷氧化为高价砷,然后参加氧化镁才干到达除砷意图。
镁盐法较铵镁盐法的功率高,处理量大,出产周期短,渣含钨低(约4-5%WO3),但渣量大。铵镁盐法渣量小,但渣含钨高(约15-20%WO3),因而应根据质料特性,通过实验才干断定最佳的净化办法。
3、碱法除钼。钼在浸液中呈钼酸钠形状存在,在除掉硅、磷、砷后的滤液中先参加溶液使钼转变为硫代钼酸盐,残留在溶液中的砷也转变为硫代盐,然后加中和至pH=8.5左右,此刻钼、砷不沉积分出。再参加氯化钙溶液,钨呈钨酸钙沉积分出,而钼、砷仍呈相应的硫代酸盐形状留在溶液中,通过滤将钼砷除掉。除钼率可达70-90%,参加量为钼砷总量的8-8.5倍,温度为80度。
当浸液中含钼量小于0.25克/升时,不必定要独自除钼工序,进步分化组成白钨酸度的办法到达钨钼别离,酸度大,温度高、除钼效果好。除钼还有其他办法,在此不作介绍。
上述均属化学沉积法除掉浸液中的硅、磷、砷、钼等杂质,还有其他办法如离子交流等办法。
四、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
1、组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4+CaCl =CaWO4+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
2、钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl = H2WO4+CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
3、仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH=(NH4)2WO4 +2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在pH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4 = 5(NH4)2O 12WO3 5H2O+14NH3+2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸发的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
4、三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4 =WO3+H2O
5(NH4)2O12WO3 nH2O =12WO3 +10NH3+(5+n)H2O(煅烧)
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
低品位钨精矿处理之三 钨精矿制取及设备
2019-02-26 09:00:22
三、钨化学精矿的制取
工业上一般先从净化液中分出组成白钨或仲钨酸铵,再出产钨酸或氧化钨。其进程如下。
1、组成白钨。沉积组成白钨一般多用氯化钙作沉积剂(有时可用氢氧化钙或硫酸钙),使钨酸钙沉积,反响式为:
Na2WO4+CaCl =CaWO4↓+2NaCl
而氯化钙关于硅、磷、砷、钼等杂质亦生成钙盐沉积物因而没有净化效果,仅对硫有净化效果。组成白钨的质量和沉积率首要与净化液的钨含量、碱度、沉积剂的类型及添加量等要素有关,钨含量影响到组成白钨的细度及过滤、洗刷功能。
关于沉积剂的比较:氯化钙可得高档次的组成白钨:(WO3达70-76%),沉积剂对产品污染小,缺陷是氯化钙易潮解,运送包装较困难。石灰价廉,但所得组成白钨档次低,一般只达60-68%WO3,过滤洗刷困难,母液钨含量高,硫酸钙所得组成白钨档次WO3,但对产品污染大(硫酸钠、硫酸钙),且反响时间长。因而以氯化钙为好。
组成白钨作为终究产品时,通过滤枯燥,然后包装出厂;若以钨酸或氧化钨为终究产品,则将组成白钨过滤洗刷后送去制取钨酸。
2、钨酸的制取。工业上常选用或硝酸分化组成白钨,制取钨酸。常用的组成白钨分化法,反响式为:
CaWO4+2HCl = H2WO4↓+CaCl2
组成白钨中的硅、磷、砷杂质对钨酸的制取影响很大,使钨酸粒度变细而成胶状,难于沉积过滤,一起还与钨生成杂多酸,添加母液中钨含量。
制取钨酸进程的首要影响要素有:(1)温度:温度高有利于制取粗粒钨酸,杂质分化较彻底,但酸损耗大,作业环境差,初温常为70-80度,加料后再煮沸10-15分钟;(2)浓度:浓度高有利于钨酸粒度粗化,杂质分化彻底,出产中一般用30%的浓度;(3)剩下酸度:分化终了的酸度低,钨酸粒度变小,纯度低,一般剩下酸度为70-80克/升。此外,酸分化时参加适量的硝石(硝酸)有利于加快分化进程及杂质的氧化。并有利于进步钨的总收回率。
过滤后的钨酸应进行洗刷。钨酸质量契合标准才干出厂或送去制氧化钨。否则要进行净化处理。钨酸的净化常用法,即把钨酸溶液溶于中使其转化为钨酸铵溶液,大部分的硅、铁、锰等杂质则留在沉积中。
3、仲钨酸铵的制取。用浓缩结晶法从钨酸铵溶液中制取仲钨酸铵,先用溶解钨酸,且使钨与某些杂质别离,反响式为:
H2WO4+2NaOH=(NH4)2WO4 +2H2O
某些杂质如铁、锰、钙的氯化物一起生成氢氧化物沉积与钨别离。溶液通过沉清过滤,滤液即为钨酸铵溶液。
用强碱性或弱碱性阴离子交流树脂处理钨浸出液,用氯化铵溶液淋洗载钨树脂,所得淋洗液用于制取仲钨酸铵;此外,还可用溶剂萃取法制取钨酸铵溶液。以钨酸钠为料液,以叔胺或季胺的火油作有机相,在pH=2-4条件下萃钨,然后用2-4%的反萃可得钨酸铵溶液。
从钨酸铵溶液制取仲钨酸铵还可用中和法,此法运用10-20%的把钨酸铵溶液中和至pH=7-7.4时,钨呈针状仲钨酸铵的形状分出,结晶率达85-90%,但中和法不能收回并耗,已被蒸浓法所替代。
把钨酸铵溶液通过蒸浓时能够蒸腾部分,冷却之后(大于50度)则结晶分出片状的仲钨酸铵结晶:即:
12(NH4)2WO4 = 5(NH4)2O·12WO3 ·5H2O↓+14NH3↑+2H2O
由于仲钨酸铵溶解度比仲钼酸铵小,为了避免产品被钼污染,可用分步结晶法使钨钼别离。如蒸腾60%的液体,钨结晶率为55%,而钼结晶率只12%,所以开始结晶分出的仲钨酸铵含钼甚微。后期分出的仲钨酸铵含钼较高。
蒸腾时蒸腾的气经洗刷塔收回,所得回来运用;富含杂质的母液再收回钨。
4、三氧化钨的制取。将枯燥的纯钨酸或仲钨酸铵进行煅烧可制取工业钨氧粉。反响式为:
H2WO4 =WO3+H2O↑
5(NH4)2O·12WO3 ·nH2O =12WO3 +10NH3↑+(5+n)H2O(煅烧)↑
煅烧温度500度时可使钨酸彻底脱水,温度高于250度可使仲钨酸铵彻底分化。用于出产钨材和碳化钨的三氧化钨除应具有必定的纯度外,还要满意必定的粒度要求,三氧化钨的粒度与钨酸如仲钨酸铵的粒度及煅烧温度有密切关系。
四:制取?精矿所需设备
首要设备精矿处理设备有焙烧窑、分化槽、压煮器、熔融炉、净化槽、离子交流柱、溶剂萃取槽、接连离心过滤机、蒸腾结晶槽或接连式蒸腾结晶器等。粉末制取设备有反转管炉、三氧化钨焙烧炉、蓝氧炉和复原炉。压形设备有油压机、冷等静压机。烧结熔炼设备有预烧结炉、高温烧结炉、垂熔炉、各式真空熔炼炉等。
车间组成一般钨冶炼厂由钨湿法冶炼、钨粉出产、钨条(锭)制备、归纳收回(收回氯化钙、钨铁、钽、铌、钪等)等出产车间及制氢等辅佐设备组成。依据出产性质和规划,能够独自建立车间,亦可兼并建立车间。如将归纳收回并入钨湿法冶炼车间,将钨粉制备、钨条(锭)兼并为粉末冶金车间等。
工厂装备与特色湿法冶炼出产进程中运用酸、碱、有机试剂等化工材料,产出有害排放物需求管理。因而,工厂装备时,应将湿法冶炼车间设在厂区的下风向,且便于原辅材料运送和扫除钨渣。钨粉末冶金部分有防尘、防爆、防火要求,应装备在较洁净、不受外界尘埃影响的区域。
首要技能经济指标收回率:钨湿法冶炼为90%~98%;纯钨粉制备为98%~99%;纯钨条(锭)为98%~99.5%。技能经济指标取决于所用的质料、出产工艺和原辅材料报价等要素。如日本某公司以黑钨精矿为质料,选用经典碱法工艺,每吨仲钨酸铵产品耗烧碱2.46t;3.2t;我国某厂以白钨精矿为质料,选用经典酸法工艺,每吨仲钨酸铵产品耗4~5t;1.7~2.3t。
在制取金属钨之前必须先制取较高纯度的钨化合物。因而要除掉分化钨矿藏质料所得到粗钨酸钠溶液和粗钨酸中的杂质。净化粗钨酸钠溶液和粗钨酸可出产出钨的纯化合物仲钨酸铵货氧化钨,这两种纯钨化合物是现在工业上出产钨粉最常用的质料。
钨矿的冶炼方法
2019-03-07 09:03:45
用高钼钨矿制备高纯仲钨酸铵的办法包含:(1)将钨矿或钨细泥球磨,碱煮浸出,过滤,浓缩钨酸钠结晶;(2)水溶过滤钨酸钠,硫化;(3)离子交换除钼;(4)钨酸钠交后液除硫;(5)离子交换除杂质,用与氯化铵溶液解吸钨,制备钨酸铵溶液;(6)发结晶得到仲钨酸铵。本发明的技术进步作用表现在使用是非钨混合矿要比黑钨精矿的报价低1500-2000元/吨,钨细泥价更低,约5000-7000元/吨,经济效益显着,假如处理钨细泥,经济效益更好,本发明为我国很多的是非钨混合矿及钨细泥等高钼矿藏供给了一种先进的冶炼新工艺。
钨粉制取
2019-03-04 16:12:50
用复原剂将纯钨化合物复原成金属钨粉的火法冶金进程,为钨冶金流程的组成部分。出产钨粉常用的纯钨化合物有三氧化钨、仲钨酸铵及蓝钨等,一般运用、碳粉等复原剂。
因为使用部门对钨粉的化学纯度、粒度和粒度散布都有严格要求,故常需依据对钨粉的不同要求选用出产办法。现代工业出产中较广泛选用的钨粉制取主要有三氧化钨氢复原、仲钨酸铵氢复原和蓝钨氢复原。供制碳化钨用钨粉的制取办法也早已选用三氧化钨氢复原法。现代则较遍及选用氢复原仲钨酸铵制取蓝钨,蓝钨再经氢复原制取钨粉的办法。在本世纪60年代发展起来的氟(氯)化钨氢复原法,用氢复原气态氟(氯)化钨能制得超微粒级钨粉或可直接制成钨管等金属制品。
为了制得具有特殊功能的钨材及钨合金,常在蓝钨等复原猜中参加微量增加剂。例如,在制取具有抗下垂功能的耐高温钨丝时,在蓝钨复原猜中增加硅、铝、钾的化合物等微量增加剂(见掺杂钨条制取)。
黑钨精矿
2019-01-25 13:38:15
1. 概况 钨属于稀有元素,在地壳中含量仅为0.007%,我国钨储量约占世界总储量的55%,居首位。华北、西北和西南都有产出,尤其是西起广西,经湖南、广东, 江西,东至福建的南岭山脉一带,钨矿最多。其中又以江西南部最为集中,大小矿山达数百处,大吉山、西华山、岿美山、盘古山等都是世界有名的钨矿山。 我国选冶钨矿物原料与国外不同 国外长期以来开发的钨矿,主要是白钨矿,占总生产能力的60%。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t,占全国钨矿总储量的71%,但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主,占全国采出矿量的90%。 2. 性质 钨属亲石元素,主要以钨酸盐的形态存在于伟晶岩和热液矿床中;已知的钨矿约有15种,其中主要有黑钨矿和白钨矿两种。 (1)黑钨矿(Fe,Mn)WO4 ,又名钨锰铁矿,含WO3 约76%,呈褐黑色至黑色,显半金属光泽,比重为7.1~7.9;属单斜晶系,晶体常呈厚板状,晶面上常有纵纹。黑钨矿常与石英脉共生在一起。 (2)白钨矿CaWO4 ,又名钨酸钙矿,含WO3 约80%,常呈灰白色,有时略带浅黄、浅紫、浅褐等色,显金刚光泽或油脂光泽,比重为5.9~6.1;属四方晶系,晶形常呈双锥状,集合体多为不规则粒状或致密块状。白钨矿常与辉钼矿、方铅矿和闪锌矿共生在一起。 已知的含钨矿石主要有石英—黑钨矿矿石,硅卡岩—白钨矿矿石和砂矿等类型。 3. 用途 钨精矿是生产钨铁、APT(仲钨酸铵)的主要原料。 4. 产制 钨砂从岩体中采出,经粗碎、筛分及手选后,通常采用磁选、浮选以及重力、静电、化学选矿等方法进行精选,经精选后,可得到含WO3 为65%以上的钨精矿成品。
钨的应用及市场
2019-03-05 09:04:34
一、钨的使用 钨是银白色金属,熔点高达3 400℃;钨的硬度大、密度高、高温强度好。钨首要用于出产硬质合金和钨铁。钨与铬、钼、钴组成耐热耐磨合金用于制造刀具、金属表层硬化材料、燃气拉机叶片。钨与钽、铌、钼等组成难熔合金。钨铜和钨银合金用于电触摸材料。高密度的钨镍铜合金用作防辐射的防护屏,钨丝、钨棒、钨片用于制造电灯泡、电子管的部件和电弧焊的电极。钨的一些化合物可作荧光剂、颜料、染料等。钨及其合金广泛用于电子、电光源、航天以及兵器(火箭喷管、芯)。见表1。 我国钨的消费结构如下。 1980-1985年期间,炼钢用钨占61%,硬质合金占28%,化学制品占9%,钨材占2%。1986-1991年期间,炼钢用钨占48%,硬质合金占40%,化学制品占8%,钨材占4%。1991-1995年期间,炼钢用钨占36%,硬质合金占50%,化学制品占9%,钨材占5%。从发展趋势看,炼钢用钨呈下降趋势,硬质合金用钨呈上升趋势,化学制品和钨材用钨改变较小。 二、钨的商场 美国、日本、西欧是国际钨的首要消费国,算计占国际总消费量的60%-65%,但这些国家钨精矿产量只能满意需求量的12%一15%,大多靠进口满意需要,因此也是最重要的钨进口国,我国是国际上最大的钨直销国,这些国家也是我国钨的最大商场。见表2和表3。 现在我国已由单一出口钨精矿转向多种产品出口,包含钨铁、硬质合金、氧化钨、钨基合金、钨材、钨丝及钨的精密产品。现在我国从事钨湿法冶炼的工厂已达150多家,年产仲钨酸铵(APT)才能已达6万吨,年产值约3万吨,国内消费近1万吨外,其他供出口。我国最大的仲钨酸铵出产厂商是厦门钨品厂。
三大流程处理低品位钨精矿 价值零流失
2019-01-18 09:30:20
通过三大流程(物料准备,物料的烧结-浸出,浸出液的净化)处理后的低品位钨精矿,使钨呈现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形态出售,并从浸渣中综合回收其他有用组分。使钨矿价值零流失。
低品位钨精矿化学选矿处理流程
有些钨选厂生产的低品位钨精矿达不到质量标准,WO3的品位为5-30%,其他杂质含量也比较高。主要为低品位的钨细泥精矿、钨锡中矿、含钨铁砂及其他难选的含钨中间产品。此类产品经化学选矿,使钨呈现钨酸钠或白钨、仲钨酸铵、钨酸或三氧化钨形态出售,并从浸渣中综合回收其他有用组分。
低品位钨矿物原料化学选矿原则流程见图7-8,处理过程可分为:
一、物料准备及物料的烧结-浸出
二、浸出液的净化
三、钨化学精矿的制取
钨矿价格
2017-06-06 17:49:58
2010年8月18日讯,钨矿价格保持平稳,今天65%黑钨精矿主流市场报价8.3-8.5万元/吨,65%白钨精矿主流价格维持在8.4万元/吨,钨矿市场继续保持其稳定的局面,近期成交量和成交价的变化凸显出市场上行的动力,据东盟网了解,目前出货的钨矿山相比前期略为增加,特别是白钨矿,且黑钨矿货源还是特别少,钨矿供小于求的局面将持续,这将使钨矿市场继续以高位运行。 国际市场:上周五晚最新出来的的MB金属导报价继续持平为:金属导报钨砂平140-160美元/吨度;金属导报仲钨酸铵香港平238-242美元/吨度;金属导报仲钨酸铵欧洲平237-240美元/吨度;金属导报钨铁鹿特丹平28.5-29.5美元/千克钨,;香港钨铁平31-33.5美元/千克钨。欧洲战略小金属的报价也没什么波动。 钨铁市场继续低迷,下游市场需求依然冷清,整体上没有什么变动,目前上海地区FeW80报13.6-13.8万元/吨,湖南地区FeW70报12.8-12.9万元/吨,河南地区FeW70报13.0万元/吨,整体成交一般。据东盟网了解,目前国内钨矿价格(FOB)与国际市场钨铁成交价几乎持平,个别出口价更是高于国际市场成交价 目前国内钨矿市场虽然在钨矿价格市场报价方面一直保持不变,但是成交的数量和钨矿价格在某些地区已经产生了变化,尤其以白钨为例,市场成交普遍有所改善,而在江西、湖南等地区则充分呈现出暗流汹涌的特征,这种上涨的倾向一方面来源于市场上钨矿货源的缺乏,供求的矛盾较为尖锐,供不应求,因此刺激了市场进一步激化这是上涨的基础性因素;而最大的诱因来自中下游市场,随着9月份传统旺季的来临,欧洲市场重新开市,对于APT、钨铁合金等产品的需求开始再次大增,因此会拉动钨精矿市场的上行。 更多关于钨矿价格的资讯,请登录上海有色网查询。
钨精矿
2017-06-06 17:50:12
钨属于稀有元素,在地壳中含量仅为0.007%,我国钨(钨精矿)储量约占世界总储量的55%,居首位。华北、西北和西南都有产出,尤其是西起广西,经湖南、广东, 江西,东至福建的南岭山脉一带,钨矿最多。其中又以江西南部最为集中,大小矿山达数百处,大吉山、西华山、岿美山、盘古山等都是世界有名的钨矿山。我国选冶钨矿物原料与国外不同 国外长期以来开发的钨矿,主要是白钨矿,占总生产能力的60%。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t,占全国钨矿总储量的71%,但由于一些大型、超大型钨多
金属
矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主,占全国采出矿量的90%。 性质: 钨属亲石元素,主要以钨酸盐的形态存在于伟晶岩和热液矿床中;已知的钨矿约有15种,其中主要有黑钨矿和白钨矿两种。 (1)黑钨矿(Fe,Mn)WO4,又名钨锰铁矿,含WO3约76%,呈褐黑色至黑色,显半
金属
光泽,比重为7.1~7.9;属单斜晶系,晶体常呈厚板状,晶面上常有纵纹。黑钨矿常与石英脉共生在一起。 (2)白钨矿CaWO4,又名钨酸钙矿,含WO3约80%,常呈灰白色,有时略带浅黄、浅紫、浅褐等色,显金刚光泽或油脂光泽,比重为5.9~6.1;属四方晶系,晶形常呈双锥状,集合体多为不规则粒状或致密块状。白钨矿常与辉钼矿、方铅矿和闪锌矿共生在一起。 已知的含钨矿石主要有石英—黑钨矿矿石,硅卡岩—白钨矿矿石和砂矿等类型。 用途:钨精矿是生产钨铁、钨酸钠、仲钨酸铵(APT)、偏钨酸铵(AMT)等钨化合物的主要原料,其下游产品主要有三氧化钨、蓝色氧化钨、钨粉、碳化钨、硬质合金、钨钢、钨条、钨丝等。 生产工艺: 钨精矿的选矿工艺一般是由钨矿石(黑钨矿或白钨矿)经破碎、球磨、重选(主要有摇床、跳汰)、浮选、电选、磁选等工艺过程,生产出达到国家标准的黑钨精矿或白钨精矿,钨精矿的主要成份三氧化钨含量可达到65%以上。 钨广泛应用于刀刃具、模具等的生产中。这种暴涨主要是供求关系所造成的,而造成这种供求关系的深层次原因,除了包含加工制造业发展因素以外,还有出口过量的因素在内。由于我国的汽车工业、机械加工工业以及采矿业的不断发展,
市场
对硬质合金、高速钢刀刃具的需求正在快速递增,同时对耐震钨丝、钨合金、钨电极等焊接材料的需求也以同样的比例增长。而在供给方面,尽管所有的钨矿点都在高速运转,但今年一季度
产量
仍然不比去年.今年一季度我国钨精矿
产量
为16300吨,比去年同期下降1.6%。
今日钨价,金属钨的最新报价
2018-08-29 10:01:57
名称价格范围均价单位涨跌(幅)日期1#钨条285-315300元/千克0(0%)08-28美元折算价(出)41.87-46.2744.07美元/千克0(0%)08-28仲钨酸铵(国产)161000-163000162000元/吨0(0%)08-28仲钨酸铵(出口)300-305302.50美元/吨度0(0%)08-28钨铁≥70%168000-170000169000元/吨0(0%)08-28钨铁75-85%173000-175000174000元/吨0(0%)08-28黑钨精矿≥65%99000-101000100000元/吨0(0%)08-28黑钨精矿≥55%98000-10000099000元/吨0(0%)08-28碳化钨粉(国产)260-262261元/公斤0(0%)08-28碳化钨粉(出口)42-4342.50美元/公斤0(0%)08-28钨粉(出口)43-4443.50美元/公斤0(0%)08-28钨粉(国产)262-264263元/公斤0(0%)08-28
钨冶金的原则流程
2019-01-25 15:50:14
目前钨提取冶金的工艺繁多、流程较长,但总的说来都包括下列阶段: (1)矿物分解 其任务是在高温下或在水溶液中利用酸碱或其他化工原料与钨矿物作用,破坏其化学结构,使其中钨与伴生元素初步分离。经分解后,钨一般转化为粗钨酸钠溶液或粗钨酸。在各种湿法浸取前亦可进行预处理,以除去浮选剂及部分杂质,并改善其浸取性能。 (2)纯钨化合物制备 即将分离所得产物提纯,以得到化学成分及物理性状符合要求的纯化合物(一般为纯仲钨酸铵或三氧化钨)。 (3)钨粉制取。 (4)高纯致密钨制取。 钨冶金的原则流程见下图。
氧化矿石中钨与钼及综合回收
2019-02-12 10:08:00
我国是世界上钨储量最多的国家。论成因,多属气化高温热液矿床。其间,石英脉型是价值最大、最重要的钨矿床。在钨矿石中,矿藏组成反常杂乱,首要金属矿藏除黑钨矿、白钨矿外,尚伴生有锡石、辉钼矿、黄铜矿、辉铋矿等多种矿藏。伴生的硫化矿藏含量,常常能到达归纳收回的价值。含多种硫化矿藏的钨矿石中,钨与钼的赋存联系有两种:
(1)钼以类质同象部分替代钨而进入了钨矿藏。鉴于钨的硫化态矿化很少见,类质同象产品往往为含钼白钨矿或钨-钼钙矿(钼-钨钙矿或含钨的钼钙矿则是钨替代钼钙矿中钼的产品)。此刻,钼作为钨矿藏中有价伴生元素存在。
(2)钼矿藏与钨矿藏伴生。此刻,钼矿藏作为钨矿石中有价伴生矿藏存在。
对类质同象已进入钨矿藏中的钼,是无法用惯例选矿别离的;对钨矿石中伴生的氧化态钼矿藏,也是难于用惯例选矿工艺别离的。它们随钨矿藏选别进入钨精矿,再在深度加工时别离、提取。
含多种硫化矿藏的钨矿石,伴生的辉钼矿由全硫浮选产出的混合精矿分选获取合格钼精矿。因为钨矿藏是首要有价矿藏,选矿工艺应首要考虑钨矿藏的收回。一般,联合重、浮、磁、电多种手法才干到达分选意图。随钨矿藏品种、粒度、嵌布联系等,联合流程组合也不同,见下图。
图 含多金属硫化物的钨矿石选矿准则流程图
其间:图a适于钨矿藏含量高、粒度粗、矿藏组成简略的矿石。从矿泥收回钨可用浮选法,也可用重选法(翻床、皮带溜槽等)。图b适于细粒嵌布、矿藏组成杂乱或硫化矿藏含量高的钨矿石。从浮选尾矿中收回钨矿藏的工艺亦可用浮选,也可用重选。图c适于钨矿藏与硫矿藏共生亲近,呈集合体嵌布易选的钨矿石。对含很多磁铁矿的钨矿石,流程中应增设磁选工艺。对含稀有金属氧化物(如独居石等),重砂还须加电选别离、收回之。
全硫浮选所产出的混合硫精矿的别离。参加在碱性介质可抑制铜、锌、铁的硫化矿藏,浮选钼、铋(铅)混合精矿;再加诺克斯或在弱酸性介质用抑铋、铅,浮选辉钼矿;用石灰抑硫捕收铜矿藏。然后,使Mo、Bi、Cu、Fe的硫化物得以别离。钼产品经屡次精选,可获合格钼精矿。并能获多种硫化精矿。[next]
含钨的钼矿石,在浮选辉钼矿的一起,亦可从浮选尾矿中经过重选或浮选,归纳收回伴生的白钨矿或黑钨矿,其工艺比较简略。
在同一矿藏中的钨-钼组分的别离,往往须在深加工中完结。
用作钢铁的合金添加剂时,伴生的钼(或钨)也是钢铁有利组分,一般不再别离而直接使用。
作为金属或化工原料,钨制品中的钼,或钼制品中的钨,常常作为有害元素而严加操控。所以,此刻的钨-钼别离不只是归纳收回的手法,也是净化产品的必要手法。
工业上,从钨-钼浸出液中别离钨钼有用的办法是沉积三硫化钼(MoS3)。
当一起含有MoO42-与WO42-离子的浸液参加(Na2S)后,会发生如下反响:
Na2WO4 + 4NaHS ←→ Na2WS4 + 4NaOH
Na2MoO4 + 4NaHS ←→ Na2MoS4 + 4NaOH
K(平衡常数)=〔Na2RS4〕〔NaOH〕4〔Na2RO4〕〔NaHS〕4
因为KMo》KW生成硫代钼酸钠远比生成硫代钨酸钠简单得多。当参加的(Na2S)量只够使Na2MoO4硫化成Na2MoS4时,钨酸钠很少被硫化。再将浸液酸化,使pH=2.5~3.0,此刻硫代钼酸钠分化,分出溶解度很低的三硫化钼(MoS3):
Na2MoS4 + 2HCl → MoS3 + 2NaCl + H2S↑
为避免生成硫代钨酸钠而分出三硫化钨(WS3),要操控Na2S加人量仅为理论值的82%~83%(因酸化还会生成含氧的硫化钼(MoOxS3~x)。
从含8~10g/tMo与100~120g/t WO3,溶液中沉积钼时,沉积的硫化物中含5%~10%WS3。将该沉积在苏打中溶解后再用Na2S重复沉积MoS3,可获含WO3
溶液脱钼后,可参加苛性钠(NaOH)煮沸,损坏偏钨酸盐,再经除硅和除磷,就可制取钨酸或仲钨酸铵等化工产品了。
此刻产出的钨酸或仲钨酸铵还含少数钼酸或仲钼酸铵。进一步的净化,一般选用浓缩、分步结晶法:使用仲钨酸盐的溶解度比仲钼酸铵的小,溶液蒸腾60%液体后,55%仲钨酸铵晶出,而钼只分出12%。重复浓缩、分步结晶,就可将仲钨酸铵中的钼降至很低。
用以上工艺可满足地取得钨-钼的别离。它不只适用于钨-钼类质同象矿藏,也适于各种含钼的钨精矿。
有色金属
2019-05-27 10:11:36
金属品种繁复,一般把金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包含铁、锰、铬及它们的合金。除铁、锰、铬以外的八十三种金属都叫做有色金属。有色金属的分类,各个国家并不彻底一致。大致 上按其比重、多少钱、在地壳中的储量及散布状况、被 人们发现和运用的迟早等分为五大类1)轻有色金 属;2)重有色金属;3)稀有金属;4)贵金属;5) 半金属。
钨精矿的冶炼要求
2019-01-04 09:45:26
钨矿石的含钨量通常是不高的,必须经过选矿富集。我国目前生产的钨精矿,主要取自含钨矿石中的黑钨矿,其次是白钨矿。钨矿物的氧化物钨华等按目前的选矿方法和流程尚不能回收。 冶炼要求的合格钨精矿,含WO3应达到或大于65%。经火法冶炼制成钨铁合金(含w>70%或>65%);经水法冶炼成正钨酸钠,仲钨酸铵或钨酸钙等。进一步处理成三氧化钨(含WO399.9%),再用还原剂(通常用氢)还原成钨粉(含w99.9%)等。