專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從鎢酸鈉溶液制備氧化鎢水合物的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸類(lèi)或其衍生物、有機(jī)糖類(lèi)或其衍生物做添加
劑水熱分解鎢酸鈉制備氧化鎢水合物的方法，屬于無(wú)機(jī)鹽工業(yè)生產(chǎn)和粉體材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鎢主要被用作制備金屬鎢，同時(shí)也被廣泛應(yīng)用于冶金、制備功能材料、光電化 學(xué)、催化劑、著色劑等眾多領(lǐng)域。近年來(lái)科研人員又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)氧化鎢在光學(xué)、磁學(xué)、電子學(xué)等 方面的諸多特性，其開(kāi)發(fā)應(yīng)用也得到越來(lái)越多的矚目。 在現(xiàn)有的鎢冶煉體系中，由于工業(yè)鎢酸鈉粗溶液中含有多種雜質(zhì)元素，且必須經(jīng) 過(guò)分步除雜才能全部去除，導(dǎo)致整個(gè)冶煉流程冗長(zhǎng)、大量耗費(fèi)能源、增加環(huán)境壓力。其中除 Na的過(guò)程最為繁瑣，需要增加鎢酸銨、APT兩種中間產(chǎn)物才能有效去除，其主要原因是在 傳統(tǒng)思路里從鎢酸鈉溶液中直接沉淀鎢元素的方法只能是制備鎢酸，而鎢酸鈉溶液酸化制 備鎢酸沉淀的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生多種復(fù)雜的鎢多酸鹽和雜多酸鹽，同時(shí)伴有難于過(guò)濾洗滌的 白鎢酸生成，導(dǎo)致Na元素不可避免地夾帶在沉淀中，必須通過(guò)氨溶的方法才能除凈。解決 該問(wèn)題的一種有效途徑是在偏堿性環(huán)境中找到一種溶解度很小的鎢氧化物或鎢氫氧化物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種采用水熱法分解鎢酸鈉溶液的工藝，采用該工藝生產(chǎn)出的氧化鎢 水合物不含Na元素，大大簡(jiǎn)化了氧化鎢生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)成本，而且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中 不排放任何形式的污染物。 —種從鎢酸鈉溶液制備氧化鎢水合物的工藝，包括以下步驟
1調(diào)配一定濃度的鎢酸鈉水溶液； 2將鎢酸鈉水溶液與添加劑按照合適的配比一起置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱分 解，反應(yīng)過(guò)程中調(diào)控體系的pH穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，得到W03 0. 5H20料漿；
3洗滌、過(guò)濾分離料漿得到W03 0. 5H20濾餅和母液；
4濾餅在焙燒爐中進(jìn)行低溫焙燒； 5母液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離，得到固體鈉鹽和結(jié)晶母液；
步驟(1)鴇酸鈉溶液的濃度最好控制在30% 45%。 步驟(2)水熱反應(yīng)的溫度為100 250°C，時(shí)間為5 25小時(shí)；添加劑用量按化 學(xué)方程計(jì)量摩爾比為鎢酸鈉的110% 200% ;體系pH控制在6. 5 9. 0之間。其中水熱 體系pH最好控制在7. 0左右，這樣既避免了生成鎢多酸鹽，又可以保證較快的反應(yīng)速率。
步驟(2)所述的添加劑包括無(wú)機(jī)酸類(lèi)(如碳酸、鹽酸、硫酸等)、有機(jī)酸類(lèi)(如酒石 酸、順丁烯二酸等)或/和其衍生物、有機(jī)糖類(lèi)(如蔗糖、麥芽糖等)或/和其衍生物，或者 是它們之間的任意混合物。 步驟(4)所述的焙燒溫度為300 45(TC，無(wú)需保護(hù)氣氛。 步驟(5)所述的結(jié)晶母液返回礦石浸出工序或鎢酸鈉水溶液調(diào)配工序。
本發(fā)明將鎢酸鈉水熱體系的pH值調(diào)控在6. 5 9. 0的范圍內(nèi)，避免正鎢酸根發(fā)生復(fù)雜轉(zhuǎn)變，而制備出不含Na元素的W03 (). 51120沉淀，因而可省去鎢酸銨、APT的生產(chǎn)工序，大大降低了能耗，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，并且在制備超細(xì)粉體上有明顯優(yōu)勢(shì)。 本發(fā)明中，水熱反應(yīng)產(chǎn)品即為不含Na的氧化鴇水合物，無(wú)需經(jīng)過(guò)中間產(chǎn)品鴇酸銨、APT生成工序，所以工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，成本低。整個(gè)工藝形成閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了母液和洗液的循環(huán)利用，整個(gè)過(guò)程中不排放任何形式的污染物，從源頭上避免了污染。另外，該發(fā)明制備出的氧化鎢粉體粒徑分布均勻，平均粒徑約為l.Oym，在超細(xì)粉體的制備上有很大優(yōu)勢(shì)。


圖1 :本發(fā)明制備氧化鎢原則工藝流程(以添加物為C02為例)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 : 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的鎢酸鈉溶液，在較高壓力下強(qiáng)制通入C02氣體至pH為7左右，持續(xù)通入C02并保持水熱溫度為180°C ，反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)，鎢酸鈉溶液的分解率為99. 25%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 *0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在40(TC焙燒3小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液與洗液一起進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后返回至礦石浸出工藝，實(shí)現(xiàn)堿的循環(huán)利用。整個(gè)流程形成閉路循環(huán)，整個(gè)過(guò)程中不排放任何形式的污染物，從源頭上避免了污染。
實(shí)施例2: 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的鎢酸鈉溶液100ml，用5%的稀鹽酸調(diào)整pH為6. 5，加熱到15(TC，反應(yīng)過(guò)程中補(bǔ)加稀鹽酸使體系pH始終保持在7. 5左右，反應(yīng)時(shí)間18小時(shí)，鎢酸鈉溶液的分解率為98. 13%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒4小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分
離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例3 : 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鎢酸鈉溶液100ml，加入順丁烯二酸，加熱到16(TC，反應(yīng)過(guò)程中pH始終保持在7. 2 7. 5左右，反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)，鴇酸鈉溶液的分解率為99. 22%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 *0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒4小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)
晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例4 : 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40X的鎢酸鈉溶液100ml，加入蔗糖至pH為9. 5，加熱到180°C，反應(yīng)過(guò)程中pH始終保持在7. 9 8. 2左右，反應(yīng)時(shí)間72小時(shí)，結(jié)果鎢酸鈉溶液的分解率為98. 48%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 *0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒5小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例5 :
在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45X的鎢酸鈉溶液100ml，加入蔗糖至pH為9. 5，再用5%的稀鹽酸調(diào)整pH為6. 5，加熱到170°C ，反應(yīng)過(guò)程中可使pH始終保持在7. 6 8. 2左右，反應(yīng)時(shí)間60小時(shí)，結(jié)果鎢酸鈉溶液的分解率為98. 71%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒5小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例6 : 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43%的鎢酸鈉溶液100ml，加入蔗糖酸至pH為8. 5，加熱到180°C ，反應(yīng)過(guò)程即可使pH始終保持在7. 5 8. 2左右，反應(yīng)時(shí)間48小時(shí)，結(jié)果鎢酸鈉溶液的分解率為98. 92%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒5小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母
液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例7: 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的鎢酸鈉溶液100ml，加入順丁稀二酸甲脂至pH為9. 5，再用5%的稀鹽酸調(diào)整pH為6. 5，加熱到160°C ，反應(yīng)過(guò)程中可使pH始終保持在7. 6 8. 2左右，反應(yīng)時(shí)間40小時(shí)，結(jié)果鎢酸鈉溶液的分解率為98. 87%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 *0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒5小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回
鎢酸鈉溶液配制工序。
實(shí)施例8 : 在高壓反應(yīng)釜中放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%的鎢酸鈉溶液100ml，加入順丁稀二酸甲脂，加熱到17(TC，反應(yīng)過(guò)程中可使pH始終保持在7. 7 8. 3左右，反應(yīng)時(shí)間50小時(shí)，結(jié)果鎢酸鈉溶液的分解率為98. 78%。得到的料漿易于過(guò)濾分離，W03 0. 5H20濾餅用去離子水洗凈，然后將濕濾餅放入焙燒爐中，在30(TC焙燒5小時(shí)，即得成品氧化鎢。料漿分離后的母液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、分離，得到的結(jié)晶母液返回鎢酸鈉溶液配制工序。
權(quán)利要求
從鎢酸鈉溶液制備氧化鎢水合物的工藝，包括以下步驟1)調(diào)配鎢酸鈉水溶液；2)將鎢酸鈉水溶液與添加劑一起置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到WO3·0.5H2O料漿；3)過(guò)濾分離料漿得到WO3·0.5H2O濾餅和母液；4)母液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離，得到固體鈉鹽和結(jié)晶母液；5)濾餅在焙燒爐中進(jìn)行低溫焙燒得氧化鎢成品；其特征在于所述添加劑為無(wú)機(jī)酸類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)或/和其衍生物、有機(jī)糖類(lèi)或/和其衍生物，添加劑用量按化學(xué)方程計(jì)量摩爾比為鎢酸鈉的110％～200％；水熱反應(yīng)的溫度為100～250℃，時(shí)間為5～25小時(shí)；水熱反應(yīng)過(guò)程中pH調(diào)控范圍為6.5～9.0。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述有機(jī)酸包括酒石酸或順丁烯二酸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述無(wú)機(jī)酸包括碳酸或鹽酸或硫酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述有機(jī)糖類(lèi)包括蔗糖或麥芽糖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述衍生物包括酸變性衍生物或堿變性 有機(jī)物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于結(jié)晶母液返回鎢礦石浸出工序或鎢酸鈉 水溶液調(diào)配工序，并回收結(jié)晶母液中未完全反應(yīng)的添加劑。
全文摘要
一種從鎢酸鈉溶液制備氧化鎢水合物的工藝。包括將鎢酸鈉水溶液與CO2氣體、無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)糖或衍生物一起置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱處理，得到WO3·nH2O漿液，經(jīng)過(guò)濾分離和低溫焙燒后得到氧化鎢產(chǎn)品。本發(fā)明制備條件溫和，操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備沒(méi)有過(guò)高要求，成本低；產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)方法好，其中不含Na等雜質(zhì)元素，且鎢酸鈉溶液的分解轉(zhuǎn)化率高達(dá)98％以上；與傳統(tǒng)工藝相比減少了鎢酸銨、APT的生產(chǎn)步驟，大大簡(jiǎn)化了工藝流程；整個(gè)流程可形成閉路循環(huán)，不排放任何形式的污染物，從源頭上避免了污染。
文檔編號(hào)C01G41/02GK101774643SQ20101002204
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者劉桂華, 周秋生, 彭志宏, 李小斌, 李建圃, 齊天貴 申請(qǐng)人:中南大學(xué)