CN102963935A - 一种制备超细三氧化钨的方法 - Google Patents

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胡宏生
崔源发
李建圃
杨彦昌
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Abstract

本发明涉及一种制备超细三氧化钨的方法，包括晶种制备、物料配比、水热反应、过滤分离、低温焙烧等步骤。本发明工艺流程短，条件温和，不需复杂的设备，制备的三氧化钨纯度高、粒度细，母液循环使用，钨酸钠原料的利用率高。

Description

一种制备超细三氧化钨的方法
技术领域
本发明涉及一种制备超细三氧化钨的方法，特别是涉及一种利用晶种处理钨酸钠溶液，制备超细三氧化钨的方法。本发明专利属于有色金属氧化物制备技术领域。
背景技术
三氧化钨主要用于煅烧还原生产钨粉和碳化钨粉，进而用于生产高熔点合金和硬质合金产品，如刀具和模具的制造。同时也可用于制造纯钨制品、钨条、钨丝，钨电极等。三氧化钨还可用作辐射的屏蔽材料以及黄色陶瓷器的着色剂。船舶工业中，三氧化钨还被用作重要的防腐油漆和涂料材料。工业中一般通过焙烧钨酸铵的方法制取三氧化钨，但由于三氧化钨粒度过于粗大而越来越不能满足使用要求。为了有效提高三氧化钨的颗粒细度，从而改善其应用性能，有必要开发一种制备超细三氧化钨的方法。目前为止，除上述专利之外，并无更多公开的专利技术与本发明专利类似，采用晶种制备超细三氧化钨以及母液回用的报道。
 
发明内容
本发明目的在于提供一种工艺流程简便、超细三氧化钨的制备方法。
本发明包括如下步骤：
（1）晶种制备： 采用有机酸或无机酸调节质量浓度为45%的钨酸钠溶液，使溶液pH至4.0～8.0，水热反应12小时后，所得的沉淀物经过滤、浓缩和结晶，获得晶种；
（2）物料配比：向质量浓度为10%～55%的钨酸钠溶液中加入晶种，晶种与溶液中钨酸钠的质量之比为1:4.5；
（3）水热反应：在高压反应釜中，步骤（2）所述的晶种与钨酸钠混合溶液在200～220℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后冷却至室温，得到反应产物浆料；
（4）过滤分离：步骤（3）所述的反应产物浆料经过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液；
（5）低温焙烧：步骤（4）所述的滤饼经350℃低温焙烧，得到超细三氧化钨产品；
（6）母液浓缩：步骤（4）所述的母液与滤饼洗涤液合并，经浓缩得到钨酸钠质量浓度为3%～20%的母液；
（7）母液循环利用：步骤（6））所述的浓缩母液回用于三氧化钨制备过程中，用于配制10%～55%的钨酸钠溶液。
相比传统超细三氧化钨的生产工艺，本发明缩短了工艺流程，降低了能耗，减轻了对环境的污染，制备的三氧化钨具有粒度细、纯度高、稳定性好等特点。
附图说明
图1为本发明专利“一种制备超细三氧化钨的方法”的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用盐酸调节溶液pH至4.9，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为45%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在200℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为19.8%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制45%的钨酸钠溶液。
实施例2
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用苹果酸调节溶液pH至7.5，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为32%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在200℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为15.9%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制32%的钨酸钠溶液。
实施例3
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用稀硝酸调节溶液pH至5，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为41%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在200℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为18.2%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制41%的钨酸钠溶液。
实施例4
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用稀硫酸调节溶液pH至5.1，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为25%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在200℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为8.7%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制25%的钨酸钠溶液。
实施例5
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用柠檬酸调节溶液pH至7.5，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为20%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在220℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为6.3%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制20%的钨酸钠溶液。
实施例6
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用顺丁烯二酸调节溶液pH至6.5，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为42%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在220℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。将反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为14.2%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制42%的钨酸钠溶液。
实施例7
配制质量浓度为45%的钨酸钠水溶液，用反丁烯二酸调节溶液pH至8.0，在高压反应釜中水热反应12小时，将所得沉淀物过滤、浓缩和结晶，获得晶种。
向质量浓度为30%的钨酸钠溶液中加入晶种，得到钨酸钠溶液与晶种的混合物，晶种与溶液中的钨酸钠质量之比为1: 4.5。上述混合物置于不锈钢高压反应釜中，在220℃强烈搅拌条件下，水热反应12小时后，停止搅拌，冷却至室温后得到反应产物浆料。反应产物浆料过滤、洗涤处理，得到滤饼和母液，滤饼经350℃低温焙烧得到超细三氧化钨。
滤饼洗涤液与母液合并，并经浓缩得到钨酸钠质量浓度为8.1%的母液，回用于三氧化钨制备过程中，用于配制30%的钨酸钠溶液。

Claims (10)

1.一种制备超细氧化钨的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）晶种制备：配制质量浓度为10%～52%的钨酸钠水溶液，用有机酸或无机酸调节溶液pH至4.0～8.0的范围内，在高压反应釜中水热反应4～15小时，将所得沉淀物过滤、蒸发、结晶，获得晶种；
（2）物料配比：配制质量浓度为10%～55%的钨酸钠溶液，向溶液中加入晶种，晶种质量与溶液中的钨酸钠质量之比在1: 2.5～1: 8.5范围内；
（3）高压反应：将钨酸钠溶液与晶种的混合物置于不锈钢高压反应釜中，在60～350℃的反应温度及强烈搅拌的条件下，搅拌进行水热反应，水热反应4～20小时后，停止搅拌，将高压反应釜冷却至室温后取出其中的固液混合物；
（4）过滤分离：将步骤（3）中所述的固液混合物过滤分离料浆得到超细三氧化钨滤饼和母液；
（5）低温焙烧：将超细三氧化钨滤饼在焙烧炉中进行低温焙烧得到超细三氧化钨产品；
（6）母液蒸发：将母液与过滤分离阶段的洗液一起加热蒸发，制成钨酸钠质量浓度为3%～20%的循环母液；
（7）母液循环利用：将循环母液返回到晶种制备步骤，用于配制质量浓度为5%～45%的钨酸钠水溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“晶种制备”步骤中所述钨酸钠水溶液的质量浓度为35%～50%。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：“晶种制备”步骤中所述钨酸钠水溶液的质量浓度为45%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“晶种制备”步骤中所述的水热反应时间为12小时。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“物料配比”过程晶种质量与溶液中的钨酸钠质量之比为1:4.5。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“高压反应”步骤所述高压反应温度为200～220℃。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“低温焙烧”步骤所述低温焙烧的温度为300～400℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：“高压反应”步骤所述的水热反应时间为10～14小时。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述低温焙烧的温度为350℃。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：“高压反应”步骤所述的水热反应时间为12小时。
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