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工业上常用冶炼钨的方法

发布时间:2022-12-29 10:32:41

A. 冶炼钨的方法

钨的冶炼过程包括精矿分解、钨粉和致密钨制取等步骤。

一、钨精矿分解法:火法和湿法。
① 火法分解常用碳酸钠烧结法。该方法是将黑钨精矿和碳酸钠一起放置在回转窑内于800~900℃下烧结。处理白钨精矿时还需加入石英砂,目的是获得溶解度小的原硅酸钙,烧结温度约为1000℃。经约两小时的烧结,精矿分解率可达98~99.5%。烧结料在80~90℃ 下用水浸出,过滤后得钨酸钠溶液和不溶残渣。
② 湿法分为碱分解法和酸分解法。分解黑钨精矿时,用氢氧化钠溶液在110~130 ℃或更高的温度下浸出。白钨精矿则用碳酸钠溶液在高压釜内于200~230 ℃浸出,或用盐酸于90 ℃分解,得固态粗钨酸。湿法处理钨精矿的分解率可达到98~99%。
钨化合物提纯
钨酸钠溶液所含硅、磷和砷等杂质在溶液中分别呈硅酸钠、磷酸氢钠和砷酸氢钠状态。煮沸溶液并用稀盐酸中和,当溶液pH为8~9时,硅酸钠水解成硅酸凝聚沉淀,加入氯化镁和氯化铵溶液,使磷、砷生成溶解度很小的磷酸铵镁和砷酸铵镁沉淀除去。
加硫化钠到钨酸钠溶液中,钼先于钨形成硫代钼酸钠,用盐酸中和,使溶液pH为2.5~3.0时,钼成难溶的三硫化钼沉淀除去。在净化后的钨酸钠溶液中加入氯化钙溶液,得钨酸钙(CaWO)沉淀,用盐酸分解钨酸钙沉淀得工业钨酸,钨酸于700~800 ℃下煅烧,得到工业纯三氧化钨。
如果制取化学纯三氧化钨可将工业钨酸溶解于氨水中,得到钨酸铵溶液,硅等杂质留于渣中。溶液经蒸发结晶处理,得到片状的仲钨酸铵[5(NH) O 12WO 5H O]晶体。由于仲钼酸铵的溶解度大于仲钨酸铵,结晶后,仲钨酸铵晶体的含钼量降低。仲钨酸铵干燥后,于500~800 ℃下煅烧,即得化学纯三氧化钨。70年代采用叔胺 (R N)法或法使钨酸钠溶液转换成钨酸铵溶液,简化了工艺流程,提高了钨的回收率。
二、钨粉制取
钨粉经过成形、烧结、熔化等处理,得到致密钨。工业上用粉末冶金法,即用钨粉或含添加剂成分的钨粉,经模压成形——预烧——垂熔烧结和等静压成形——间接烧结成条(掺杂条、合金条)两种工艺,前一种工艺常用于小条大批量生产,而高纯钨产品一般经电子束熔炼。
三、由钨粉制取钨条,主要经过成形和烧结两个过程:
① 成形。有模压(机械成形法)和等静压成形两种方法。前者一般只用于压制尺寸和单重小的坯条,操作较为容易,能较准确地控制坯条尺寸及外观质量,但压坯密度小而不均匀。等静压成形方法能压制单重和尺寸较大的坯条(形状有圆形、长方形和矩形)、管坯和复杂零件,压坯密度大且均匀。但压坯尺寸及外观质量较模压法差,一般在烧结前要进行机械加工整形。
②烧结。有垂熔烧结(直接烧结法)和间接烧结法。烧结前压坯要进行预烧脱除成形剂。垂熔烧结只用于小坯条烧结。间接烧结法又分氢气保护烧结和真空烧结工艺,可烧结大尺寸钨坯或要经过机械加工的钨部件。

B. 制造钨丝一般用什么方法为什么

钨丝的生产大都用仲钨酸铵 (APT)作原料。一般的工艺过程是将仲钨酸铵在 500℃左右的空气中焙烧成钨丝,三氧化钨,或在450℃左右的氢气中轻微还原成蓝色氧化钨。制作白炽灯灯丝的钨丝需要在三氧化钨或蓝色氧化钨中掺入少量的氧化钾、氧化硅和氧化铝,三者用量总和不超过1%,这就是巴兹在1922年发明的钨丝掺杂工艺。经过掺杂处理的钨的氧化物用氢气还原成金属钨粉。还原过程一般分两步进行:第一步在630℃左右还原成二氧化钨(棕色氧化钨),第二步在820℃左右还原成金属钨粉。两步还原的目的是使掺入的钾充分发挥作用和控制粉末粒度。这样取得的掺杂钨粉再在一种特制的模子中压制成细长的方条。把方条在氢气中通电,用自电阻加热(温度达3000℃左右)的方法进行烧结,烧结后钨条的密度可达到理论值的85%以上。这种钨条便可以用旋锻方法加工成直径为3mm左右的钨杆,然后进一步用模子拉拔的方法加工成各种不同粗细的钨丝。例如220V、15W的白炽灯用的钨丝直径约为15µm,而 10000W的溴钨灯用的钨丝直径约为1.25mm。更细的钨丝如 220V、10W的白炽灯钨丝直径约为12µm,则要采用电解腐蚀的方法来制作。 当钨丝的直径达到微米级时,用常规的卡尺很难精确地测定其直径。因此,国际上通常将直径在0.2mm以下的钨丝用其切长为200mm丝段的重量来表示丝的粗细,例如上述15W白炽灯钨丝的直径可以用0.679mg/200mm来表示。

C. 钨的选矿和冶炼技术方法有哪些

钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一,广泛应用于航天、原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。特别是含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件,高比重钨基合金则用于反坦克和反潜艇的穿甲弹头。
钨精矿用于生产金属钨、碳化钨、钨合金及化合物。

钨矿的选矿方法主要有手选,航模选,重选,浮选,磁选和静电分离。黑钨以重选为主,而白矿以浮选为主。为了全面提取有用的成分,提高产品质量和钨精矿的回收率。选矿和冶炼技术相结合,提高烘烤和淋溶和其他湿法提炼方法。

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