Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Кислотное разложение шеелитовых концентратов. Получение технической вольфрамовой кислоты, паравольфрамата аммония, триоксида вольфрама и порошка вольфрама.




Шеелитовые концентраты сравнительно легко разлагаются концентрированными растворами соляной кислоты при 90 - 100 С с получением сразу технической вольфрамовой кислоты, минуя стадию перевода вольфрама в раствор в виде вольфрамата натрия. Кислотный способ отличается от щелочного меньшим числом технологических операций. Однако его применение становится наиболее эффективным при переработке богатых (до 75 % WO3) и чистых шеелитовых концентратов. При кислотном разложении значительно загрязненных концентратов способ становится неэкономичным из-за необходимости дву - или трехкратной перечистки вольфрамовой кислоты. Доводят шеелитовые концентраты до установленного содержания примесей различными методами химической обработки. Так, для снижения содержания фосфора шеелитовые концентраты обрабатывают на холоду соляной кислотой. При этом одновременно удаляется кальцит и доломит. Для удаления меди, мышьяка, висмута применяют обжиг с последующей обработкой кислотами и другие методы. Соответствие содержания примесей установленному пределу особенно важно для концентратов, поступающих на выплавку ферровольфрама. Для гидрометаллургической переработки иногда используют концентраты с повышенным содержанием некоторых примесей.

Получение технической вольфрамовой кислоты. Очищенный от примесей раствор вольфрамата натрия направляют на осаждение кристаллической вольфрамовой кислоты H2W04, которая может быть получена непосредст­венным осаждением или путем осаждения вольфрамата кальция с последующим его разложением.Прямое осаждение H2W04 является технологически бо­лее простым способом. Необходимо только подкислить раствор вольфрамата натрия соляной кислотой, что вызо­вет выпадение в осадок вольфрамовой кислоты по реакции Na2W04 + 2НС1 = 2NaCl + H2W04. Однако непосредственное получение вольфрамовой кис­лоты связано с образованием' труднофильтруемых колло­идных осадков. Получение паравольфрамата аммония При анодной поляризации в щелочных растворах вольфрам переходит в раствор с образованием вольфраматов. На этом основан способ получения паравольфрамата аммония. Он заключается в том, что вольфрам подвергают анодному растворению в водном растворе аммиака с добавкой воль­фрамовой кислоты. Процесс анодного растворения ведут при плотности тока 0,1—0,5 а/смъ и температуре 25 —30.

Триоксид вольфрама получают термическим разложением гидрата WO3•H2O (вольфрамовой кислоты) или паравольфрамата аммония(NH4)10[H2W12O42]•4H2O при температуре 500— 800 °C].

 

 

Другой способ получения: окисление металлического вольфрама в атмосфере кислорода при температуре выше 500 °C.

Получение порошка вольфрама. Наиболее часто исходным материалом для получения порошкообразного вольфрама служит вольфрамовый ангидрид с размером частиц от десятых долей до 10–15 мкм, а в качестве восстановителя используют водород или твердый углерод (сажу). В процессе восстановления WO3 до W объем загрузки лодочки уменьшается более чем вдвое из-за изменяющейся насыпной плотности. Поэтому на практике с целью лучшего использования объема лодочек (следовательно, и объема рабочего пространства печи) восстановление проводят в две стадии: в печах первой группы WO3восстанавливают до WO2, а затем в печах второй группы WO2 восстанавливают до W. Восстановление вольфрамового ангидрида ведут в основном в муфельных или трубчатых печах при непрерывном проталкивании лодочек с WO3 (высота слоя 20–50 мм) с определенной скоростью вдоль муфеля (трубы) печи; температура вдоль муфеля (трубы) печи постепенно повышается в направлении движения лодочек, а водород подают навстречу им. Таким образом, лодочки с вольфрамовым ангидридом перемещаются в сторону более высоких температур и уменьшающихся концентраций паров воды.

Ванадий, физические и химические свойства, важнейшие соединения, сырьевые источники. Извлечение ванадия из передельных шлаков /окислительный обжиг, хлорирование/. Получение металлического ванадия и феррованадия.

Ф из-хим. свойства. V – светло-серый, ковкий металл. T пл.1920°C, Tкип. 3400°C, ρ = 6,11 г/см³. При нагревании на воздухе выше 300°C V становится хрупким. Примеси О2, Н2 и N2 резко снижают пластичность V и повышают его твердость и хрупкость. Не тускнеет во влажном воздухе. В виде тонкодисперсного порошка пирофорен. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами, гидратом аммиака. Реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами, «царской водкой», фтороводородной кислотой, водородом, кислородом, галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом, аммиаком.

Важнейшие соединения. Соединения ванадия в степенях окисления +2 и +3 — сильные восстановители, в степени окисления +5 проявляют свойства окислителей. Известны тугоплавкий карбид ванадия VC (tпл=2800 °C), нитрид ванадия VN, сульфид ванадия V2S5, силицид ванадия V3Si и другие соединения ванадия.

При взаимодействии V2O5 с основными оксидами образуются ванадаты — соли ванадиевой кислоты вероятного состава HVO3.

Сырьевые источники. В свободном виде не встречается. Содержание ванадия в земной коре 1,6·10−2% Наиболее высокие средние содержания ванадия в магматических породах. Важнейшие минералы: патронит V(S2)2, ванадинит Pb5(VO4)3Cl. Основной источник получения ванадия — железные руды, содержащие ванадий как примесь.

Извлечение ванадия из передельных шлаков Ванадий в шлаках содержится в основном в составе соединений типа шпинели FeO·V2O3 и МnO·V2O3. Ванадиевые шлаки представляют собой ванадиевые концентраты, относительно легко перерабатываемые на оксид ванадия или ванадат кальция, поскольку при переделе чугуна на сталь ванадиевые шлаки получают попутно.

Окислительный обжиг с хлоридами Установлено, что при температуре выше 800-850°С в окислительной атмосфере реакция:

2NaCl + 1/2 O2 = Na2O + Cl2

значительно ускоряется в присутствии оксидов железа, марганца и особенно ванадия (V). Образующийся Na2O реагирует с V2O5:

Na2 + V2O5 = 2NaVO3.

Окислительная атмосфера в зоне обжига способствует окислению ванадия (III), входящего в состав шпинели. Выделяющийся при обжиге хлор, также участвует в процессе вскрытия шпинели

FeO·V2O3 + 4 1/2 Cl2 = 2VOCl3 + FeCl3 + O2.

Оксотрихлорид ванадия, а также хлориды железа, марганца неустойчивы при температуре обжига и переходят в присутствии кислорода в оксид. Если в шихте NaCl столько, сколько необходимо для реакции с V2O5, то примеси кремния, фосфора и хрома переходят в раствор незначительно, так как NaCl в этих условиях избирательно реагирует с соединениями ванадия.

Хлорирование. Хлоратор представляет собой шахтную электропечь прямоугольного сечения, подача хлора - через боковые или центральную (сверху) фурмы. Шлак измельчают и в смеси с 15 % кокса загружают в хлоратор с помощью шнекового питателя. Расплавленной средой служит отработанный электролит магниевых электролизеров состава,%: КСl 73,2; NaCl 19,5; MgCl2 4,5; СаСl2 1,4. Отработанный расплав периодически сливают по мере накопления в нем железа и нехлорируемого остатка. Образующиеся пары VOCl3, TiCl4, SiCl4 вместе с другими газами очищают в рукавном фильтре от твердых хлоридов железа, алюминия и шихты, механически унесенной из хлоратора в виде пыли. Рукава выполнены из стеклянной ткани. Очищенную паро-газовую смесь (110-120 °С) направляют в холодильник для конденсации хлоридов ванадия, титана и кремния. В качестве хладагента применяют рассол СаСl2.

Получение металлического ванадия и феррованадия. В промышленности при получении ванадия из железных руд с его примесью сначала готовят концентрат, в котором содержание ванадия достигает 8-16%. Далее окислительной обработкой ванадий переводят в высшую степень окисления +5 и отделяют легко растворимый в воде ванадат натрия (Na) NaVO3. При подкислении раствора серной кислотой выпадает осадок, который после высушивания содержит более 90% ванадия.

Первичный концентрат восстанавливают в доменных печах и получают концентрат ванадия, который далее используют при выплавке сплава ванадия и железа — так называемого феррованадия (содержит от 35 до 80% ванадия).

Металлический ванадий можно приготовить:

- восстановлением хлорида ванадия водородом (H);

- термическим восстановлением оксидов ванадия (V2O5 или V2O3) кальцием чистотой 99,8%: V2O5+5Ca=2V+5CaO;

- термической диссоциацией VI2.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных