[發明專利]一種仲鎢酸銨顆粒微細化的提純方法

在審

• 申請號: 202111269688.X
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113912124A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 唐俊杰;史發年;吳玉勝;李來時;張宇航;劉莉;梁吉艷;張林楠;劉峻塵
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C01G41/00
• 分類號: C01G41/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種仲鎢酸銨顆粒微細化的提純方法，屬于仲鎢酸銨高純化技術與高純金屬鎢制備領域。該方法以工業級仲鎢酸銨為原料，在常壓下逐漸加入去離子水，并攪拌加熱至仲鎢酸銨溶解，配制高溫下仲鎢酸銨過飽和溶液，將過飽和溶液通入冷凝循環結晶釜中，在采用強剪切力的斜葉圓盤渦輪槳高速機械攪拌，降溫冷凝重結晶后，固液混合物經過抽濾、自然風干得到顆粒微細化的高純仲鎢酸銨晶體。本發明的優點在于可通過剪切力強的圓盤渦輪槳攪拌破碎大顆粒晶體，改變降溫速率調控仲鎢酸銨析出速率實現提純，改變攪拌強度調控仲鎢酸銨的顆粒尺寸，得到粒度分布均勻，形貌規則，比表面積大的高純仲鎢酸銨粉末。

技術領域

本發明涉及仲鎢酸銨高度純化技術與高純金屬鎢制備技術領域，具體涉及一種仲鎢酸銨顆粒微細化的提純方法。

背景技術

仲鎢酸銨是制備三氧化鎢、藍色氧化鎢、高純鎢粉及其他鎢化合物的重要原料，所制備的鎢粉不但可加工為鎢條、鎢絲等電子真空材料，也是硬質合金、碳化鎢、合金磨具、耐高溫機械裝備部件等合金系列鎢材的重要原料。除此之外，氫還原仲鎢酸銨制備的高純金屬鎢粉，具備優異的高溫、高壓強化性能，在航天領域的鎢材中也得到應用，是一種關鍵的金屬資源。

科學技術的飛速發展，傳統的重結晶純化方法無法滿足現代冶金技術對仲鎢酸銨粉末性能的要求，尤其在作為制備高純鎢粉的原料及粉末注射成型、粉末噴射成型的現代冶金領域。因此，提高仲鎢酸銨的純度且實現其顆粒尺寸、形貌的可控化對高純金屬鎢制備領域和現代冶金領域中的應用效果有著重要的影響。目前大部分的仲鎢酸銨重結晶純化技術無法實現其顆粒尺寸、形貌的可控化，所提純的仲鎢酸銨宏觀形貌、粒度分布不均勻，純度不高，無法滿足仲鎢酸銨在高純金屬鎢制備領域和現代冶金領域的要求。

發明內容

針對現有仲鎢酸銨重結晶純化工藝存在的上述不足之處，本發明的目的在于提供一種仲鎢酸銨顆粒微細化的提純方法，通過工藝優化及控制，能夠得到粒度分布均勻、形貌規則、比表面積大的高純仲鎢酸銨粉末。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種仲鎢酸銨顆粒微細化的提純方法，該方法包括如下步驟：

(1)以工業級仲鎢酸銨為原料，在常壓條件下逐漸加入去離子水，并攪拌加熱至仲鎢酸銨溶解，得到高溫條件下的仲鎢酸銨過飽和溶液；

(2)仲鎢酸銨熱飽和溶液的重結晶：將仲鎢酸銨過飽和溶液通入帶有斜葉圓盤渦輪槳的冷凝循環結晶釜中，采用強剪切力的斜葉圓盤渦輪槳高速機械攪拌，降溫冷卻重結晶；

(3)經步驟(2)重結晶后得到的固液混合物經過抽濾、自然風干后，即得到顆粒微細化的高純仲鎢酸銨晶體。

上述步驟(1)制備仲鎢酸銨過飽和溶液的具體過程如下：

將原料仲鎢酸銨200g置于溶解容器中，向溶解容器中逐漸加入去離子水，充分攪拌固液混合物并以0.5℃/分鐘的升溫速率加熱升溫，溶解原料仲鎢酸銨，待溶解器底部殘留少許仲鎢酸銨固體，停止加入去離子水并停止加熱升溫，恒溫抽濾，得到澄清的仲鎢酸銨熱飽和溶液。

上述步驟(2)中，將仲鎢酸銨過飽和溶液通入冷凝循環結晶釜后，采用強剪切力的斜葉圓盤渦輪槳高速機械攪拌，控制攪拌強度與降溫速率，在攪拌強度為400～800rpm、降溫速率為1～3℃/分鐘條件下，降溫至0℃，在0℃結晶1～2小時。待結晶體系在0℃達到結晶時間后，再調整結晶釜溫度為-5～0℃，在-5～0℃溫度范圍內結晶2～4小時，在此溫度區間，繼續采用斜葉圓盤渦輪槳進行高速機械攪拌，攪拌強度為400～800rpm。

上述步驟(2)中，采用強剪切力圓盤渦輪槳破碎大顆粒團聚物，使大顆粒團聚物破碎進入二次結晶階段，通過改變機械攪拌強度與降溫速率能夠調控仲鎢酸銨的顆粒尺寸，仲鎢酸銨析出速率，水溶性強的雜質化合物留在母液中，在機械攪拌強度為400～800rpm范圍內，仲鎢酸銨顆粒尺寸隨攪拌強度的增加而減小，宏觀形貌由無規則的團聚狀顆粒變為尺寸相近的立方晶體。