本實用新型涉及一種通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng),屬于鎢冶金技術(shù)領(lǐng)域。
術(shù)語“溶液濃度控制器”是指,質(zhì)量濃度為0-500g/L,優(yōu)選100-450g/L,更優(yōu)選200-400g/L的溶液濃度控制器。
術(shù)語“溶液質(zhì)量濃度控制器”是指,質(zhì)量濃度為0-500g/L,優(yōu)選100-450g/L,更優(yōu)選200-400g/L的溶液質(zhì)量濃度控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)化液固比控制器”是指,量程至少包含1:10-100:1,優(yōu)選5:1-20:1的轉(zhuǎn)化液固比控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)化溫度控制器”是指,量程至少包含80-250℃,優(yōu)選100-210℃,更優(yōu)選120-200℃的轉(zhuǎn)化溫度控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)化壓力控制器”是指,量程至少包含約0-3MPa的轉(zhuǎn)化壓力控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器”是指,量程至少包含0-10000轉(zhuǎn)/分,優(yōu)選100-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間控制器”是指,量程至少包含0.5-12h,優(yōu)選1-6h轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間的控制器。
術(shù)語“氨含量控制器”是指,仲鎢酸銨(APT·nH2O)轉(zhuǎn)化時的所述釋放的氣體的含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0-5倍,優(yōu)選1-4倍,更優(yōu)選2-3倍的氨含量控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)型液固比控制器”是指,量程至少包含1:100-100:1,優(yōu)選1:1-10:1的轉(zhuǎn)型液固比控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)型溫度控制器”是指,量程至少包含0-100℃,優(yōu)選50-90℃,更優(yōu)選60-80℃的轉(zhuǎn)型溫度控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)型壓力控制器”是指,量程至少包含約0-05MPa的轉(zhuǎn)型壓力控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器”是指,量程至少包含1-10000轉(zhuǎn)/分,優(yōu)選100-3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器。
術(shù)語“轉(zhuǎn)型反應(yīng)時間控制器”是指,量程至少包含0.1-10h,優(yōu)選0.5-4h的轉(zhuǎn)型時間反應(yīng)控制器。
術(shù)語“水入口”是指,去離子水入口、蒸餾水入口或純水的入口。
術(shù)語“溶液入口”是指,銨鹽溶液入口、鈉鹽溶液入口、鉀鹽溶液入口、銀鹽入口或鋰鹽溶液的入口。
術(shù)語“銨鹽入口”是指,可溶于水,且可降低仲鎢酸銨在水溶液中溶解度的硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、磷酸銨、碳酸銨等,優(yōu)選為硫酸銨或硝酸銨的入口。
術(shù)語“鈉鹽入口”是指,可溶于水且可提供Na+的硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉、碳酸鈉等,優(yōu)選為硫酸鈉、硝酸鈉或氯化鈉的入口。
術(shù)語“鋰鹽入口”是指,可溶于水且可提供Li+的硫酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰、磷酸鋰、碳酸鋰等,優(yōu)選為硫酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰的入口。
術(shù)語“銀鹽入口”是指,可溶于水且可提供Ag+,優(yōu)選為硝酸銀的入口。
背景技術(shù):
焦綠石型氧化鎢(WO3·0.5H2O或H2W2O7)以扭曲的WO6八面體為結(jié)構(gòu)基元,通過W-O剛性骨架的角頂構(gòu)筑形成具有圓環(huán)形孔道的層狀結(jié)構(gòu)。由于其具有特殊的物理化學(xué)性能,目前被廣泛應(yīng)用于催化、傳感、電子等材料科學(xué)領(lǐng)域。
1988年,法國Coucou等人采用軟化學(xué)法,以(NH4)10W12O41·5H2O為前驅(qū)體,在酸性乙二醇溶液中加熱回流,得到[(NH4)2O]xW2O6,將其在酸溶液中反復(fù)清洗,所得粉體在100℃下加熱脫水,首次合成了焦綠石型氧化鎢。
1996年Li等人采用同樣的方法,制備了一系列含有H+、Li+、Na+、Ag+等雜質(zhì)的焦綠石型氧化鎢,并測定了其濕敏特性。
近年來,軟化學(xué)合成法通常是以Aurivillius型化合物Bi2W2O9為前驅(qū)體,通過酸處理得到焦綠石型氧化鎢。其詳細量程為:將Bi2O3和WO3按1:2的摩爾比混合均勻后,在800℃煅燒48h,得到的Bi2W2O9置于濃鹽酸中,然后,在室溫下強烈攪拌72h,即得到無畸變的H2W2O7晶體。
1988年,瑞典Amberg在采用水熱法合成鎢酸鎂的研究中偶然得到焦綠石型氧化鎢。
1992年,Kenneth等人詳細報道了用HCl調(diào)節(jié)鎢酸鈉溶液的pH值,水熱制備焦綠石型氧化鎢的條件,并研究了不同pH條件下物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。以HCl酸化鎢酸鈉溶液也是后續(xù)研究水熱法合成焦綠石型氧化鎢最常用的方法。
CN103121721A在此方法基礎(chǔ)上通過添加6-10mM硫脲以及3-13mM鹽酸羥胺合成了焦綠石型氧化鎢微米管。
李建圃利用有機酸酸化鎢酸鈉溶液,水熱合成了焦綠石型氧化鎢,將反應(yīng)pH值上限拓寬至8.9。
以酸化鎢酸鈉溶液水熱法合成焦綠石型氧化鎢,最大的缺點就是產(chǎn)品含有Na雜質(zhì),即使用HCl多次洗滌,其Na含量仍在0.3%以上。
現(xiàn)有技術(shù)中以仲鎢酸銨(APT·nH2O)為原料,通過水熱法制備焦綠石型氧化鎢的研究較少。
黎先財?shù)热艘訟PT·4H2O為原料,在180℃水熱條件下將其晶化8h,得到了三斜APT·6H2O,即5(NH4)2O·12WO3·7H2O,烘干后煅燒得到粒度較小的WO3粉末。
Maryam等人將APT·4H2O粉末在空氣氣氛下,利用星形球磨機研磨36h,最后得到了WO3·0.5H2O物相。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng),其雜質(zhì)含量可控、反應(yīng)時間短、操作簡單、利于大規(guī)模生產(chǎn)、無污染、環(huán)境友好。
為此,本實用新型提供了一種通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括:
仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器,其具有水或者溶液入口、仲鎢酸銨入口、轉(zhuǎn)化溶液出口、氣體釋放出口;
釋放氣體吸收器,其位于所述仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器的下游,與所述仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器連通,具有水容器、氣體釋放入口、定時控制器、氨含量控制器;
轉(zhuǎn)化過濾器,其位于所述釋放氣體吸收器的下游,與所述釋放氣體吸收器連通,具有轉(zhuǎn)化溶液入口、轉(zhuǎn)型濾液出口、轉(zhuǎn)型物料出口,轉(zhuǎn)型濾液出口與仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器連通;
轉(zhuǎn)型物料提純裝置,其位于所述轉(zhuǎn)化過濾器的下游,與所述轉(zhuǎn)化過濾器連通,具有轉(zhuǎn)型物料入口、水入口、轉(zhuǎn)型溶液出口;以及
轉(zhuǎn)型過濾器,其位于所述轉(zhuǎn)型物料提純裝置的下游,與所述轉(zhuǎn)型物料提純裝置連通,具有轉(zhuǎn)型溶液入口、提純?yōu)V液出口、焦綠石型氧化鎢產(chǎn)品出口,提純?yōu)V液出口與仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器連通。
優(yōu)選地,仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器還具有轉(zhuǎn)化液固比控制器。
優(yōu)選地,仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器還具有轉(zhuǎn)化溫度控制器、轉(zhuǎn)化壓力控制器。
優(yōu)選地,仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器還具有轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間控制器。
優(yōu)選地,仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器還具有轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器。
優(yōu)選地,轉(zhuǎn)型物料提純裝置還具有轉(zhuǎn)型液固比控制器。
優(yōu)選地,轉(zhuǎn)型物料提純裝置還具有轉(zhuǎn)型溫度控制器、轉(zhuǎn)型壓力控制器。
優(yōu)選地,轉(zhuǎn)型物料提純裝置還具有轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器、轉(zhuǎn)型反應(yīng)時間控制器。
優(yōu)選地,溶液入口具有溶液濃度控制器。
優(yōu)選地,釋放氣體吸收器還包括氨含量控制器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下優(yōu)點:
(1)所述仲鎢酸銨(APT·nH2O)水熱轉(zhuǎn)化可直接制備含不同離子(Li+、NH4+、Na+、Ag+等)的焦綠石型氧化鎢(WO3·0.5H2O);
(2)所述采用的輔料為水以及常見銨鹽、鋰鹽、鈉鹽和銀鹽,方便易得;
(3)可實現(xiàn)物料循環(huán)利用,無污染排放,環(huán)境友好;
(4)反應(yīng)時間短、成本低、設(shè)備簡單、操作簡單、利于大規(guī)模生產(chǎn)。
根據(jù)本實用新型,采用水熱法制備產(chǎn)品,根據(jù)溶液的不同可以得到含不同雜質(zhì)的焦綠石型氧化鎢,且雜質(zhì)含量可控。與其他以鎢酸鈉溶液為原料水熱法制備的產(chǎn)品相比,可排除Na雜質(zhì)的干擾,其中,銨型WO3·0.5H2O還可用于制備超細WO3粉;反應(yīng)率可達99%以上;采用的試劑方便易得,且可循環(huán)使用;氣體容易回收,無污染物排放,環(huán)境友好;設(shè)備簡單,操作方便。
附圖說明
圖1為根據(jù)本實用新型的通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式
本實用新型的各實施例僅僅用于幫助理解本實用新型,不應(yīng)視為對本實用新型的具體限制。在不脫離本實用新型的技術(shù)構(gòu)思的情況下,根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換和變更,均應(yīng)包括在本實用新型的范圍內(nèi)。
如圖1所示,本實用新型的通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng)包括:
仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器10,其具有水或者溶液入口11、仲鎢酸銨入口12、轉(zhuǎn)化溶液出口13、氣體釋放出口14、轉(zhuǎn)化液固比控制器15、轉(zhuǎn)化溫度控制器16、轉(zhuǎn)化壓力控制器17、轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器18以及轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間控制器19;
釋放氣體吸收器20,其具有水容器21、氣體釋放入口22、定時控制器23、氨含量控制器24;
轉(zhuǎn)化過濾器30,其具有轉(zhuǎn)化溶液入口31、轉(zhuǎn)型濾液出口32、轉(zhuǎn)型物料出口33,轉(zhuǎn)型濾液出口32與仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器10連通;
轉(zhuǎn)型物料提純裝置40,其具有轉(zhuǎn)型物料入口41、水入口42、轉(zhuǎn)型溶液出口43、轉(zhuǎn)型液固比控制器44、轉(zhuǎn)型溫度控制器45、轉(zhuǎn)型壓力控制器46、轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器47以及轉(zhuǎn)型反應(yīng)時間控制器48;
轉(zhuǎn)型過濾器50,其具有轉(zhuǎn)型溶液入口51、提純?yōu)V液出口52、焦綠石型氧化鎢產(chǎn)品出口53,提純?yōu)V液出口52與仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化容器10連通。
水入口11為去離子水、蒸餾水或純水的入口。
溶液入口11為銨鹽溶液、鈉鹽溶液、鉀鹽溶液、銀鹽或鋰鹽溶液的入口。
所述銨鹽入口為可溶于水,且可降低仲鎢酸銨在水溶液中溶解度的硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、磷酸銨、碳酸銨等,優(yōu)選為硫酸銨或硝酸銨的入口;
所述鈉鹽入口為可溶于水且可提供Na+的硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉、碳酸鈉等,優(yōu)選為硫酸鈉、硝酸鈉或氯化鈉的入口;
所述鋰鹽入口為可溶于水且可提供Li+的硫酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰、磷酸鋰、碳酸鋰等,優(yōu)選為硫酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰的入口;和/或,
所述銀鹽入口可溶于水且可提供Ag+,優(yōu)選為硝酸銀的入口。
溶液入口11具有質(zhì)量濃度為0-500g/L,優(yōu)選100-450g/L,更優(yōu)選200-400g/L的溶液濃度控制器9;
轉(zhuǎn)化液固比控制器15是量程至少包含1:10-100:1,優(yōu)選5:1-20:1的轉(zhuǎn)化液固比控制器;
轉(zhuǎn)化溫度控制器16是量程至少包含80-250℃,優(yōu)選100-210℃,更優(yōu)選120-200℃的轉(zhuǎn)化溫度控制器;轉(zhuǎn)化壓力控制器17是量程至少包含0-3MPa的轉(zhuǎn)化壓力控制器;
轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器18是量程至少包含0-10000轉(zhuǎn)/分,優(yōu)選100-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)化攪拌速度控制器;轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間控制器19是量程至少包含0.5-12h,優(yōu)選1-6h轉(zhuǎn)化反應(yīng)時間的控制器;
氨含量控制器24為仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化時的所述釋放的氣體的含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0-5倍,優(yōu)選1-4倍,更優(yōu)選2-3倍的氨含量控制器;
轉(zhuǎn)型液固比控制器44是量程至少包含1:100-100:1,優(yōu)選1:1-10:1的轉(zhuǎn)型液固比控制器;
轉(zhuǎn)型溫度控制器45是量程至少包含0-100℃,優(yōu)選50-90℃,更優(yōu)選60-80℃的轉(zhuǎn)型溫度控制器;
轉(zhuǎn)型壓力控制器46是量程至少包含0-0.5MPa的轉(zhuǎn)型壓力控制器;
轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器47是量程至少包含1-10000轉(zhuǎn)/分,優(yōu)選100-3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)型攪拌速度控制器;轉(zhuǎn)型反應(yīng)時間控制器48是量程至少包含0.1-10h,優(yōu)選0.5-4h的轉(zhuǎn)型時間反應(yīng)控制器。
實施例1:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為300轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在120℃下進行4h,期間未排放氣體,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為5(NH4)2O·12WO3·5H2O和WO3·0.5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為50.6%。
實施例2:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為88.6%。
實施例3:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與去離子水,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和少量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為38.3%。
實施例4:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與去離子水,液固比為5:1,置于密閉高壓釜中,攪拌強度設(shè)為2000轉(zhuǎn)/時,反應(yīng)在180℃下進行6h,期間未排放氣體,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為72.8%。
實施例5:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的1倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為91.24%。
實施例6:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行6h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.8倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為95.8%。
實施例7:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為7:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為94.3%。
實施例8:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為100g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為92.1%。
實施例9:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在160℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為99.2%。
實施例10:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為300轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在120℃下進行5h,期間未排放氣體,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為5(NH4)2O·12WO3·5H2O和WO3·0.5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為62.3%。
實施例11:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為150g/L的硫酸銨溶液,液固比為6:1,置于密閉水熱 反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行3h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度75℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為89.21%。
實施例12:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與去離子水,液固比為7:1,置于密閉水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為800轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和少量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為9:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為41.5%。
實施例13:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與去離子水,液固比為5:1,置于密閉高壓釜中,攪拌強度設(shè)為2000轉(zhuǎn)/時,反應(yīng)在180℃下進行6h,期間未排放氣體,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為8:1,置于燒杯中,保持溫度50℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為79.1%。
實施例14:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為170g/L的硫酸銨溶液,液固比為11:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為1200轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的1倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1000轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為90.03%。
實施例15:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為200g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為300轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行6h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.8倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度75℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為800轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為93.8%。
實施例16:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為140g/L的硫酸銨溶液,液固比為6:1,置于密閉微量水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為1100轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為92.2%。
實施例17:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為120g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在140℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O和微量5(NH4)2O·12WO3·5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為10:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為750轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為90.16%。
實施例18:
取仲鎢酸銨(APT·nH2O)固體與質(zhì)量濃度為160g/L的硫酸銨溶液,液固比為5:1,置于密閉水熱反應(yīng)釜中,攪拌強度設(shè)為400轉(zhuǎn)/分,反應(yīng)在160℃下進行4h,期間分次排放氣體,其含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0.5倍,過濾得轉(zhuǎn)型物料,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。
取轉(zhuǎn)型物料與去離子水,液固比為8:1,置于燒杯中,保持溫度70℃,磁力攪拌2h,攪拌強度設(shè)為950轉(zhuǎn)/分,過濾烘干得最終產(chǎn)品,X射線衍射分析表明其中物相為WO3·0.5H2O。測得反應(yīng)率為97.3%。
本實用新型的通過仲鎢酸銨水熱轉(zhuǎn)化制備焦綠石型氧化鎢的系統(tǒng)的實施方法如下:
1)仲鎢酸銨轉(zhuǎn)化:配制一定量的水(例如,10-100mL H2O/10g APT)或者一定濃度的溶液(銨鹽溶液或鈉鹽溶液或鋰鹽溶液或銀鹽溶液),添加一定質(zhì)量的仲鎢酸銨(APT·nH2O),控制適當(dāng)?shù)囊汗瘫?、溫度、壓?約0-3MPa)、攪拌速度以及反應(yīng)時間進行水熱反應(yīng),其間控制定時釋放一定量的氣體,并將氣體用去離子水吸收,反應(yīng)結(jié)束后,過濾得到濾液和轉(zhuǎn)型物料即濾餅,濾液經(jīng)簡單處理(例如,補鈉、鋰等鹽和水)后可循環(huán)使用(例如,統(tǒng)一由水溶液進料口進入);
2)轉(zhuǎn)型物料提純:取一定質(zhì)量的轉(zhuǎn)型物料,加入一定量的去離子水,控制適當(dāng)?shù)囊汗瘫?、溫度、壓?約0-0.5MPa)、攪拌速度以及反應(yīng)時間進行反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,過濾得濾液和濾餅,濾液可多次使用,濾餅即為純的焦綠石型氧化鎢產(chǎn)品。
優(yōu)選地,步驟1)中一定濃度的溶液為銨鹽溶液或鈉鹽溶液或鉀鹽溶液或者鋰鹽溶液,所述一定量的水為去離子水或蒸餾水或純水。
優(yōu)選地,步驟1)中所述的銨鹽為硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、磷酸銨、碳酸銨等,可溶于水,且可降低仲鎢酸銨在水溶液中溶解度,優(yōu)選硫酸銨、硝酸銨;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的鈉鹽為硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉、碳酸鈉等,可溶于水且可提供Na+,優(yōu)選硫酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的鋰鹽為硫酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰、磷酸鋰、碳酸鋰等,可溶于水且可提供Li+,優(yōu)選為硫酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的銀鹽可溶于水且可提供Ag+,優(yōu)選硝酸銀;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的溶液的質(zhì)量濃度為0-500g/L,優(yōu)選100-450g/L,更優(yōu)選200-400g/L;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的液固比為1:10-100:1,優(yōu)選5:1-20:1;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的溫度為80-250℃,優(yōu)選100-210℃,更優(yōu)選120-200℃;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的反應(yīng)時間為0.5-12h,優(yōu)選2-8h;
優(yōu)選地,步驟1)中所述的排放氣體含氨量為加入的仲鎢酸銨含氨量的0-5倍,優(yōu)選1-4倍,更優(yōu)選2-3倍;
優(yōu)選地,步驟2)中所述的溫度為0-100℃,優(yōu)選50-90℃,更優(yōu)選60-80℃;
優(yōu)選地,步驟2)中所述的時間為0.1-10h,優(yōu)選0.5-4h;
優(yōu)選地,步驟2)中所述的液固比為1:100-100:1,優(yōu)選1:1-10:1。