專利名稱：一種由鎢合金廢料合成羰基鎢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，特別涉及一種由鎢合金廢料合成羰基鎢的方法。
背景技術(shù)：
羰基鎢是一種重要的化合物，它在一系列的科技領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。在化工催化領(lǐng)域，采用羰基鎢催化苯乙炔可以高產(chǎn)率獲得較高相對(duì)分子質(zhì)量的聚苯乙炔，而像聚苯乙炔這類新型功能取代聚炔高分子近來在液晶顯示、氣體滲透、非線性光學(xué)等方面已經(jīng)呈現(xiàn)出許多新穎的性能。其次，羰基鎢作為化學(xué)合成中提供羰基的重要載體以及作為理解金屬有機(jī)化合物構(gòu)型、成鍵情況和反應(yīng)活性的原型具有重要的應(yīng)用和理論價(jià)值。更重要的是，通過熱解羰基鎢所獲得的羰基鎢粉，要具有特殊用途的部件或涂層。
盡管羰基鎢有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，但由于國(guó)內(nèi)羰基鎢的合成技術(shù)發(fā)展緩慢，羰基鎢在國(guó)內(nèi)很難買到，幾乎完全依靠進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴，而且供應(yīng)量小，因而大大限制了它的應(yīng)用。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在(В.Γ.Сыркин，КАРБОНИЛЪНЫЕМЕТАЛЛЫ，1978)中公開的羰基鎢的合成方法主要是利用鎢的鹵化物，通過還原劑(Zn、Na、Mg等)，在溶劑中進(jìn)行還原反應(yīng)，將鎢的鹵化物還原成金屬鎢。金屬鎢在一定的溫度及壓力下，與高純度CO氣體進(jìn)行合成反應(yīng)，生成六羰基鎢(W(CO)6)。獲得羰基鎢的過程可用下列方程式來描述
采用這種方法所合成的W(CO)6合成率為75％。在溶劑中不加鋅粉而用三乙基鋁，也可以獲得羰基鎢，在這時(shí)，獲得W(CO)6可達(dá)85％。但是，這種在溶劑中合成的羰基鎢的方法存在溶劑爆炸的危險(xiǎn)，另外，此工藝對(duì)原始氯化物的質(zhì)量也有嚴(yán)格要求。長(zhǎng)時(shí)期保存的氯化物具有水解的趨勢(shì)，使得氯化物中所含的氯降低，變成氯氧化物。形成氯氧化物后，羰基物的合成會(huì)強(qiáng)烈地降低，因此，在合成羰基物時(shí)，必須要求是新鮮的，所以氯化物的保存日期不得超過一個(gè)月。可見，這種在溶劑中合成羰基鎢的方法不僅對(duì)原料要求嚴(yán)格，危險(xiǎn)性大，而且還需要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行溶劑脫除等工序，整個(gè)工藝較為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)安全、價(jià)格低廉、原料可來源于鎢合金廢料、較高的合成提取率的鎢合金廢料合成羰基鎢的生產(chǎn)方法。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為該方法所用原料的化學(xué)組成成分(重量％)為鎢25～99％，鐵1～60％，余為其它金屬雜質(zhì)，原料粒度為5～50目；該方法包括如下具體步驟將上述含鐵的鎢合金廢料裝入合成釜中，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)體系中的空氣除凈之后，開始升溫并通入一氧化碳?xì)怏w作為反應(yīng)氣，在反應(yīng)溫度為150～300℃；反應(yīng)壓力為3～20MPa，持續(xù)5～20小時(shí)的條件下進(jìn)行充分反應(yīng)，生成羰基鎢。
上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為本發(fā)明另外的技術(shù)方案為若所采用的原料本身不含鐵，則可以通過添加細(xì)鐵粉而達(dá)到目的，所添加的細(xì)鐵粉粒度為150～200目。
上述技術(shù)方案的工作原理為本發(fā)明所采用的原料為鎢合金廢料，這種廢料只要含有一定比例的鎢元素和鐵元素就能滿足要求，對(duì)其它元素的存在與否無任何要求。而當(dāng)原料中不含有鐵元素時(shí)，可以添加一定量的鐵粉以獲得滿足要求的原料。因此采用本發(fā)明所述的方法合成羰基鎢時(shí)，凡是含有鎢元素的原料都可使用，這非常有利于含鎢廢料的回收利用，節(jié)約了資源，在資源日益匱乏的今天，這一點(diǎn)是至關(guān)重要的。與必須要求新鮮的氯化鎢作原料的溶劑合成法相比，有突出的優(yōu)點(diǎn)。
所述的含鐵的鎢合金廢料或是添加鐵粉的鎢合金廢料中，鐵起著還原劑的作用。這種用鐵作為還原劑的方法，取代溶劑合成法中所采用的鋅粉，其特點(diǎn)是在現(xiàn)有的多數(shù)含鎢廢料中，自身含有鐵元素。這主要是由于鎢熔點(diǎn)極高，在用粉末冶金法制備鎢合金制品過程中，都要加入一定量的鎳、鐵(或銅)作為粘結(jié)相。由于鎢合金制品對(duì)密度要求相當(dāng)高，一旦密度達(dá)不到要求，便成為廢品，即使再回爐燒結(jié)也無濟(jì)于事。用這類產(chǎn)品的廢棄料作為合成羰基鎢的原料的優(yōu)點(diǎn)在于作為還原劑的鐵與鎢元素交錯(cuò)分布，保證羰基合成過程中不僅能連續(xù)供應(yīng)還原劑，還能不斷露出新鮮的鎢活性表面，從而使合成反應(yīng)能夠徹底進(jìn)行，達(dá)到鎢元素的高提取率。而當(dāng)原料中自身不含鐵元素時(shí)，應(yīng)盡量使額外填加的鐵粉與原料混合均勻。當(dāng)然，采用這種依靠添加鐵粉作為還原劑的方法合成羰基鎢時(shí)，鎢元素的提取率低于上述自身含鐵元素原料中鎢的提取率。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有本發(fā)明的目的在于提供了一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)安全、價(jià)格低廉、原料可來源于鎢合金廢料、較高的合成提取率的優(yōu)點(diǎn)。原料廉價(jià)易得且不需進(jìn)行預(yù)處理，不僅有利于資源的循環(huán)再利用，還大大降低了生產(chǎn)成本。以資源豐富的鐵作為還原劑，因多數(shù)原料自身含有鐵，從而簡(jiǎn)化了工藝。即使當(dāng)原料不含鐵時(shí)，添加鐵粉工序也簡(jiǎn)單且易于操作。由于本發(fā)明采用干法合成，因而不存在溶劑爆炸的危險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)的安全性。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明所用原料的化學(xué)組成成分，采用本發(fā)明的合成方法，合成了5批羰基鎢。其中表1為本發(fā)明所用的CO氣體的化學(xué)組成成分表，2為本發(fā)明所用原料的化學(xué)組成成分表，表3為本發(fā)明所采用的合成方法的工藝步驟和工藝參數(shù)表。上述列表中序號(hào)1-5#為本發(fā)明實(shí)施例。
表1為本發(fā)明所用CO氣體的化學(xué)組成成分表(體積％)
表2為本發(fā)明所用原料的化學(xué)組成成分表(重量％)
表3為本發(fā)明所采用的合成方法的工藝步驟和工藝參數(shù)表。
權(quán)利要求
1.一種由鎢合金廢料合成羰基鎢的方法，其特征在于該方法所用原料的化學(xué)組成成分(重量％)為鎢25～99％，鐵1～60％，余為其它雜質(zhì)金屬，原料粒度為5～50目；該方法包括如下具體步驟將上述含鐵的鎢合金廢料裝入合成釜中，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)體系中的空氣除凈之后，開始升溫并通入一氧化碳?xì)怏w作為反應(yīng)氣，在反應(yīng)溫度為150～300℃，反應(yīng)壓力為3～20MPa，持續(xù)5～20小時(shí)的條件下進(jìn)行充分反應(yīng)，生成羰基鎢。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由鐵鎢合金廢料合成羰基鎢的方法，其特征在于若所采用的原料本身不含鐵則可以通過添加細(xì)鐵粉而達(dá)到目的，所添加的細(xì)鐵粉粒度為150～200目。
全文摘要
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，特別涉及一種由鎢合金廢料合成羰基鎢的制備方法。該方法所用原料的化學(xué)組成成分(重量％)為鎢25～99％，鐵1～60％，余為其它雜質(zhì)金屬，原料粒度為5～50目；該方法包括如下具體步驟將上述含鐵的鎢合金廢料裝入合成釜中，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)體系中的空氣除凈之后，開始升溫并通入一氧化碳?xì)怏w作為反應(yīng)氣，在反應(yīng)溫度為150～300℃，反應(yīng)壓力為3～20MPa，持續(xù)5～20小時(shí)的條件下進(jìn)行充分反應(yīng)，生成羰基鎢。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)安全、價(jià)格低廉、原料可來源于鎢合金廢料、較高的合成提取率的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07F11/00GK1775787SQ200510124218
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者柳學(xué)全, 李 一, 霍靜, 任衛(wèi), 李紅云, 黃乃紅, 滕榮厚, 李榮巖 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院