專利名稱:一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法與生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法與生產(chǎn)系統(tǒng),特別是一種熱水轉(zhuǎn)型β 型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù):
在工業(yè)上,生產(chǎn)金屬鉬一般以四鉬酸銨為原料。
用酸沉結(jié)晶法生產(chǎn)的四鉬酸銨,由于加酸中和過程很快,從體系中出現(xiàn)結(jié)晶晶核至結(jié)晶終點(diǎn),僅需10 20分鐘,操作過程很難控制,其產(chǎn)品主要成分為α型和β型四鉬酸銨的混合物,產(chǎn)品是以四鉬酸銨為主,含有β型四鉬酸銨、三鉬酸銨、七鉬酸銨、十鉬酸銨等多種成分的鉬酸銨混合物。
由于烘干條件和酸沉方式等差別,不同的四鉬酸銨具有不同的晶形。由于成分復(fù)雜,晶形不同,所以其熱演變過程也十分復(fù)雜并且存在差異。鉬酸銨的后續(xù)加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量與鉬酸銨的成分、結(jié)構(gòu)、晶形、粒度及熱演變過程有直接關(guān)系。
β型四鉬酸銨具有理想的晶形,晶體粒度均勻,熱穩(wěn)定性好,并且在生產(chǎn)氧化鉬熱演變過程中不生成中間化合物,直接還原成三氧化鉬,有利于還原,易于控制。所生產(chǎn)的鉬粉可鍛性和拉伸性均有很大改善,并且特別適合拉制細(xì)絲,是適宜深度加工的優(yōu)良原料。
β型四鉬酸銨的制備是以四鉬酸銨為原料,目前的生產(chǎn)方法是,將生產(chǎn)出來的新鮮四鉬酸銨不經(jīng)烘干直接裝入塑料內(nèi)袋,扎好袋口密封;然后,轉(zhuǎn)入烘房內(nèi),在40°C左右密封保溫20-48小時(shí);然后,將轉(zhuǎn)型好的鉬酸銨從袋內(nèi)取出,再進(jìn)行烘干和包裝工序。
現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是,生產(chǎn)周期長,生產(chǎn)效率低;保溫時(shí)間長,能耗大;在烘房中轉(zhuǎn)型,占用面積大,設(shè)備投資大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法與生產(chǎn)系統(tǒng),其生產(chǎn)周期短, 生產(chǎn)效率高、保溫時(shí)間短、能耗小、占用面積小、設(shè)備投資小。
為此,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,配置弱酸性熱水體系,把四鉬酸銨原料加入到該弱酸性熱水體系中,并且攪拌、升溫、保溫,以轉(zhuǎn)型生產(chǎn)出β型四鉬酸銨。
優(yōu)選地,將四鉬酸銨原料免烘干而直接轉(zhuǎn)入至稀酸溶液體系中,保溫后進(jìn)行固液分離,再進(jìn)行烘干和包裝。
優(yōu)選地,弱酸熱水體系為去離子水加無機(jī)酸調(diào)節(jié)體系,PH值為2. 0 4. 0、保溫?cái)嚢钑r(shí)間為20 120分鐘、體系溫度升溫至60 100°C、體系液固比大于1。
優(yōu)選地,所述的弱酸性體系是硝酸、鹽酸、或硫酸體系。
優(yōu)選地,在經(jīng)典法生產(chǎn)四鉬酸銨的酸沉結(jié)晶過程中,當(dāng)加酸至體系pH值降至3 5時(shí),加入未經(jīng)烘干的β型四鉬酸銨作為結(jié)晶晶種,然后繼續(xù)加酸至結(jié)晶終點(diǎn)。
優(yōu)選地,酸沉結(jié)晶后,在不進(jìn)行固液分離的情況下,直接升溫至60 95°C進(jìn)行轉(zhuǎn)型。
優(yōu)選地,熱水體系為鉬酸銨溶液酸沉結(jié)晶后的結(jié)晶母液。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面,提供了一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,包括去離子水儲槽、氨浸液儲槽、反應(yīng)釜、蒸汽入口、夾套、攪拌器、冷凝水出口、無機(jī)酸入口和離心機(jī);所述氨浸液儲槽、所述去離子水儲槽、所述離心機(jī)與所述反應(yīng)釜聯(lián)通;所述反應(yīng)釜由所述夾套支承,內(nèi)設(shè)所述攪拌器;所述反應(yīng)釜設(shè)有所述蒸汽入口和所述冷凝水出口 ;在所述去離子水儲槽與所述反應(yīng)釜之間、在所述氨浸液儲槽與所述反應(yīng)釜之間、在所述反應(yīng)釜與所述離心機(jī)之間,都設(shè)有控制閥門。
優(yōu)選地,所述氨浸液儲槽和所述去離子水儲槽位于所述反應(yīng)釜的上方、所述離心機(jī)位于所述反應(yīng)釜的下方、所述蒸汽入口位于冷凝水出口的上方。
優(yōu)選地,進(jìn)一步設(shè)有ρΗ值檢測顯示器、攪拌定時(shí)器、保溫時(shí)間控制器、和/或溫度控制器。
根據(jù)本發(fā)明,因?yàn)檗D(zhuǎn)型的體系不同,所以轉(zhuǎn)型時(shí)間不一樣。本發(fā)明在溶液體系中轉(zhuǎn)型,且轉(zhuǎn)型溫度比現(xiàn)有技術(shù)要高,所以能縮短轉(zhuǎn)型時(shí)間。特別是,四鉬酸銨轉(zhuǎn)型時(shí)間由20 48小時(shí)縮短為20 120分鐘,大幅度地提高了生產(chǎn)效率,同時(shí),大幅度地節(jié)省了能耗。
現(xiàn)有技術(shù)需要在烘房內(nèi)“密封保溫”,而本發(fā)明在反應(yīng)釜內(nèi)加入酸水和新鮮四鉬酸銨的溶液體系中進(jìn)行升溫轉(zhuǎn)型即可。因此,根據(jù)本發(fā)明,保溫過程不再需要密封,轉(zhuǎn)型過程可在反應(yīng)釜中進(jìn)行,不僅操作過程被簡化,而且改變了以往在烘房中轉(zhuǎn)型的狀況,有益于節(jié)省建筑面積,降低投資。
根據(jù)本發(fā)明,四鉬酸銨在弱酸性熱水體系中轉(zhuǎn)型后,固液分離后母液可作為下一次轉(zhuǎn)型所需的弱酸性熱水體系,可進(jìn)行清潔化生產(chǎn),環(huán)保效益明顯。
根據(jù)本發(fā)明,若生產(chǎn)四鉬酸銨的鉬酸銨溶液除雜凈化比較徹底,鉬酸銨溶液酸沉結(jié)晶后不需要進(jìn)行固液分離,只需直接升溫、保溫后進(jìn)行固液分離即可。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1中,附圖標(biāo)記1表示去離子水儲槽;附圖標(biāo)記2表示閥門;附圖標(biāo)記3表示氨浸液儲槽;附圖標(biāo)記4表示反應(yīng)釜;附圖標(biāo)記5表示蒸汽入口 ;附圖標(biāo)記6表示夾套;附圖標(biāo)記7表示攪拌器;附圖標(biāo)記8表示冷凝水出口 ;附圖標(biāo)記9表示離心機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明,首先,可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出四鉬酸銨,置于氨浸液儲槽3內(nèi),在去離子水儲槽1內(nèi)放入去離子水;
其次,在由夾套6支承的反應(yīng)釜4中配置好弱酸性水體系,開啟攪拌器7,通過蒸汽入口 5輸入熱蒸汽,通過冷凝水出口 8放出冷凝水,以使反應(yīng)釜4內(nèi)升溫至所需溫度,從氨浸液儲槽3加入新鮮四鉬酸銨,轉(zhuǎn)型時(shí)間到了就可以通過離心機(jī)9進(jìn)行固液分離,從而得到 β型四鉬酸銨。
可由各閥門2進(jìn)行進(jìn)料和出產(chǎn)品的控制。
在一個(gè)實(shí)施例中,可將四鉬酸銨原料免烘干而直接轉(zhuǎn)入至pH = 2 4的稀酸溶液體系中,體系液固比大于1,開啟攪拌,升溫至60 100°C,保溫20 120分鐘,然后進(jìn)行固液分離,再進(jìn)行烘干和包裝,以生產(chǎn)出β型四鉬酸銨。
在下列實(shí)施例1-3中,給出了固液分離前后的雜質(zhì)元素含量對照數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)均是在實(shí)驗(yàn)室中檢測出來的,實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括燒杯、攪拌槳、水浴槽、過濾裝置等。
如果是用去離子水配置的轉(zhuǎn)型溶液,因?yàn)槿芤后w系比較干凈,雜質(zhì)含量少,所以產(chǎn)品雜質(zhì)含量也會低一些,相當(dāng)于進(jìn)行了一次非常徹底的水洗;
如果是在結(jié)晶母液體系中完成轉(zhuǎn)型,就要求母液中雜質(zhì)含量比較低才行,但母液終歸沒有去離子水干凈,且本身四鉬酸銨就是在母液中生成的,所以產(chǎn)品中雜質(zhì)含量會比四鉬酸銨雜質(zhì)含量稍高,因?yàn)閯偨Y(jié)晶出來的四鉬酸銨,表面活性比較大,具有較強(qiáng)的吸附能力。
實(shí)施例1
原料四鉬酸銨,鉬含量為57. 01質(zhì)量%,雜質(zhì)元素成分如下表
權(quán)利要求
1.一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,配置弱酸性熱水體系,把四鉬酸銨原料加入到該弱酸性熱水體系中,并且攪拌、升溫、保溫,以轉(zhuǎn)型生產(chǎn)出β型四鉬酸銨。
2.如權(quán)利要求1所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,將四鉬酸銨原料免烘干而直接轉(zhuǎn)入至稀酸溶液體系中,保溫后進(jìn)行固液分離,再進(jìn)行烘干和包裝。
3.如權(quán)利要求1所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,弱酸熱水體系為去離子水加無機(jī)酸調(diào)節(jié)體系,PH值為2. 0 4. 0、保溫?cái)嚢钑r(shí)間為20 120分鐘、體系溫度升溫至60 100°C、體系液固比大于1。
4.如權(quán)利要求1所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,所述的弱酸性體系是硝酸、鹽酸、或硫酸體系。
5.如權(quán)利要求1所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,在經(jīng)典法生產(chǎn)四鉬酸銨的酸沉結(jié)晶過程中,當(dāng)加酸至體系PH值降至3 5時(shí),加入未經(jīng)烘干的β型四鉬酸銨作為結(jié)晶晶種,然后繼續(xù)加酸至結(jié)晶終點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1或5所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,酸沉結(jié)晶后,在不進(jìn)行固液分離的情況下,直接升溫至60 95 °C進(jìn)行轉(zhuǎn)型。
7.如權(quán)利要求1所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,熱水體系為鉬酸銨溶液酸沉結(jié)晶后的結(jié)晶母液。
8.—種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,包括去離子水儲槽、氨浸液儲槽、反應(yīng)釜、蒸汽入口、夾套、攪拌器、冷凝水出口、無機(jī)酸入口和離心機(jī);所述氨浸液儲槽、所述去離子水儲槽、所述離心機(jī)與所述反應(yīng)釜聯(lián)通;所述反應(yīng)釜由所述夾套支承,內(nèi)設(shè)所述攪拌器; 所述反應(yīng)釜設(shè)有所述蒸汽入口和所述冷凝水出口 ;在所述去離子水儲槽與所述反應(yīng)釜之間、在所述氨浸液儲槽與所述反應(yīng)釜之間、在所述反應(yīng)釜與所述離心機(jī)之間,都設(shè)有控制閥門。
9.如權(quán)利要求8所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,所述氨浸液儲槽和所述去離子水儲槽位于所述反應(yīng)釜的上方、所述離心機(jī)位于所述反應(yīng)釜的下方、所述蒸汽入口位于冷凝水出口的上方。
10.如權(quán)利要求8所述的β型四鉬酸銨的生產(chǎn)系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步設(shè)有ρΗ值檢測顯示器、攪拌定時(shí)器、保溫時(shí)間控制器、和/或溫度控制器。
全文摘要
一種β型四鉬酸銨的生產(chǎn)方法,其特征在于,配置弱酸性熱水體系,把四鉬酸銨原料加入到該弱酸性熱水體系中,并且攪拌、升溫、保溫,以轉(zhuǎn)型生產(chǎn)出β型四鉬酸銨。優(yōu)選地,將四鉬酸銨原料免烘干而直接轉(zhuǎn)入至稀酸溶液體系中,保溫后進(jìn)行固液分離,再進(jìn)行烘干和包裝。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,其生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高、保溫時(shí)間短、能耗小、占用面積小、設(shè)備投資小。
文檔編號C01G39/00GK102502844SQ20111036053
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者冷懷恩, 劉劍, 周文敏, 徐雙, 李智勇 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司