Na2WO4与CaWO4在电解制钨过程中的解离及离子运动形式分析

对熔盐电解法在NaCl-KCl-Na2WO4和NaCl-KCl-CaWO4体系制取钨粉的过程中采用瞬时断电计量,对电极产物进行X-射线衍射分析,对比分析Na2WO4和CaWO4两种钨酸盐在熔盐中的解离运动形式,从而能够深层揭示体系的电解机理。研究结果表明：由于活性物质本身的结构、外部条件及电解质体系、电子传递过程和扩散过程的影响,Na2WO4和CaWO4在电解过程中的活性基团解离及离子运动形式有较大差别,Na2WO4以Na+和WO42-为活性离子基,而CaWO4可视为中性分子团,其中的活性基团可近似为CaO·WO3,电极的浓差极化仍是Na2WO4和CaWO4电解过程的控制步骤。     

NaCl-KCl-Na2WO4-CuO体系电解制备钨铜复合粉体研究

文中研究采用熔盐电解以由Na₂WO₄和CuO为活性物质电解获得钨铜合金复合前驱粉体.通过循环伏安法对电解质体系及电极过程进行定性分析认为Na₂WO₄减缓体系活性物质扩散速度,CuO与Na₂WO₄的电解非同步进行.通过改变活性物质的加入方式进行对比实验,结果表明:在温度750 ℃;以一定比例KCl-NaCl混合熔盐为电解质,在起始槽电压1 V,先加入CuO电解2 h;后加入Na₂WO₄,调整槽电压至2 V电解3 h,对产物进行X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)表明,可以获得纯度达到98 %的W-Cu合金粉体.      

Na2WO4溶液的Pitzer参数及应用

利用Pitzer电解质溶液理论,回归25℃、252℃、301℃、352℃条件下Na2WO4和0~350℃范围内NaOH溶液的Pitzer参数。在不考虑混合电解质相互作用系数的情况下,利用所计算的Pitzer参数及文献测得的NaOH分解白钨矿的反应平衡浓度,用插值法计算了70℃下不同浓度NaOH(0.69~3.15 mol.L-1)分解白钨的热力学平衡常数(均为14.4×104-左右),证实计算所得Na2WO4和NaOH溶液的Pitzer参数是可信的。由此可见,利用Na2WO4和NaOH的Pitzer参数可对Na2WO4和NaOH溶液体系的热力学性质进行预测。     

Na2WO4溶液中阴离子的存在对钨交换容量的影响

研究了用Na2WO4溶液进行钨的离子交换时,溶液中SO2－4、Cl－、OH－的存在对钨交换容量的影响,试验表明,随着上述三种阴离子浓度的增加,钨的交换容量明显降低。同时,三种阴离子存在时的正交试验表明,其对钨的交换容量影响程度的顺序为Cl－＞SO2－4＞OH－,交前液中［WO3］=20g/L,［SO2－4］＜0.03125mol/L,［Cl－］＜0.00846mol/L,［OH－］＜0.4706mol/L是可行的。在上述阴离子存在下,通过串柱离子交换可提高钨的交换容量。     

LiF-CaF2-Yb2O3熔盐及Ni-Yb合金表面张力研究

LiF-CaF₂-Yb₂O₃熔盐体系的表面张力是优化电解制备Ni-Yb合金的关键物理化学性质之一。本文采用拉筒法测定在1 173～1 523 K温度范围内LiF-CaF₂-Yb₂O₃体系的表面张力,并分析其变化规律,估算Ni-Yb合金的表面张力值。结果表明：在1 173～1 573 K范围内,随着温度的升高,LiF-CaF₂体系的表面张力呈线性降低;LiF-CaF₂-Yb₂O₃体系表面张力随着温度的升高而降低;而随着Yb₂O₃浓度的增加,在1%～4%(质量分数)范围内,LiF-CaF₂-Yb₂O₃体系的表面张力先增大后减小,在Yb₂O₃约为1%时达到最高值;不同配比的熔融Yb-Ni合金表面张力随温度变化较小;当Yb含量...     

LiF-CaF2-BaF2-ZrO2熔盐中Zr4+在钨电极上的电化学还原机理

以LiF-CaF₂-BaF₂为熔盐体系, ZrO₂为原料, 1 373 K条件温度下利用循环伏安法, 计时电位法, 计时电流法, 研究锆离子在钨电极上的电化学过程,对不同ZrO₂含量0.5 %,0.7 %,0.9 %的熔盐体系进行电化学分析,研究结果表明:Zr4+在钨电极上还原是通过两步得电子反应, 即Zr4++2e→Zr2+,Zr2++2e→Zr,相对参比电极铂还原峰分别为0.9 V和1.2 V,析出过程是受扩散控制的准可逆反应. 1 373 K时Zr4+在LiF-CaF₂-BaF₂-ZrO₂熔盐中的扩散系数D为6.7×10-6 cm2/s.      

Sc2O3在ScF3-LiF熔盐中的溶解特性

采用步冷曲线法测量了ScF₃-LiF熔盐的初晶温度,以等温饱和法测量了Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中的溶解度,研究了温度与ScF₃含量的影响。通过XRD探究了Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中的溶解原理。结果表明,ScF₃-LiF熔盐的初晶温度随ScF₃含量的增加而升高,添加Sc₂O₃会使初晶温度降低;Sc₂O₃在ScF₃-LiF熔盐中主要发生化学溶解,溶解平衡时间约为2 h,其溶解度随温度的升高及ScF₃含量的增大而增大。     

WO3–CaSO4在HCl–Na2SO4溶液中的平衡溶解

目前钨冶炼的碱分解工艺,存在用水量大、废水量大、加工成本高等问题,使钨冶炼企业面临着经济与环保的双重压力,不能继续满足行业发展需求。对此,在大量白钨焙烧分解工艺研究的基础上,提出了酸法焙烧思路,开发出了硫酸盐焙烧分解白钨工艺,一步转型生成WO₃。由于白钨矿焙烧产物的主要杂质为Na₂SO₄与难溶CaSO₄,可采用盐酸浸出方式进行钨钙分离,本文采用等温平衡法,考察对比了WO₃、CaSO₄与WO₃–CaSO₄在HCl–Na₂SO₄溶液中的溶解行为,结果表明:WO₃与CaSO₄在盐酸中的溶解度相差较大,CaSO₄在盐酸中溶解度随温度、盐酸浓度的升高而增大,在温度80 ℃、盐酸浓度3 mol·L–1的条件下,硫酸钙在盐酸中的溶解度达到峰值55 g·L–1,而Na₂SO₄可显著降低CaSO₄在盐酸中的溶解度,缩小CaSO₄与WO₃在盐酸中的溶解差,WO₃溶解度则维持在0.3～3 g·L–1范围内,结合目前成熟的低钨回收工艺,能将该部分溶解钨有效地回收,即控制一定的溶解条件有利于钨钙高效分离。      

几种钴基合金在Na2SO4-K2SO4混合盐中高温腐蚀行为

本文对Co-30Cr、Co-30Cr-4Al、Co-25Cr-10Ni-4Al-5Ta-0.5Y3种合金在900℃与Na₂SO₄-K₂SO₄混合盐接触条件下的腐蚀进行了研究。结果表明,内硫化-内氧化是主要的破坏形式。Co-30Cr合金腐蚀程度最严重,富铬的内硫化物深入合金基体很深的部位。Co-30Cr-4Al合金中观察到一层细小的富铝内氧化物,通过35S放射性同位素示踪技术探测到了硫对合金基体的侵入。Co-25Cr-10Ni-4Al-5Ta-0.5Y合金中观察到少量富铝的内氧化物,且同时出现钽的富集。     

CaSO4-WO3体系在H2SO4溶液中的溶解行为研究

采用酸式硫酸盐与钨矿焙烧的方式,可将钨矿中砷转变为易挥发的砷化物并由碱液吸收,从源头上改变砷在钨冶炼系统中易分散的走向,大大减少钨冶炼中含砷危废渣的形成;同时,钨矿经焙烧转变为MnSO₄、Fe₂(SO₄)₃+WO₃或CaSO₄+WO₃产物,下一步则需将焙烧产物中钨与杂质进行有效分离,以得到较纯的钨化合物。通常,采用廉价的硫酸即可有效溶解MnSO₄、Fe₂(SO₄)₃,但其是否同样可溶解CaSO₄和WO₃不得而知。基于此,本文系统地研究了CaSO₄-WO₃体系在硫酸中的溶解行为。结果表明：在硫酸体系中,CaSO₄溶解度显著大于WO₃溶解度,二者溶解度差异随硫酸浓度变化较小,随温度变化较大;控制一定的酸度和温度可实现CaS...     

NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系电导率的研究

电导率作为一个重要的物理化学参数,对熔盐电解选择最佳电解质及电解温度等具有重要指导意义,通过对熔盐电导率的研究,可以间接地了解熔盐体系的离子结构.因此,关于NaCl-CaCl₂-CaWO₄ 熔盐体系导电性质的研究,对深入研究其电解机理则凸显重要,实验采用 CVCC 法测定 NaCl-CaCl₂- CaWO₄ 熔盐体系的电导率,并通过正交试验分析,研究该体系电导率与温度和熔盐组成摩尔比的关系.结果表明:升高温度或是增大 NaCl 对 CaCl₂ 的摩尔比,均能提高体系电导率,而组分摩尔比是影响体系电导率的主要因素,当 n（NaCl）∶n（CaCl₂）为 1∶1 时,即体系最低共熔点附近出现了电导率的最低值,并随着 NaCl 或 CaCl₂ 的增加,电导率也增加.      

NaCl-KCl-MgCl2熔盐Mg2+在钨电极上的 电化学还原机理

采用三电极在NaCl-KCl熔盐电解质体系,以MgCl₂为原料应用AUTOLAB电化学工作站分别通过循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究了1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原过程.循环伏安测试结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原是1步反应转移2个电子过程,电极反应受扩散控制,扩散系数为3.81×10-6 cm2/s,电极反应为Mg2++2e-→Mg.计时电位测试结果验证了循环伏安测试结果的正确性.计时电流测试数据拟合结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐中Mg2+在钨电极上的电结晶是瞬时成核方式.      

柠檬酸溶胶法制备Bi2WO6粉体及其表征

利用钨酸铵、硝酸铋、柠檬酸和硝酸为原料,柠檬酸溶胶法制备了Bi₂WO₆粉体.热重-差热（TG-DTA）和红外光谱（FT-IR）分析Bi₂WO₆前驱体的热分解过程,X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）对Bi₂WO₆粉体结构、形貌进行表征.结果表明,Bi₂WO₆前驱体热分解分为4个阶段,其中Bi₂WO₆粉体开始形成发生在367 ℃. Bi₂WO₆前驱体在400~700 ℃煅烧5 h获得了单一的Bi₂WO₆粉体,当温度低于600 ℃时,产物为球形颗粒,晶粒尺寸随温度升高变化不大,当温度达到700 ℃时,晶粒迅速长大,最终发展成为规则的正交晶系.这表明晶体生长过程发生了由扩散机制向界面反应控制机制的转变,因此通过调整煅烧反应温度和保温时间可以控制产物的尺寸和形貌.      

NaCl-CaCl2熔盐体系中电脱氧制备金属Fe的工艺研究

在NaCl-CaCl₂熔盐体系中采用FFC-剑桥工艺开展了Fe₂O₃电脱氧制备金属Fe的工艺研究。重点研究了烧结工艺和电解工艺等对熔盐中Fe₂O₃电脱氧过程的影响。采用SEM分析了烧结后Fe₂O₃的微观结构, 采用XRD分析了电解前后产物的物相组成, 得到了优化的电脱氧工艺条件为:槽电压为3.2 V, 电解时间为8 h, 烧结温度为800~900 ℃, 黏结剂用量为1.5%~2.5%和电解温度为680~722 ℃。同时, 在该熔盐体系中Fe₂O₃电脱氧机理为Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe。      

Luminescent properties of Eu~（3＋） doped Gd_2WO_6 and Gd_2（WO_4）_3 nanophosphors prepared via co-precipitation method

Eu3+ doped Gd2WO6 and Gd2(WO4)3 nanophosphors with different concentrations were prepared via a co-precipitation method. The structure and morphology of the nanocrystal samples were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The emission spectra and excitation spectra of samples were measured. J-O parameters and quantum efficiencies of Eu3+ 5D0 energy level were calculated, and the concentration quenching of Eu3+ luminescence in different matrixes were studied. The results indicated that effective Eu3+:5D0-7F2 red luminescence could be achieved while excited by 395 nm near-UV light and 465 nm blue light in Gd2WO6 host, which was similar to the familiar Gd2(WO4)3:Eu. Therefore, the Gd2WO6:Eu red phosphors might have a potential application for white LED.