[发明专利]一种超纯钨酸铵的制取方法

说明书

技术领域

本发明涉及超纯钨酸铵的制备方法，特别是生产高纯钨粉、高纯钨金属制品、高活性钨基催化剂所需的超纯钨酸铵原料的一种制备方法。。

背景技术

钨酸铵可用于生产润滑剂、缓蚀剂、颜料、肥料、催化剂；还可以用于制取WO₃和W粉，进而加工成钨条、钨坩埚、钨丝、钨棒、钨电极、钨板坯、钨合金等钨金属制品；另外，还应用到超级电容、纳米材料、光电材料、超导材料、储氢材料、燃料电池等行业，广泛应用于钢铁、硬质合金、金属加工、电子元器件、电光源、电真空、冶金、化学化工、医药生物、航空航天和军工工业等领域。

  目前生产钨酸铵的方法主要有中和法、蒸发法、萃取法和离子交换法，工业上制备钨酸铵主要是采用蒸发法，即使用工业二级品的多钨酸铵原料在氨水中溶解后再蒸发结晶的方法，即先将钨酸铵在不锈钢搅拌斧中进行氨溶，反应方程式为：

（NH₄）₂O·4WO₃·2H₂O + 6NH₄OH = 4（NH₄）₂WO₄ + 5H₂O

            H₂WO₄ +  2NH₄OH =（NH₄）₂WO₄ + 2H₂O

  反应技术条件为：按照多钨酸铵（kg）:纯水（l）:氨水（l）=1：（1~1.1）:0.5加料，搅拌速率为（70~80）r/min，温度条件为（60~75）℃，氨溶后（NH₄）₂WO₄溶液密度控制在附近1.16~1.28g/cm³，溶液PH=8.0~11.0范围内。然后再用蒸汽对溶液进行蒸发结晶，反应方程式为：

7（NH₄）₂WO₄ + 8H₂O = 3（NH₄）₂O·7WO₃·4H₂O↓+ 8NH₄OH

                                  NH₄OH = NH₃↑ + H₂O

  此反应的技术条件为：蒸汽压力为0.10~0.19Mpa，用以保持斧内溶液沸腾，蒸发过程中保持游离氨为（4~6）g/L，母液密度控制在（1.16~1.28）g/cm³，溶液最终PH=7.0~7.7左右。冷却结晶后进行过滤（用以除去部分未溶物等杂质）。对纯度要求高时，此工艺条件下产品的结晶率一般不高于90%；对纯度一般情况要求时，其产品结晶率维持在（90~95）%范围内（参见张启修等主编《钨钼冶金》，2005年冶金工业出版社 第147页）。

  鉴于多钨酸铵进行氨溶时液固比相对较大，蒸发时间过长，这样就会因钨酸铵溶液在不锈钢反应斧中长时间搅拌而使一些杂质（如铁等）带入钨酸铵中，另外，还由于温度梯度、碱度传质的不均衡性造成钨酸铵微小粒子成长速率不同所引发的晶粒包晶、裹晶发生，从而导致杂质夹带，降低了钨酸铵产品的纯度，使得所生产的产品纯度很难超过钨酸铵国家标准（GB/T 10116-2007）零级,甚至是难以超过钨酸铵国家标准（GB/T 10116-2007）一级，无法满足日益增长的电子工业、化工合成、石油催化等领域中对高纯、超纯钨酸铵的需求。

发明内容

  本发明的目的是提供一种超纯钨酸铵的制备方法。

  为实现上述目的，本发明的技术方案是：以现有技术为基础，采用钨酸铵国家标准（GB/T 10116-2007）二级（MSA-2）的氧化钨、偏钨酸铵、仲钨酸铵、多钨酸铵的一种或多种钨源为原料，加入纯水和液氨（或氨水）常温进行氨溶、搅拌混匀，无须额外加热，而后经萃取除杂后于常压下加入超强酸进行酸沉结晶，酸沉结束后进行固液分离，将分离后的钨酸铵实施烘干，直至钨酸铵中的水份降至≤1.08g/cm³。