Расплав для получения порошков оксидных натрий-вольфрамовых бронз

Изобретение относится к получению порошков оксидных натрий-вольфрамовых бронз химическим способом. Шихта для получения порошков из расплава содержит вольфрамат и метафосфат натрия и порошок оксида вольфрама. При этом в качестве порошка оксида вольфрама она содержит оксид вольфрама (IV) при следующем соотношении компонентов в шихте, мол.%: Na2WO4 - 25-65, NaPO3 - 15-35, WO2 - остальное. Обеспечиваются удешевление процесса и расширение диапазона составов оксидных натрий-вольфрамовых бронз.

 

Изобретение относится к области химического производства, а точнее к получению порошков оксидных вольфрамовых бронз, обладающих в зависимости от состава металлическими, полупроводниковыми, электродными, электрохромными и каталитическими свойствами.

Известны расплавы для получения порошков оксидных вольфрамовых бронз на основе вольфрамата и метафосфата натрия, оксида вольфрама (VI) и порошка металлического вольфрама (Патенты РФ №2138445 и №2312 068).

Из известных расплавов для получения порошков оксидных вольфрамовых бронз наиболее близким является расплав, по патенту РФ №2312068, включающий вольфрамат и метафосфат натрия и порошок металлического вольфрама при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Na2WO4 - 38-58

NaPO3 - 5-39

W - остальное

Из данного расплава химическим методом получают порошки оксидных натрий-вольфрамовых бронз со средними размерами частиц 0,5-3 мкм.

Недостатком известного способа является то, что синтез порошков оксидных вольфрамовых бронз осуществляют с использованием в качестве восстановителя дорогостоящего порошка металлического вольфрама, кроме этого, в указанной концентрационной области составов, с использованием в качестве восстановителя порошка металлического вольфрама, можно синтезировать порошки оксидных натрий-вольфрамовых бронз только в относительно узком диапазоне значений «х» - 0,90-0,70.

Задача, решаемая изобретением, - расширение диапазона составов оксидных натрий-вольфрамовых бронз за счет исключения из числа компонентов исходного состава порошка металлического вольфрама-восстановителя, а также удешевление химического способа получения оксидных вольфрамовых бронз натрия за счет исключения из числа компонентов исходного состава порошка металлического вольфрама-восстановителя.

Технический результат достигается тем, что в шихте для получения порошков оксидных натрий-вольфрамовых бронз из расплава, включающей вольфрамат и метафосфат натрия и порошок оксида вольфрама, согласно изобретению в качестве порошка оксида вольфрама она содержит оксид вольфрама (IV) при следующем соотношении компонентов в шихте, мол.%:

Na2WO4 - 25-65

NaPO3 - 15-35

WO2 - остальное

Возможность синтеза порошков оксидных вольфрамовых бронз в расплавах системы Na2WO4-NaPO3-WO2 химическим способом следует из механизма процесса образования бронз в расплавах системы Na2W4-NaРО3-W (Патент РФ №2312068). В литературе имеется ряд работ, в которых расплавы вольфрамат-оксидных систем рассматриваются с кислотно-основных позиций. В этих работах установлено, что в расплавах системы Na2WO4-WO3 потенциал индикаторного платина-кислородного электрода с увеличением концентрации оксида вольфрама (VI) смещается в положительную область, что, по мнению исследователей, связано с существованием в расплаве комплексных ионов вольфрама и равновесия типа:

Очевидно, введение в расплав оксида вольфрама (VI) приводит к полимеризации анионных группировок вольфрама:

Из уравнения (6) следует, что полимеризация анионных группировок вольфрама приводит к уменьшению активности ионов-кислорода, что подтверждается смещением потенциала платина-кислородного электрода в положительную область.

Введение в расплав метафосфата щелочного металла также приводит к смещению потенциала индикаторного платина кислородного электрода в положительную область.

Очевидно, это связано с тем, что анион являясь сильным

акцептором ионов кислорода, также приводит к полимеризации анионных группировок вольфрама и уменьшению активности ионов кислорода:

Таким образом, введение в расплав оксида вольфрама (VI) или метафосфата щелочного металла приводит к увеличению в расплаве дивольфрамат-ионов .

Из уравнения (2) и (3) следует, что как бы из расплава исключается WO3. Но это исключение формальное, так как, исходя из механизма образования комплексного иона следует, что его можно разложить на две составляющие частицы: на вольфрамат ион и WO3. Последний, очевидно, восстанавливается вводимым в систему порошком металлического вольфрама до оксида вольфрама (IV). В последующем оксид вольфрама (IV) восстанавливает вольфрамат щелочного металла до бронзы по уравнению:

Из уравнения (5) следует, что в расплавах системы Na2WO4-NaPO3 введением в них оксида вольфрама (IV) вместо порошка металлического вольфрама можно синтезировать порошки оксидных вольфрамовых бронз.

В производстве ковкого вольфрама и для изготовления проволок для электроламп и электронных приборов, где требуется точное регулирование гранулометрического состава вольфрамового порошка, процесс восстановления WO3 до W водородом осуществляют в две операции на отдельных печах: на первой операции от WO3 до WO2, а на второй от WO2 до W. При этом первую низкотемпературную стадию от WO3 до WO2 (до 750°С), идущую достаточно быстро, осуществляют на муфельных печах или вращающихся трубчатых печах. Вторую стадию от WO2 до W (до 900°С) проводят на многотрубных горизонтальных печах (А.Н.Зеликман, Г.А.Меерсон. Металлургия редких металлов. - М.: «Металлургия», 1973, с.71-73).

Из изложенного следует, что себестоимость порошка оксида вольфрама (IV) меньше себестоимости порошка металлического вольфрама и его использования для синтеза порошков оксидных вольфрамовых бронз натрия удешевляет химический способ их получения.

Способ осуществляют следующим образом. Смесь, состоящую из высушенных при 200°С вольфрамата и метафосфата натрия и оксида вольфрама (IV), медленно нагревают на 10-15°С выше температуры плавления и выдерживают расплав при этой температуре в течение 1 часа. После этого расплав охлаждают и отмывают продукты реакции раствором аммиака и дистиллированной водой.

Пример 1. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 65, 10 и 25 мол.% соответственно, смешивают, тщательно перетирают и переносят в алундовый тигель. Затем тигель с шихтой медленно нагревают до 650°С. При этой температуре расплав выдерживают в течение 1 часа. На дне тигля собирается порошок желтого цвета. Химический анализ дает состав продукта реакции Na0,92WO3. Средний размер кристалликов 3 мкм.

Пример 2. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 55, 20 и 25 мол.% соответственно. Условия подготовки шихты, проведение синтеза и отмывка продуктов реакции те же, что и в примере 1, но синтез проводят при 630°С. Продукт реакции - мелкодисперсный порошок желтого цвета, состава Na0,89WO3. Размер кристалликов 2,5-3 мкм.

Пример 3. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 38, 25 и 37 мол.% соответственно. Условия подготовки шихты, проведение синтеза и отмывка продуктов реакции те же, что и в примере 1, но синтез проводят при 670°С. Продукт реакции - мелкодисперсный порошок красного цвета, состава Na0,60WO3. Размер кристалликов 1-2 мкм.

Пример 4. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 25, 35 и 40 мол.% соответственно. Условия подготовки шихты, проведение синтеза и отмывка продуктов реакции те же, что и в примере 1, но синтез проводят при 670°С. Продукт реакции - мелкодисперсный порошок синего цвета, состава Na0,35WO3. Средний размер кристалликов 0,5-1 мкм.

Пример 5. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 68, 10 и 22 мол.% соответственно. Условия подготовки шихты, проведение синтеза и отмывка продуктов реакции те же, что и в примере 1, но синтез проводят при 680°С. Продукт реакции - смесь порошков оксидов вольфрама и бронз.

Пример 6. Берут вольфрамат и метафосфат натрия и оксид вольфрама (IV) в количествах 20, 40 и 40 мол.% соответственно. Условия подготовки шихты, проведение синтеза и отмывка продуктов реакции те же, что и в примере 1. Продукт реакции - смесь порошков оксидов вольфрама и бронз.

Таким образом, предлагаемый расплав позволяет химическим способом получать порошки натрий-вольфрамовых бронз, состав и дисперсность которых регулируются составом расплава.

Синтез порошков оксидных вольфрамовых бронз в расплавах вольфрамат-фосфатных систем с использованием в качестве восстановителя оксида вольфрама (IV) удешевляет химический способ получения порошков оксидных вольфрамовых бронз.

Шихта для получения порошков оксидных натрий-вольфрамовых бронз из расплава, включающая вольфрамат и метафосфат натрия и порошок оксида вольфрама, отличающаяся тем, что в качестве порошка оксида вольфрама она содержит оксид вольфрама (IV) при следующем соотношении компонентов в шихте, мол.%:

Na2WO4 25-65
NaPO3 15-35
WO2 остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения порошка вольфрамовой кислоты H2WO4, к полученной таким образом вольфрамовой кислоте с большой насыпной плотностью и к ее применению для получения порошка металлического вольфрама.

Изобретение относится к способу получения порошка вольфрамовой кислоты H2WO4, к полученной таким образом вольфрамовой кислоте с большой насыпной плотностью и к ее применению для получения порошка металлического вольфрама.
Изобретение относится к области высокотемпературной электрохимии, в частности к способу получение электролизом игольчатых оксидных вольфрамовых бронз, и может быть использовано в медицине, электротехнике, радиотехнике и в химической промышленности для изготовления ион-селективных элементов для анализа микросред, электрохромных устройств, холодных катодов, катализаторов химических реакций.
Изобретение относится к технологии получения легколетучих высших фторидов тугоплавких металлов VI группы Периодической таблицы Д.И.Менделеева, используемых для получения металла в виде покрытий, порошков и компактных изделий методом газофторидной металлургии при восстановлении соответствующих гексафторидов водородом в газовой фазе или на металлических подложках.
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при переработке отходов производства монокристаллов соединений тугоплавких металлов, в частности вольфрамата свинца PbW04, с получением высокочистых соединений вольфрама и свинца, пригодных для повторного выращивания монокристаллов.

Изобретение относится к получению оксидных натрий-вольфрамовых бронз химическим способом. .

Изобретение относится к способам получения гексафторида вольфрама из металлического вольфрама и может быть использовано во фторидной металлургии вольфрама. .

Изобретение относится к способам получения гексафторида вольфрама из металлического вольфрама и может быть использовано во фторидной металлургии вольфрама. .
Изобретение относится к способам получения ферритовых порошков для применения в радиотехнике и радиоэлектронике в качестве радиопоглощающих покрытий. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, к получению композиционных керамических порошков, содержащих нитрид кремния и нитрид титана. .

Изобретение относится к способам получения материала на основе платины, в частности пористого материала, и может быть использовано в производстве катализаторов, электродов, фильтров и других изделий, характеризующихся высокопористой структурой.
Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к получению материалов, содержащих нитриды металлов. .
Изобретение относится к металлургии тугоплавких соединений и может быть использовано в качестве керамики и защитного покрытия в высокотемпературных агрегатах. .

Изобретение относится к получению изделий из металлических сплавов, в частности из титановых сплавов. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к серебряным порошкам для химических источников тока и способам их получения. .
Изобретение относится к технологии постоянных магнитов на основе феррита стронция, которые находят все более широкое применение в электронике, радиотехнике, приборостроении, медицине и др.
Изобретение относится к способам получения ферритовых порошков для применения в радиотехнике, радиоэлектронике и медицине, например в качестве радиопоглощающих покрытий, и в магнитофармакологии.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению мелкодисперсного порошка титана. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к установке для пиролиза жидкого рабочего состава с получением порошка, в частности нитрида алюминия
Наверх