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基于离子膜-氨沉技术清洁制备仲钨酸铵产品的应用基础研究

文献类型:学位论文

作者A. U. OLAYIWOLA
答辩日期2022-06-01
文献子类硕士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师杜浩
关键词膜电解,仲钨酸铵,钨钠分离,钨的离子态,清洁生产
英文摘要

钨是一种重要的金属资源,由于其独特且不可或缺的性能,被广泛应用于各种领域中。仲钨酸铵(APT)是一种重要的钨产品,主要以黑钨矿或白钨矿为原料,经过浸出、除杂、转型等工艺制备。然而,传统APT转型过程中产生大量废水,造成了严重的环境问题。为了解决这个问题,本论文提出了一种膜电解-氨水沉淀制备APT的方法。该方法能有效地分离钨酸钠溶液中的钠和钨,得到NaOH副产品,回收氨水沉淀剂,同时实现APT的清洁生产。本研究提出的方法可为清洁APT生产工艺的设计提供理论参考。论文获得的主要结论如下所示:以电流效率和电解能耗为目标参数,研究了初始阳极NaOH浓度、初始阴极NaOH浓度和电流密度对膜电解过程的影响。实验结果表明,电流密度和初始阴极NaOH浓度的增加以及初始阳极NaOH浓度的降低都会促进钨和钠的分离。得到最佳工艺条件为:电流密度666 A/m2,阳极NaOH初始浓度69 g/L,阴极NaOH初始浓度40 g/L,此时电流效率为75.40%,生产1t NaOH的能耗为2184 kW∙h膜电解后得到了高W/Na摩尔比溶液。为避免沉淀过程中引入杂质离子,采用NH3·H2O作为沉淀剂。以沉淀率和产物中钠含量为目标参数研究了沉淀过程中W/Na摩尔比、溶液温度和沉淀系数等参数的影响。结果表明,沉淀系数和溶液温度的变化对APT产品的纯度影响较为复杂,而增加W/Na摩尔比会提高产品的纯度。得到最佳沉淀条件:沉淀系数为3.47,溶液温度为318K,钨钠摩尔比为2.3,最佳沉淀率为88.1%,沉淀产物纯度为99.6%。通过XRD、ICP和SEM对所得产物进行了表征。此外,还研究了溶液中钨酸根离子状态的变化及其影响因素。发现钨酸钠中钨离子态受钨浓度、溶液pH值和溶液W/Na摩尔比的影响。阐明了钨离子电荷数与溶液pH值、钨浓度和溶液W/Na比的关系。实现了钨离子形态的定性分析和溶液中钨浓度的定量计算。分析了钨聚合状态对膜电解过程电流效率和能耗的影响。

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60986]  
推荐引用方式
GB/T 7714
A. U. OLAYIWOLA. 基于离子膜-氨沉技术清洁制备仲钨酸铵产品的应用基础研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2022.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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