Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Вольфрамат кальция CaWO: шеелитовый концентрат и синтетический порошок
Вольфрамат кальция CaWO — соль кальция и вольфрамовой кислоты, в природе представленная минералом шеелит. В отличие от вольфрамита (Fe,Mn)WO, CaWO относится к тетрагональной сингонии, пространственная группа I4/a, и не содержит железа и марганца, что определяет его поведение в гидрометаллургических схемах. Плотность — 5,9–6,1 г/см, твёрдость по Моосу — 4,5–5, температура плавления — 1580 C. Соединение практически нерастворимо в воде и минеральных кислотах, но разлагается в щелочных и карбонатных средах, что лежит в основе автоклавно-содового выщелачивания.
Материал поставляется в двух принципиально разных товарных формах: природный шеелитовый концентрат и синтетический осаждённый CaWO. Это различие критично для потребителя, поскольку определяет содержание примесей, гранулометрию и дальнейшую технологию переработки.
Товарные формы и марки
- Шеелитовый концентрат по ГОСТ 213-83 марок КШ-1, КШ-2, КШ-3 с массовой долей WO 60–65 %.
- Синтетический вольфрамат кальция технической чистоты с WO 68–72 %.
- Осаждённый CaWO особой чистоты (99,9 %) для люминофоров и монокристаллов.
- Шеелит-молибденитовый промпродукт с лимитируемым содержанием Mo.
- Порошок для плазменного напыления с фракцией 15–45 мкм.
Технические параметры
| Показатель | КШ-1 | КШ-2 | Синтетический | Особой чистоты |
|---|---|---|---|---|
| WO, % | 65 | 60 | 70 | 71,5 |
| Mo, % | 0,1 | 0,3 | 0,05 | 0,005 |
| S, % | 0,3 | 0,6 | 0,02 | 0,01 |
| P, % | 0,05 | 0,1 | 0,01 | 0,005 |
| As, % | 0,03 | 0,05 | 0,01 | 0,002 |
| Влажность, % | 0,5 | 0,5 | 0,2 | 0,1 |
Металлургическая переработка
Основной объём CaWO направляется на получение паравольфрамата аммония (ПВА). Шеелитовый концентрат вскрывают автоклавно-содовым способом при 180–225 C и давлении 1,5–2,5 МПа: CaWO + NaCO NaWO + CaCO. Из раствора вольфрамат натрия переводят в ПВА через ионообменную сорбцию или экстракцию. Синтетический CaWO с низким содержанием Mo и S перерабатывают по более короткой схеме с меньшим расходом реагентов.
В пирометаллургии вольфрамат кальция служит шихтовым компонентом при алюминотермическом восстановлении: 3CaWO + 8Al 3W + 4AlO + 3CaO. Процесс ведут в футерованных реакторах, получая лигатуру или ферровольфрам. Требования к гранулометрии шихты — 0,1–3 мм для стабильного горения.
Применение по отраслям
- Гидрометаллургия вольфрама: сырьё для ПВА и вольфрамового ангидрида WO.
- Монокристаллика: сцинтилляторы CaWO для детекторов рентгеновского и гамма-излучения.
- Люминофоры: матрица для активированных порошков в люминесцентных лампах и светодиодах.
- Плазменное напыление: износостойкие покрытия на деталях запорной арматуры и насосов.
- Специальная керамика: компонент шихты для вольфрамсодержащих стёкол и глазурей.
- Химический синтез: реагент для получения вольфраматов других металлов.
Контроль качества и приёмка
Массовую долю WO определяют гравиметрическим методом после осаждения оксином или фотометрически по роданидному комплексу. Примеси Mo, As, P, S контролируют атомно-абсорбционной спектрометрией и ICP-MS. Для сцинтилляционных монокристаллов дополнительно нормируют радиационную чистоту по K и Ra. Отбор проб ведут по ГОСТ 213-83 с сокращением до аналитической навески 0,5–1 г.
Вопросы и ответы
Чем синтетический CaWO отличается от шеелитового концентрата?
Синтетический вольфрамат кальция получают осаждением из растворов, поэтому он содержит меньше Mo, S, As и P, имеет стабильную гранулометрию и не требует обогащения. Концентрат — продукт флотационного обогащения руды с переменным составом примесей.
Почему CaWO не растворяется в соляной кислоте?
Вольфрамат кальция устойчив в минеральных кислотах из-за низкого произведения растворимости и образования плотной структуры шеелита. Вскрытие возможно только в щелочных или карбонатных средах при повышенных температуре и давлении.
Какие примеси лимитируются для люминофорного применения?
Критичны железо, молибден и редкоземельные элементы, тушащие люминесценцию. Для особо чистых марок суммарное содержание примесей ограничивают на уровне 0,01–0,05 %, а Mo — не более 0,005 %.
При какой температуре плавится вольфрамат кальция?
Температура плавления CaWO — около 1580 C. Это позволяет использовать его в высокотемпературных шихтах и плазменных процессах без разложения.