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硅酸钠分解白钨矿的热力学研究

中国有色金属学报 2012年第9期22卷 2636-2641页

作者：曹才放赵中伟刘旭恒王小波中南大学冶金科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室长沙410083

针对硅酸钠分解白钨矿的问题,对Ca-Si-W-H2O体系进行了热力学平衡分析,获得了一系列平衡关系图。理论分析表明,白钨矿可被硅酸钠分解,随着pH值升高,分解固相产物依次为CaSiO3和Ca3Si2O7。在低pH值的CaSiO3稳定区,白钨矿被硅酸钠分解,但... 详细信息

针对硅酸钠分解白钨矿的问题,对Ca-Si-W-H2O体系进行了热力学平衡分析,获得了一系列平衡关系图。理论分析表明,白钨矿可被硅酸钠分解,随着pH值升高,分解固相产物依次为CaSiO3和Ca3Si2O7。在低pH值的CaSiO3稳定区,白钨矿被硅酸钠分解,但溶液中钨浓度较低;在高pH值的Ca3Si2O7稳定区,氢氧化钠也参与了分解反应,钨浓度随pH值上升迅速增加。因此,硅酸钠分解白钨矿时可添加适量的氢氧化钠,以提高钨矿分解效果。分解实验验证了理论分析结果,实际分解效果变化的趋势与热力学分析一致。硅酸钠用量是影响浸出总体水平的重要因素,提高试剂浓度或添加氢氧化钠,能进一步提高钨的浸出率。对于WO3质量分数为55.0%白钨矿,在分解温度为180℃,分解时间为4 h,体系中硅与钨、氢氧根与钨、水与钨的摩尔比分别为2.0、0.5、35.3的条件下,钨的浸出率为96.9%。

关键词：硅酸钠白钨矿热力学分解

Li-Fe-Si-H_2O体系的热力学分析

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中南大学学报（自然科学版） 2010年第2期41卷 428-433页

作者：张有新曹才放刘旭恒赵中伟中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

根据已有热力学数据,绘制25℃时Li-Fe-Si-H2O体系各溶解组分的lgc-pH图、Li-Fe-Si-H2O体系主要物种的优势区图和强碱性区域Li-Fe-Si-H2O体系各沉淀的优势区图。利用这些平衡图对液相制备硅酸铁锂的工艺条件进行热力学分析。研究结果表明... 详细信息

根据已有热力学数据,绘制25℃时Li-Fe-Si-H2O体系各溶解组分的lgc-pH图、Li-Fe-Si-H2O体系主要物种的优势区图和强碱性区域Li-Fe-Si-H2O体系各沉淀的优势区图。利用这些平衡图对液相制备硅酸铁锂的工艺条件进行热力学分析。研究结果表明:控制溶液的碱度是制备磷酸铁锂前驱体Li2H2SiO4·Fe(OH)2的关键因素,若要利用Li+,Fe2+和H2SiO24-在液相形成Li2H2SiO4·Fe(OH)2,则要维持溶液较高的碱度,使得Li+能与H2SiO42-生成Li2H2SiO4沉淀,并且抑制FeH2SiO4的生成,使Fe2+以Fe(OH)2的形式沉淀;溶液体系的碱性越强,Li2H2SiO4·Fe(OH)2的优势区域越宽,更有利于Li2H2SiO4·Fe(OH)2的合成;采用液相法制备硅酸铁锂时,由于pH值大于15,体系的碱度较高,溶液中Fe2+极容易被氧化,故制备过程难以实现;而利用固相法制备硅酸铁锂,其保护性气氛容易控制,工艺简单,流程短,便于实现。

关键词： Li—Fe—Si—H2O体系硅酸铁锂热力学 Li2H2SiO4·Fe(OH)2

Separation of macro amounts of tungsten and molybdenum by precipitation with ferrous salt

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2011年第12期21卷 2758-2763页

作者：赵中伟曹才放陈星宇中南大学冶金科学与工程学院长沙410083 难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室长沙410083

In order to develop a low-cost approach for separating macro amounts of Mo and W, the effects of parameters on the separation using FeSO4 as precipitation reagent were studied. The results show that the optimum reaction temperature is 10 °C, and the separation factor does not further improve after a reaction time of 7 h. Moreover, slow dropping speed of the precipitation reagent is beneficial for improving the separation efficiency. When the H＋/W molar ratio is below 1/1, the addition of acid to a neutral solution is favorable to the separation. For the solution with an ammonium concentration below 3 mol/L, the separation factor is high due to the high W-precipitation rate. Furthermore, the method is also effective when it is applied to industrial solution containing some other impurities. All these indicate the ferrous salts have great potential for removing W from Mo on a commercial scale.

关键词： tungsten molybdenum selective precipitation ferrous sulfate

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草酸钙酸分解的热力学分析

中南大学学报（自然科学版） 2023年第2期54卷 422-430页

作者：曹才放彭紫云卢含吕亚航傅爱林江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 福建省长汀金龙稀土有限公司福建龙岩366300

为阐明草酸钙渣酸分解过程的热力学,基于同时平衡原理、质量守恒原理、电中性原则,以盐酸和硫酸为分解药剂,计算和绘制草酸钙酸分解的热力学平衡图,并结合实验验证。研究结果表明:单因素实验结果与热力学计算结果的趋势一致,且部分情况... 详细信息

为阐明草酸钙渣酸分解过程的热力学,基于同时平衡原理、质量守恒原理、电中性原则,以盐酸和硫酸为分解药剂,计算和绘制草酸钙酸分解的热力学平衡图,并结合实验验证。研究结果表明:单因素实验结果与热力学计算结果的趋势一致,且部分情况的实验值和计算值吻合;草酸钙是较稳定的沉淀,在pH=4~13的范围内,维持较低溶解水平;在盐酸体系中,氯化钙和草酸对草酸钙的溶解有显著抑制作用,而在硫酸体系中,硫酸钙的生成使溶液钙浓度维持在较低水平,从而促进草酸钙的分解;硫酸参与草酸钙分解的反应率随初始酸度增加而增加,硫酸浓度为4 mol/L时,硫酸的反应率可达39.7%;而盐酸的反应率几乎不受初始酸度的影响,维持在5.4%的较低水平。此外,硫酸参与草酸钙分解的反应率随初始草酸浓度增加而下降,但在相同初始草酸浓度下,硫酸参与草酸钙分解的反应率明显比盐酸的高。

关键词：草酸钙盐酸硫酸分解热力学

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硫化法除钼过程中杂质砷的行为

中南大学学报（自然科学版） 2012年第2期43卷 435-439页

作者：谢昊赵中伟曹才放梁勇李江涛中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学稀有金属与材料制备湖南省重点实验室湖南长沙410083

根据已有的热力学数据,对钨钼硫化分离过程中杂质砷的各种配合物进行计算,绘制溶液中各含砷离子随pH及S与As的浓度比[S]/[As]变化的分布曲线,分析溶液中pH及硫化剂用量对砷硫化行为的影响规律。研究结果表明：控制一定的条件,将溶液中... 详细信息

根据已有的热力学数据,对钨钼硫化分离过程中杂质砷的各种配合物进行计算,绘制溶液中各含砷离子随pH及S与As的浓度比[S]/[As]变化的分布曲线,分析溶液中pH及硫化剂用量对砷硫化行为的影响规律。研究结果表明：控制一定的条件,将溶液中的含砷化合物较彻底地硫化为AsS4^-3在热力学上是完全可能的;溶液的pH是影响硫化效果的关键因素,并且砷的硫化程度随硫化剂用量的增加而增大;在pH=7.5-9.5范围内,硫用量[S]/[As]〉6时可使99%以上的As硫化为AsS4^3-。

关键词：硫代砷酸盐除砷硫化反应热力学

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二氧化碳中和钨酸铵溶液制备细颗粒仲钨酸铵

中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 3204-3215页

作者：李朝阳唐恒耀瞿杰曹才放万林生杨亮江西理工大学冶金工程学院江西赣州341000 西部矿业集团科技发展有限公司青海西宁810006 山东天开钨业有限公司山东聊城252000 战略有色金属绿色低碳冶金江西省重点实验室江西赣州341000

采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量... 详细信息

采用二氧化碳中和钨酸铵溶液结晶制备细颗粒仲钨酸铵(APT),考察时间、温度、二氧化碳流量、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度、氯化铵质量浓度和转速等因素对APT结晶的影响。研究结果表明:在一定范围内,增大二氧化碳流量、提高氯离子质量浓度和三氧化钨质量浓度有利于制备细颗粒APT;转速对APT粒度影响较小;延长结晶时间和提高反应温度,APT粒度会变大,不利于制备细颗粒APT。当反应时间为20 min、温度为90℃、二氧化碳流量为5 L/min、钨酸铵溶液中三氧化钨质量浓度为200 g/L、氯化铵质量浓度为62 g/L、转速为200 r/min时,该工艺制备的APT费氏(Fsss)粒度为15.5μm、粒度分布窄,其D(90)-D(10)/2D(50)为0.66且形貌完整。与工业上蒸发结晶工艺制备的APT相比,本工艺制备的APT粒度更小且粒度分布更窄,是制备超细钨粉和超细碳化钨粉的良好原料。

关键词：细颗粒仲钨酸铵二氧化碳粒度钨酸铵溶液结晶

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磷酸盐分解钼酸钙的热力学

北京科技大学学报 2009年第11期31卷 1394-1399页

作者：张刚赵中伟曹才放黄少波中南大学冶金科学与工程学院长沙410083 稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室长沙410083 湖南航天管理局高新材料与装备技术研发中心长沙410205

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区.结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增... 详细信息

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区.结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H2MoO4(s)、CaMoO4(s)、Ca5(OH)(PO4)3(s)和Ca(OH)2(s)稳定存在的区域.总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解,因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高.从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解.

关键词：磷酸盐钼酸钙热力学分解

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湿法分解钨酸钴的热力学分析

有色金属科学与工程 2013年第5期4卷 44-47,126页

作者：易军曹才放广东翔鹭钨业股份有限公司广东潮州515633 江西理工大学冶金与化学工程学院江西赣州341000

采用空气(或氧气)氧化法处理WC-Co硬质合金废料时,钴和钨将形成难溶于水的化合物钨酸钴.针对湿法分解钨酸钴的问题,分别对Co-W-H2O体系和Co-W-C-H2O体系进行了热力学分析,获得了一系列平衡关系图.结果表明,钨酸钴在中性溶液中可稳定存在... 详细信息

采用空气(或氧气)氧化法处理WC-Co硬质合金废料时,钴和钨将形成难溶于水的化合物钨酸钴.针对湿法分解钨酸钴的问题,分别对Co-W-H2O体系和Co-W-C-H2O体系进行了热力学分析,获得了一系列平衡关系图.结果表明,钨酸钴在中性溶液中可稳定存在,采用酸分解或碱分解的方式,均可使钨酸钴分解,并实现钨和钴的分离.碳酸盐分解钨酸钴的热力学趋势较大,分解反应可在较低的碳酸盐过量系数下完成.此外,溶液pH值对碳酸盐分解钨酸钴具有较大的影响.

关键词：硬质合金钨酸钴热力学湿法分解

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废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出试验研究

矿冶工程 2016年第2期36卷 84-87页

作者：贺山明汪金良李啊林曹才放杨亮江西理工大学冶金与化学工程学院江西赣州341000

对废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出工艺进行了研究,并与常压酸浸进行了对比。探讨了初始硫酸浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对浸出率的影响。结果表明,采用加压浸出技术可使常温弱酸下不溶的铁酸锌和难处理的硅酸锌高效浸出。在釜内压... 详细信息

对废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出工艺进行了研究,并与常压酸浸进行了对比。探讨了初始硫酸浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对浸出率的影响。结果表明,采用加压浸出技术可使常温弱酸下不溶的铁酸锌和难处理的硅酸锌高效浸出。在釜内压力0.6MPa、浸出温度140℃、液固比6∶1、搅拌速度500 r/min、硫酸浓度120 g/L、浸出时间1.5 h条件下,浸出矿浆无胶体形成、过滤性能良好,锌、铁浸出率分别为98.35%和3.51%,铅几乎全部进入渣相,浸出液中硅含量仅为0.06 g/L,实现了粉尘中锌与杂质的有效分离。

关键词：炼钢粉尘加压硫酸浸出浸出率铁酸锌硅酸锌