專利名稱：一種從廢舊二硅化鉬中回收鉬硅雜多酸的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢物的回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種從廢舊二硅化鉬中回收鉬硅雜多酸的工藝。
背景技術(shù)：
鉬是一種稀有貴重金屬。鉬在地球上的蘊(yùn)藏量較少，其含量僅占地殼重量的 0. 001%，全世界鉬礦主要分布在美國、中國、智利、俄羅斯、加拿大等國。我國已探明鉬金屬儲量840萬噸，居世界第二位，鉬產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第三位，占世界鉬總產(chǎn)量的 25%。鉬的膨脹系數(shù)小，導(dǎo)電率大，導(dǎo)熱性能好，在常溫下不受空氣的侵蝕，跟鹽酸、氫氟酸及堿溶液均不起反應(yīng)，僅溶于硝酸、王水或濃硫酸之中，對大多數(shù)液態(tài)金屬、非金屬熔渣和熔融玻璃亦相當(dāng)穩(wěn)定。因此，鉬及其合金在鋼鐵、電子、航空航天、核能技術(shù)、金屬壓力加工、化學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和良好的前景，成為國民經(jīng)濟(jì)中一種重要的原料和不可替代的戰(zhàn)略物質(zhì)。隨著鉬資源在國防軍工和國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對鉬及其化合物的需求量不斷提高。僅僅依靠從含鉬金屬礦中提取鉬及其化合物已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要， 而且作為一種有限資源，無限制的開發(fā)利用也是不可能的，因此，從戰(zhàn)略角度出發(fā)，必須實(shí)現(xiàn)鉬資源循環(huán)利用，建立含鉬二次資源的回收再生利用系統(tǒng)，開發(fā)先進(jìn)的從各種含鉬二次資源中回收鉬與生產(chǎn)鉬制品的工藝技術(shù)，增加鉬的循環(huán)利用率，促使鉬業(yè)可持續(xù)發(fā)展。二硅化鉬(MoSi2)以其高的熔點(diǎn)、較低的密度、良好的高溫抗氧化性能以及一系列力學(xué)、電學(xué)等優(yōu)異性能而受到航空航天以及軍工部門的高度重視，作為一種潛在的高溫結(jié)構(gòu)材料有希望用于1200 1600°C的高溫氧化領(lǐng)域。目前，11(^2最廣泛的應(yīng)用是作為電爐發(fā)熱元件。MoSi2發(fā)熱元件是由瑞典Kanthal 公司發(fā)明的，1956年Kanthal公司獲得了 MoSi2發(fā)熱元件的第一個商業(yè)專利，其代表產(chǎn)品是 Kanthal公司生產(chǎn)的Kanthal和Kanthal-Super，20世紀(jì)90年代初Kanthal把發(fā)熱元件的溫度提高到1900°C。我國從20世紀(jì)60年代初開展MoSi2發(fā)熱元件的研究，20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)了二硅化鉬發(fā)熱元件的工業(yè)生產(chǎn)。MoSi2發(fā)熱元件已經(jīng)用在大型工業(yè)電爐和小型實(shí)驗(yàn)室電爐上，是冶金、電子、玻璃、陶瓷和磁性材料等行業(yè)的主要設(shè)備之一。目前，全球MoSi2發(fā)熱元件產(chǎn)量已經(jīng)超過600噸/年，我國產(chǎn)量也已經(jīng)超過300噸 /年，但是廢舊二硅化鉬發(fā)熱元件并沒有引起人們的足夠重視。因而，我國每年有300余噸二硅化鉬廢料被遺棄或閑置。在我國每年300余噸二硅化鉬發(fā)熱元件中大約含有190余噸鉬(價值近億元人民幣)，如果把這些廢料加以回收利用，將極大地增強(qiáng)鉬的循環(huán)利用率， 對鉬工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生重大意義，還可以帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從廢舊二硅化鉬中回收鉬硅雜多酸的工藝，解決了二硅化鉬的循環(huán)利用問題，并且方法簡單，效果好，節(jié)省資源。
本發(fā)明的工藝步驟如下(1)將廢舊二硅化鉬粉碎成尺寸為2 15微米的粉末；(2)將粉碎后得到的物料轉(zhuǎn)入瓷舟，置于箱式電阻爐中焙燒，焙燒溫度為400 600°C，焙燒時間為4 10h，獲得鉬和硅氧化物的混合物；(3)將氧化后得到的粉末和去離子水按照重量比1 10 1 5配置成混合物漿體；(4)向氧化后的粉末和去離子水的混合物漿體中加入固體Na0H，Na0H與粉末的質(zhì)量之比為0. 5 1. 2 ；60 90°C磁力攪拌1 池，冷卻后過濾，取過濾溶液；(5)預(yù)先在燒杯中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37. 5%的濃鹽酸，濃鹽酸與溶液體積之比為 1 8 1 15，將溶液緩慢倒入濃鹽酸中，并進(jìn)行攪拌；(6)將步驟(5)的溶液放入水浴鍋中40 80°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；(7)向步驟(6)的溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三次萃取，前兩次靜置 10 30min，最后一次靜置20 40min后分液，分液后取上面正丁醇溶液；(8)將三次萃取后得到的正丁醇溶液混合，然后用正丁醇的飽和水溶液洗滌三次， 將洗滌后的正丁醇溶液進(jìn)行減壓蒸餾，得到鉬硅雜多酸產(chǎn)物；(9)將鉬硅雜多酸產(chǎn)物再次用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物，干燥得到鉬硅雜多酸產(chǎn)物。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)廢舊二硅化鉬中稀有貴重金屬鉬和半導(dǎo)體金屬硅的重新再利用，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用戰(zhàn)略，通過本發(fā)明合成了一種新材料——鉬硅雜多酸。 本工藝針對性強(qiáng)、效果好，在廢舊硅鉬棒以及鉬硅制品的循環(huán)利用方面具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明獲得產(chǎn)物的X射線衍射圖譜，可以看出，根據(jù)本發(fā)明能夠得到鉬硅雜多酸。圖2是本發(fā)明制備的鉬硅雜多酸的宏觀形貌。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將廢舊二硅化鉬粉碎成2微米的粉末，然后置于電爐中在600°C下焙燒 10h，將焙燒后得到的粉末和去離子水按照重量比1 10配置成混合物漿體，接著加入固體NaOH，NaOH與粉末的質(zhì)量之比為0. 5，60°C磁力攪拌池，冷卻后過濾，將濾液倒入濃鹽酸中，濃鹽酸與溶液體積之比為1 8，攪拌均勻；將溶液放入水浴鍋中，在40°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；向溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三級萃取，前兩次靜置lOmin，最后一次靜置20min后分液，用正丁醇的飽和水溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得雜多酸產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物， 干燥得到鉬硅雜多酸。實(shí)施例2 將廢舊二硅化鉬粉碎成15微米的粉末，然后置于電爐中在400°C下焙燒8h，將焙燒后得到的粉末和去離子水按照重量比1 8配置成混合物漿體，接著加入固體NaOH，NaOH與粉末的質(zhì)量之比為0. 7，70°C磁力攪拌1.幾，冷卻后過濾，將濾液倒入濃鹽酸中，濃鹽酸與溶液體積之比為1 10，攪拌均勻；將溶液放入水浴鍋中，在60°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；向溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三級萃取，前兩次靜置15min，最后一次靜置25min后分液，用正丁醇的飽和水溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得雜多酸產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物，干燥得到鉬硅雜多酸。實(shí)施例3.將廢舊二硅化鉬粉碎成12微米的粉末，然后置于電爐中在500°C下焙燒4h，將焙燒后得到的粉末和去離子水按照重量比1 7配置成混合物漿體，接著加入固體NaOH，NaOH與粉末的質(zhì)量之比為0. 8，80°C磁力攪拌1.證，冷卻后過濾，將濾液倒入濃鹽酸中，濃鹽酸與溶液體積之比為1 12，攪拌均勻；將溶液放入水浴鍋中，在70°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；向溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三級萃取，前兩次靜置20min，最后一次靜置30min后分液，用正丁醇的飽和水溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得雜多酸產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物，干燥得到鉬硅雜多酸。實(shí)施例4.將廢舊二硅化鉬粉碎成9微米的粉末，然后置于電爐中在450°C下焙燒 6h，將焙燒后得到的粉末和去離子水按照重量比1 6配置成混合物漿體，接著加入固體 NaOH, NaOH與粉末的質(zhì)量之比為1.0，85°C磁力攪拌1.池，冷卻后過濾，將濾液倒入濃鹽酸中，濃鹽酸與溶液體積之比為1 13，攪拌均勻；將溶液放入水浴鍋中，在50°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；向溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三級萃取，前兩次靜置25min，最后一次靜置35min后分液，用正丁醇的飽和水溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得雜多酸產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物， 干燥得到鉬硅雜多酸。實(shí)施例5.將廢舊二硅化鉬粉碎成6微米的粉末，然后置于電爐中在550°C下焙燒幾，將焙燒后得到的粉末和去離子水按照重量比1 5配置成混合物漿體，接著加入固體NaOH，NaOH與粉末的質(zhì)量之比為1. 2，90°C磁力攪拌lh，冷卻后過濾，將濾液倒入濃鹽酸中，濃鹽酸與溶液體積之比為1 15，攪拌均勻；將溶液放入水浴鍋中，在80°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；向溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三級萃取，前兩次靜置30min，最后一次靜置40min后分液，用正丁醇的飽和水溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得雜多酸產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物， 干燥得到鉬硅雜多酸。
權(quán)利要求
1. 一種從廢舊二硅化鉬中回收鉬硅雜多酸的工藝，其特征在于；工藝步驟如下(1)將廢舊二硅化鉬粉碎成尺寸為2 15微米的粉末；(2)將粉碎后得到的物料轉(zhuǎn)入瓷舟，置于箱式電阻爐中焙燒，焙燒溫度為400 600°C， 焙燒時間為4 10h，獲得鉬和硅氧化物的混合物；(3)將氧化后得到的粉末和去離子水按照重量比1 10 1 5配置成混合物漿體；(4)向氧化后的粉末和去離子水的混合物漿體中加入固體Na0H，Na0H與粉末的質(zhì)量之比為0. 5 1. 2，60 90°C磁力攪拌1 池，冷卻后過濾，取過濾溶液；(5)預(yù)先在燒杯中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37.5%的濃鹽酸，濃鹽酸與溶液體積之比為 1 8 1 15，將溶液緩慢倒入濃鹽酸中，并進(jìn)行攪拌；(6)將步驟(5)的溶液放入水浴鍋中40 80°C加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾后取其溶液；(7)向步驟(6)的溶液中加入等體積的正丁醇進(jìn)行萃取，經(jīng)三次萃取，前兩次靜置10 30min，最后一次靜置20 40min后分液，分液后取上面正丁醇溶液；(8)將三次萃取后得到的正丁醇溶液混合，然后用正丁醇的飽和水溶液洗滌三次，將洗滌后的正丁醇溶液進(jìn)行減壓蒸餾，得到鉬硅雜多酸產(chǎn)物；(9)將鉬硅雜多酸產(chǎn)物再次用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物，干燥得到鉬硅雜多酸產(chǎn)物。
全文摘要
一種從廢舊二硅化鉬中回收鉬硅雜多酸的工藝，屬于固體廢物的回收利用技術(shù)領(lǐng)域。將廢舊二硅化鉬粉碎成粉末，然后把廢舊二硅化鉬粉末轉(zhuǎn)入瓷舟中，在一定溫度下焙燒，獲得鉬和硅的氧化物混合粉末，將氧化后的粉末和去離子水混合制成漿體；向漿體中加入固體NaOH，磁力攪拌，冷卻后過濾，將過濾后的溶液直接倒入鹽酸中進(jìn)行攪拌，然后放入水浴鍋中加熱，并不斷攪拌直至有硅膠析出，過濾硅膠，向?yàn)V液中加入正丁醇進(jìn)行萃取，并進(jìn)行減壓蒸餾，得到鉬硅雜多酸粗產(chǎn)物；用去離子水溶解后加入少量硝酸，過濾洗去殘余正丁醇有機(jī)物，干燥得到鉬硅雜多酸。優(yōu)點(diǎn)在于，可以實(shí)現(xiàn)廢舊二硅化鉬中鉬的再利用，節(jié)約了原材料，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。
文檔編號C01B33/00GK102557033SQ201210001369
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者習(xí)曉峰, 馮培忠, 劉炯天, 孫智, 沈承金, 王曉虹 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)