三氧化钨(化学式:WO3)是钨(VI)的氧化物,是从钨矿制取单质钨工业的重要中间体。该冶炼过程涉及两步:第一步用碱处理钨矿,制得WO3,然后用碳或氢气还原三氧化钨,得到金属钨:
- WO3 + 3H2 → W + 3H2O
- 2WO3 + 3C → 2W + 3CO2
制备
三氧化钨可由很多方法制备:
- 先用钨酸钙与盐酸反应生成钨酸沉淀,然后钨酸高温分解成为三氧化钨和水。
-
- CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4
- H2WO4 → H2O + WO3
-
- (NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O
结构
三氧化钨的结构取决于温度:它在740 °C以上为四方晶系、330-740 °C为正交晶系、17-330 °C为单斜晶系、-50-17 °C为三斜晶系。单斜的结构最常见,其空间群为P21/n。
化学性质
三氧化钨的性质随制备条件的不同(速率和温度)而不同:低温下制得的三氧化钨较活泼,易溶于水;高温制得的三氧化钨则不溶于水。此外,若仲钨酸铵热分解时为还原性气氛,则产物为蓝色氧化钨(钨蓝,WO3-x),组分不定,主要是三氧化钨、铵盐和二氧化钨。
用还原剂,如锡还原钨酸盐溶液也可得到“钨蓝”,使整个溶液呈蓝色。
用途
除制取金属钨外,黄色的三氧化钨也可作为颜料,用在陶瓷和涂料中。使用红外线的非接触式车窗控制系统(Smart windows)中,也应用了三氧化钨。
|
牌号 |
WO3
(%,min.) |
杂质 (%,max. ) |
|
As |
Fe |
Ca |
(K+Na) |
Co |
Mg |
|
特殊 |
88.8 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.0005 |
0.0005 |
|
1st |
88.5 |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
0.002 |
0.001 |
0.0005 |
|
Mn |
Ni |
Si |
Ti |
Mo |
Cu |
V |
P |
|
0.0005 |
0.0005 |
0.002 |
0.0005 |
0.002 |
0.0005 |
0.0005 |
0.0007 |
|
-- |
0.0007 |
0.002 |
0.001 |
0.005 |
0.0007 |
0.001 |
0.0007 |
|
S |
Cr |
Al |
Sb |
Pb |
Sn |
Bi |
Cd |
|
0.0007 |
0.0003 |
0.0003 |
0.0002 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
|
0.0007 |
-- |
0.0005 |
0.0005 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
0.0001 |
|
牌号 |
点火损耗(%) |
表观密度(g/cm3) |
筛号 (mesh) |
|
特殊 |
11.2 |
2~2.4 |
-80,100% |
|
1st |
11.5 |
2~2.4 |
- |
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