三氧化钨

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

三氧化钨

三氧化钨制备

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
  • 氧化剂存在下,仲钨酸铵热分解:
(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O

三氧化钨结构

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。

三氧化钨化学性质

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。

三氧化钨

三氧化钨用途

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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