偏鎢酸銨的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種使用反滲透池生產偏鎢酸銨的方法，以及一種用于實施本發明專利技術方法的設備。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】偏鎢酸銨的制備方法
本專利技術涉及一種利用反滲透池生產偏鎢酸銨的方法，以及一種實施本專利技術方法的設備。
技術介紹
此外，偏鎢酸銨(AMW)被用于生產催化劑。生產偏鎢酸銨有多種方法，可分為固態和液態的物質轉化。通常，固態物質轉化涉及仲鎢酸銨(APW)的熱降解過程，而液相轉化涉及仲鎢酸銨通過酸化降解為偏鎢酸銨。DE3743267涉及一種通過在150至400℃的溫度下將仲鎢酸銨在焙燒聚合體中退火，并隨后用水浸洗所獲得的焙燒產品，從而制備點火損失為5.6至5.9％(重量百分比)的偏鎢酸銨的方法，其中，為了獲得所需的點火損失，還可以按比例將點火損失小于5.6％(重量百分比)的焙燒產品和點火損失大于5.9％(重量百分比)的焙燒產品混合在一起，使混合物的點火損失處于所要求的范圍，從而獲得高產量。EP0193171公開了一種由仲鎢酸銨制備偏鎢酸銨的方法，該方法包括在200至400℃的溫度下加熱仲鎢酸銨，將加熱后的仲鎢酸銨溶解在水中，形成偏鎢酸銨的水溶液，蒸發偏鎢酸銨溶液以形成偏鎢酸銨濃縮溶液，從偏鎢酸銨濃縮溶液中分離出不溶性物質，并從偏鎢酸銨濃縮溶液中結晶出偏鎢酸銨。US7,794,686描述了一種制備偏鎢酸銨的方法，它包括制備固體仲鎢酸銨和水的混合物。混合物與陽離子交換材料接觸，使混合物的pH值降低到偏鎢酸銨離子穩定和防止形成不溶性鎢酸的范圍。然后將該混合物保持在該pH值，直到相當一部分仲鎢酸銨轉化為偏鎢酸銨溶液。由于所使用的離子交換器必須用酸進行再生，而且所產生的銨鹽溶液不能簡單地排放到排水渠中，而是必須循環使用，因此在工業規模上實施這一過程是非常復雜的。EP0200170描述了一種由仲鎢酸銨制備偏鎢酸銨的方法，該方法包括在275至300℃的溫度下焙燒仲鎢酸銨并形成漿液。將漿液蒸發至原體積的20％，得到濃縮的偏鎢酸銨溶液，從中分離出不溶性物質。作為最后一步，所述方法包括從濃縮的偏鎢酸銨溶液中結晶出偏鎢酸銨。在所述的過程中，在低于12g/L的極低濃度下，浸洗焙燒材料來獲得高的總產量是特別有利的。這些已知的生產偏鎢酸銨的方法的共同點是，由于需要蒸發步驟，它們只能在消耗大量的能量下進行。因此，在當前為改善制造過程的可持續性而進行努力的背景下，需要一種能量消耗較少的偏鎢酸銨制造工藝。在制備各種鎢酸鹽化合物的過程中，已經描述了一些替代的濃縮方法。例如，US5,178,848公開了一種制備偏鎢酸鋰的工藝，其中用陽離子萃取劑處理單鎢酸鋰的水溶液，使溶液的pH值降低到3.5至5.0，以獲得偏鎢酸鋰的稀溶液。在隨后的步驟中，通過去除水來濃縮稀釋后的溶液，建議采用加熱蒸發、真空處理、真空加熱、反滲透或這些方法的組合來實現這一目的。通過用膠體三氧化鎢對鎢酸鋰溶液進行飽和處理，可以防止不需要的仲鎢酸鋰的形成。J-Q.Liu等人在他們的論文《利用中和-納濾-結晶的耦合過程制備純偏鎢酸銨(AMT)的新方法研究》中，發表在《膜科學雜志》240(2004)1-9上，描述了一個制備偏鎢酸銨的過程，其中使用納濾濃縮偏鎢酸銨水溶液。鎢酸鹽的同多陰離子性質意味著不同的金屬鹽具有根本不同的特性，因此，在生產一種金屬鹽中獲得的經驗和知識只能在非常有限的程度上用于生產其他金屬鹽。因此，本專利技術的目的是提供一種生產偏鎢酸銨的工藝，它替代了傳統的方法，并降低了特定的能源消耗。令人驚訝的是，人們發現可以通過在制備偏鎢酸銨的過程中使用反滲透池濃縮偏鎢酸銨溶液來完成這個任務。因此，本專利技術的第一個主題是一種生產偏鎢酸銨的方法，其中偏鎢酸銨水溶液(A)通過至少一個反滲透池，得到濃縮液(K)和滲透液(P)。令人驚訝的是，已經表明，通過使用反滲透池，可以獲得高濃度的偏鎢酸銨溶液，而不會因為各種同多鎢酸陰離子的不同滲透率造成的平衡移動而造成膜的堵塞。因此，這種方法省去了能源密集型蒸發步驟，而這是在傳統方法中制備偏鎢酸銨的重要組成部分。此外，通過消除偏鎢酸銨生產中的蒸發步驟，還可以消除偏鎢酸銨生產中的主要瓶頸，這樣不僅減少了特定的能源需求，而且還可以通過縮短生產時間來提高生產能力和降低生產成本。通過減少能源需求，可以同時減少二氧化碳排放，這直接促進了制造過程的可持續性。反滲透池的使用對于技術人員來說通常是已知的。例如，WO2004/099087描述了一種處理含硝酸鹽廢水的方法，其中廢水通過至少一個反滲透和/或電滲析電池，經過初步清洗以去除固體或懸浮物并分離堿土和重金屬離子，通過沉淀和離子交換以及在低pH值下排出二氧化碳。在這個過程中，濃度高達200g/L的NaNO3最好是通過反滲透的方式在多級逆流過程中獲得。在本專利技術的背景下，現在首次發現反滲透不僅可以應用于水溶液中的簡單無機鹽，還可以應用于形成同多陰離子的金屬，其中不同物質之間存在部分復雜的平衡，該平衡不能被可能發生的膜選擇性離子滲透所干擾。在大多數情況下，簡單的鹽類，如NaCl、NaNO3、Na2SO4、NH4Cl、NH4NO3或(NH4)2SO4，溶解于水形成簡單的離子。這些離子的存在與溶液的濃度或pH值無關。形成復雜的同多陰離子的元素的情況則不同，這些元素包括釩、鈮、鉭和鉬，以及特別是鎢。一般來說，從單體的WO42-開始，同多鎢酸的形成是按照以下公式表示的：pH++qWO42-＝[Hp-2rWqO4q-r](2q-p)-+rH2O所發生的平衡取決于溶液的pH值、濃度和溫度。由于復雜的相互關系，因此以前顯然認為，由于離子選擇的滲透性，與同多金屬化合物有關，使用反滲透池會導致不需要的化合物在電池中局部沉淀，如鎢酸或仲鎢酸銨。本專利技術克服了這種偏見。令人驚訝的是，在本專利技術的背景下，與現有技術的關注相反，沒有觀察到所使用的膜的沉淀或堵塞。根據本專利技術的方法范圍，已經發現使用高壓反滲透池是特別有利的。因此，根據專利技術方法的實施方案是優選的，其中反滲透是在高壓反滲透池中進行的，優選是在50bar以上的壓力下，優選90bar以上，更優選100bar以上，特別是120bar以上，尤其是150bar以上。根據本專利技術的方法還具有以下優點，即它可以適用于從仲鎢酸銨開始獲得偏鎢酸銨的傳統方法。因此，優選一個實施方案，其中偏鎢酸銨水溶液(A)是通過煅燒仲鎢酸銨的四水合物和水浸洗煅燒產物得到的。為了從偏鎢酸銨水溶液(A)中分離固體和懸浮物，可以進行過濾步驟。因此，在一個根據專利技術方法的優選實施方案中，在進行反滲透之前，溶液(A)要經過過濾步驟。通過在根據本專利技術的方法中使用反滲透池，不再需要通常為生產高濃度偏鎢酸銨溶液而需要的能量密集型蒸發步驟。通過反滲透產生的偏鎢酸銨濃縮溶液的能耗大大降低，在進一步的加工過程中可以從中分離出所需的產品，其中能耗節省10％以上。因此，在一個優選的實施方案中，偏鎢酸銨是通過冷卻反滲透后得到的濃縮液(K)獲得的。對于較低的質量要求，也有可能獲得偏鎢酸銨，例如通過噴霧干燥得到反滲透濃縮溶液。根據本專利技術的方法尤其是以其能源效率和相關的可持續性為特點。這也反映在過程控制中。因此，優選的實施方案是將獲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種偏鎢酸銨(AMW)的制備方法，其特征在于，偏鎢酸銨水溶液(A)通過至少一個反滲透池，得到濃縮液(K)和滲透液(P)。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20181219 EP 18213826.31.一種偏鎢酸銨(AMW)的制備方法，其特征在于，偏鎢酸銨水溶液(A)通過至少一個反滲透池，得到濃縮液(K)和滲透液(P)。


2.根據權利要求1的方法，其特征在于，至少一個反滲透是在高壓反滲透池中進行的，優選在50bar以上的壓力下，優選90bar以上，更優選100bar以上，尤其是120bar以上，尤其是150bar以上。


3.根據前述一項或多項權利要求的方法，其特征在于，所述偏鎢酸銨水溶液(A)是通過煅燒仲鎢酸銨的四水合物和水浸洗煅燒產物得到的。


4.根據前述一項或多項權利要求的方法，其特征在于，在進行反滲透之前，所述溶液(A)經過過濾步驟。


5.根據前述一項或多項權利要求的方法，其特征在于，所述偏鎢酸銨是通過冷卻濃縮液(K)獲得的。


6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所獲得的滲透液被回收到工藝循環中。


7.根據前述一項或多項權利要求的方法，其特征在于，所述方法是連續操作...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱莉婭·米斯·馬克特舍費爾，阿爾明·奧爾布里希，安雅·魏蘭，弗朗克·范德皮滕，蒂諾·佐伊伯利希，托比亞斯·施羅爾，于爾根·米勒，
申請(專利權)人：HC施塔克鎢業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE