Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

Навески реагентов для синтеза вольфрамата кальция CaWO 4 составляли 26 г СаС0 3 и 60 г WO3, для Ca 3 W06 - соответственно 78 и 60 г. Исходные компоненты смешивали как на воздухе, так и в водной среде (соотношение Т:Ж=1:1, время перемешивания 5-12 ч). После смешивания в водной среде полученную в виде пасты шихту сушили при температуре 100°С. Оба вида шихты прессовали в таблетки диаметром 38 мм. Первое спекание проводили в муфельной печи при температуре 800°С в течение 4 ч. Благодаря хорошему перемешиванию уже после первого спекания в шихте отсутствовал оксид вольфрама, а количество соединения Ca 3 W 0 6 находилось в пределах 50-60%, что позволило последующие спекания проводить при более высокой температуре. Для увеличения доли основного вещества шихту подвергали повторному спеканию. Результаты представлены в табл. 2 . Таблица 2. Характеристики продуктов синтеза вольфраматов кальция Соединение № № Среда Условия спекания Состав, об. % п/п спекания Т, ° С т, ч Ca3W06 CaW04 -3 г-см CaW04 1 1 - 800 4 - 1 0 0 1 .1 2 1 Н 2 О 800 4 - 1 0 0 1 .2 1 1 800 4 60 40 - 2 900 4 90 1 0 1 .0 1 800 4 50 50 0 . 8 2 2 Н 2 О 900 4 70 30 0.9 Ca3W06 3 1 2 0 0 1 1 0 0 - 1 .0 1 800 4 50 50 1 .0 3 2 Н 2 О 900 6 80 2 0 1 .0 3 1 1 0 0 2 95 5 1 .0 3н 1 1 0 0 2 92 8 0.9 Примечание. Индекс «н» - спекание насыпью. Видно, что смешивание в водной среде не улучшило качество получаемого продукта. Спекание спрессованной шихты и спекание насыпью дает близкие результаты (опыт № 3). Поэтому в дальнейшем можно повторное спекание проводить насыпью. Навески реагентов для синтеза MgW0 4 при смешивании в шаровой мельнице составляли 60 г W 0 3 и 11 г MgO (опыты № 1-3) или 26 г основного карбоната магния Mg 5 (C 0 3 ) 4 ( 0 Н) 2 (Н 2 0 ) 4 (опыт № 4). Процесс осуществляли в водной среде (опыты № 1, 2, 4) и на воздухе (опыт № 3) Температура спекания таблеток 800°С. Характеристики полученных продуктов представлены в табл.3. Таблица 3. Характеристики продуктов синтеза вольфрамата магния № п/п № спекания Время, ч Состав, % -3 г-см перемешивания спекания MgW04 W03 1 1 6 4 70 30 1 .1 2 1 6 4 90 1 0 1.3 2 6 6 96 4 1.5 3 1 1 2 4 1 0 0 - 1 .2 4 1 6 4 1 0 0 - 0 . 8 Использование карбонатов кальция и магния в качестве исходного соединения для синтеза вольфраматов не привело к увеличению содержания углерода в конечном продукте, так как карбонаты при температуре синтеза разлагаются с образованием оксидов и углекислого газа. Для получения больших порций шихты была исследована возможность с использованием смесителя турбулентного «С 2.0» с объемом стакана 1 л. Смешивание осуществляли в водной среде при Т:Ж=1:1, частота вращения 40 Гц, время перемешивания - 4 ч. Навеска оксида вольфрама составляла 240 г, карбоната кальция - 312 г, основного карбоната магния - 104 г. После завершения процесса перемешивания шихту сушили при 100°С, загружали в корундовый тигель, уплотняли вручную и спекали в муфельной печи при 800°С в течение 4 ч. После первого спекания, в отличие от спекания таблеток из шихты, полученной смешиванием в шаровой мельнице, в продукте синтеза вольфрамата кальция было всего 10% Ca 3 W 0 6 и осталось около 40% WO3. Только после третьего спекания в шихте не обнаружен W 03. При этом синтезированный продукт представлял собой смесь вольфраматов Ca 3 W0 6 и CaW0 4 (табл.4). Насыпная плотность продукта 0.7 гсм -3. Как свидетельствуют данные табл.4, вольфрамат магния при таком способе перемешивания и спекании насыпью был получен за три стадии спекания-размола. Насыпная плотность продукта составила 1.6 гсм -3, что в 2 раза выше насыпной плотности MgW04, полученного спеканием таблеток при температуре 800°С. Увеличение плотности полученного материала означает, что спекание шихты при температуре 900°С протекает значительно интенсивней, что и позволило получить однофазный продукт. 428