7631-95-0 / 鉬酸鈉

【背景及概況】^[1][2]

鉬酸鈉是最重要的鉬酸鹽類之一，用于染料、鉬紅顏料、耐曬色沉淀劑等制造的原料； 用于磷鉬酸、磷鉬酸鈉、鉬酸鹽、含鉬催化劑、無公害型工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的金屬腐蝕抑制劑、阻燃劑等的制造；還用作生物堿等的分析試劑、鍍鋅、磨光劑、動植物必需的微量成分。鉬酸鈉對環(huán)境污染程度低，是目前應(yīng)用較多的一種新型水處理劑。為獲得較好緩釋效果，鉬酸鈉常與聚磷酸鹽、葡萄糖酸鹽、鋅鹽、苯并三氮唑復(fù)配使用，減少使用量，提高緩蝕效果，復(fù)配后鉬酸鈉用量由200～500 mg /L 下降至4～6 mg /L。鉬酸鈉成膜過程中，必須要有溶解氧存在，無需鈣離子或其他二價金屬離子。鉬酸鈉熱穩(wěn)定性高，用于熱流密度高及局部過熱的循環(huán)水系統(tǒng)。鉬酸鈉和重金屬鹽反應(yīng)生成沉淀； BaMoO₄、FeMoO₄、CuMoO₄、Ag₂MoO₄、PbMoO4等。國內(nèi)鉬酸鈉主要以低品位鉬礦、廢鉬酸鹽渣、非標(biāo)準(zhǔn)三氧化鉬和廢鉬粉等為原料制取。主要生產(chǎn)公司或企業(yè)有江蘇東臺峰峰鎢鉬制品有限公司、金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司、吉林冶煉廠、上海膠體化工廠、天津四方化工有限公司、株洲硬質(zhì)合金有限公司、浙江青田鎢鉬化工有限公司、安慶月山銅礦冶金化工廠、洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司等。

【理化性質(zhì)】^[2]

鉬酸鈉種類繁多，名稱比較復(fù)雜，文獻(xiàn)上的稱謂比較混亂。如果不做特別說明，一般即為二水正鉬酸鈉或無水正鉬酸鈉。鉬酸鈉為白色有光澤的結(jié)晶粉末或菱形小塊、片狀結(jié)晶。CAS 名稱molybdenum sodium oxide登錄號12680-49-8。二水正鉬酸鈉分子式Na₂MoO₄·2H₂O，CAS 登錄號10102-40-6，分子量241.95，相對密度( d184 )3.28，熔點100 ℃；無水正鉬酸鈉CAS 登錄號7631-95-0，分子量205.92，相對密度( d254 ) 2.37，熔點687 ℃。易溶于水，不溶于酮。25 ℃時5%水溶液呈弱堿性，pH值9.0～10.0) 。當(dāng)Na2O∶MoO3＞1 時，從溶液中結(jié)晶出鉬酸鈉。在25～100 ℃范圍內(nèi)，析出含2 個結(jié)晶水的鉬酸鈉；低于0 ℃時，則含10 個結(jié)晶水。二水鉬酸鈉加熱到100 ℃或較長時間加熱時失去2 個結(jié)晶水變成無水物。無水物有α、β、γ、δ4 種晶型，各種晶型轉(zhuǎn)變溫度如下：

【制備】^[2]

1. 鉬酸銨液堿法：以鉬酸銨和液堿為原料制備鉬酸鈉，反應(yīng)式為：

利用四鉬酸銨不溶于水，其他質(zhì)鹽溶于水的特性，將工業(yè)四鉬酸銨用去離子水洗去雜質(zhì)后，與氫氧化鈉反應(yīng)生成鉬酸鈉，加熱驅(qū)除產(chǎn)生的氨，冷卻、重結(jié)晶得試劑鉬酸鈉。該工藝流程短，設(shè)備簡單，操作方便，鉬回收率95%～96%。

2. 焙燒液堿法：以液堿、輝鉬礦為原料制備鉬酸鈉，反應(yīng)式為：

將60～80 目輝鉬礦粉放入焙燒爐于500～550 ℃氧化焙燒5～8 h，生成三氧化鉬。用3%的工業(yè)氫氧化鈉于80 ℃左右攪拌浸取約40 min 得粗鉬酸鈉溶液。過濾分離，反復(fù)用水洗滌濾渣至可溶性鉬含量＜1%。為除去粗鉬酸鈉溶液中大量硅的雜質(zhì)，需在不斷攪拌下于85～90 ℃加入鹽酸，使溶液pH 值為8 左右，再加入少量氯化鎂溶液除去磷。澄清過濾，濾液在80～90 ℃用活性炭或在常溫下加入少量雙氧水脫色。然后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、離心分離，于70～80 ℃干燥得二水鉬酸鈉，或100 ℃干燥得無水鉬酸鈉。

3. 氧化鉬液堿法：以氧化鉬、液堿為原料制備鉬酸鈉，反應(yīng)式為：

4. 純堿硝石燒結(jié)法：以輝鉬礦、純堿、硝石為原料制備鉬酸鈉，反應(yīng)式為：

將輝鉬礦、純堿和硝石按70∶40∶4比例℃焙燒1.5 h。當(dāng)物料變成松散的棕褐色粉末時即可出料，按固液比1∶2左右加水浸取，不斷攪拌，控制溫度95 ℃以上，浸取時間30 ～40 min，形成鉬酸鈉溶液。過濾，濾渣用沸水洗滌，洗液返回浸取。其他工序與焙燒液堿法相同。該法適用于以低品位鉬礦、浸出渣、尾礦為原料提取鉬酸鈉，加入少量液堿浸取效果更好。

5. 堿濕法：堿濕法是以鉬精礦、次氯酸鈉、氫氧化鈉為原料制備鉬酸鈉。反應(yīng)式為；

低品位鉬精礦在低于40 ℃，用30 g /L 次氯酸鈉和20～30 g /L 游離堿氧化得低濃度鉬酸鈉，選用特種離子交換樹脂從輝鉬礦氧化浸出懸浮液直接吸附Mo、Re 等，然后進(jìn)行提純，利于固液分離導(dǎo)致的設(shè)備投資大、操作費(fèi)用高等問題的解決。

6. 硝酸分解堿液中和法/酸濕法：硝酸分解堿液中和法以硝酸、鉬精礦、氫氧化鈉為原料制備鉬酸鈉，反應(yīng)式為；

7. 液堿加壓浸出法：液堿加壓浸出法是在高壓釜中，將鉬精礦加水制漿，并加入理論量的氫氧化鈉或碳酸鈉，于150～160 ℃，2 .0～2.5 MPa 壓力下反應(yīng)，反應(yīng)完成后，98%的鉬以鉬酸鈉形式進(jìn)入溶液。其他工序與焙燒液堿法相同：

【應(yīng)用】^[1][3]

1. 緩蝕劑

鉬酸鈉作緩蝕劑在汽車發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用最早，起初是單獨(dú)使用， 目前主要與硝酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽、膦酸胺、膦基聚羰酸鹽、聚丙烯酸鹽、羥基苯甲酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、己二酸鹽、苯比三唑、苯三唑、巰基苯比三唑和葡庚糖酸鈉等合用。在乙二醇中， 鉬酸鈉的濃度通常為0 .1 %～0 .2 %。在這一水平上， 可保持冷卻水系統(tǒng)的鋼件、鋁件、銅件和焊接劑等多種金屬的緩蝕。它可防止鋁汽缸蓋的熱輸送腐蝕， 也可防止鑄鋁水泵的空化腐蝕和鋁散熱器的點蝕。此外鉬酸鈉對低鋁或高鉛焊料有緩蝕作用。

2. 清洗劑

德國一家清洗業(yè)推出一種環(huán)境之友餐洗液， 與其它清洗液不同， 該清洗液含300 mg/L 鉬酸鈉或鉬酸鉀。該清洗液配方是45 %檸檬酸鈉、5 %碳酸鈉、31 %碳酸氫鈉、1 %蛋白酶和淀粉酶、2 %表面活性劑、10 %的過硼酸鈉、4 %EDTA、其余加250 μg/ L 的鉬酸鈉。該餐洗液即囊括了洗滌劑、油脂分解劑、蛋白分解劑、水軟化劑、氧化劑、消毒劑和漂白劑。其中300 μg/ L 的鉬酸鹽對清洗作用產(chǎn)生重大影響。如不加鉬酸鈉，只含上述七種組分時，其洗凈指數(shù)僅為4，而加微量鉬酸鈉時， 對碗碟等的洗凈指數(shù)為10。但加入124mg/L鉬酸鈉或177 μg/ L 鎢酸鉀時，其洗凈指數(shù)均降至8。

3. 漂白脫木素

用硫酸鹽所制得的化學(xué)紙漿， 傳統(tǒng)的脫木素是用過氧化氫。最近發(fā)展為用少量鉬酸鈉來促進(jìn)化學(xué)低漿的漂白和脫木素，這種方法完全可用于ECF，漂白系統(tǒng)。這種方法較單一，用過氧化氫效果要好，可明顯減少過氧化氫的用量，加快漂白與脫木素的時間，此外紙漿中的鐵、錳等雜質(zhì)也可從硫酸鹽紙漿中除去。該法可用于生產(chǎn)包裝紙、高級紙張等。

4. 潤滑劑

在制備多功能潤滑劑添加劑時，如二烷基二硫代磷酸鉬、二烷基二硫代氨基甲酸鉬、二芳基二硫代磷酸鉬、二烷基二硫代磷酸鉬鋅等均使鉬酸鈉。將鉬酸鈉-堿土金屬磺酸鹽分散在發(fā)動機(jī)潤滑油中可改善發(fā)動機(jī)潤滑油的防銹性與抗磨性。在生產(chǎn)二異辛基二硫代磷酸鉬時，生產(chǎn)1 t，約消耗鉬酸鈉180～220 kg。日本鋼管公司新研制的拔管用潤滑劑中每100 kg 潤滑劑約用1 kg 鉬酸鈉。由1 mol 石膏與1 mol 鉬酸鈉復(fù)配白色膠體用作高級螺絲的耐高溫潤滑劑。一種專為金屬滑動部件潤滑的表面處理劑由硫脲、鉬酸鈉和少量磷酸氫鹽組成。一種專門為冷軋金屬材料用的聚合固體潤滑劑中， 由于引入了仲鉬酸銨明顯地防止?jié)L體的腐蝕。在不易燃、無污染的熱煅潤滑劑中用鉬酸鈉、硼酸鈉、重碳酸鹽、石墨新型潤滑劑。還有一種拉拔金屬用潤滑劑新配方是由生石灰、皂類、檸檬酸、鉬酸鈉和水組成，這種潤滑劑既可保護(hù)金屬不受腐蝕，又具有良好的潤滑性。

5. 其它方面的應(yīng)用

在Li -MnO₂電池的電解液中，加鉬酸鈉可使不銹鋼陰極得到保護(hù)。在易拉罐工業(yè)、制動襯帶生產(chǎn)、沸騰水、研磨漿料、石油天然鉆井、金屬-非金屬玻璃以及制備各類鉬酸鹽也用鉬酸鈉。總之鉬酸鈉的應(yīng)用前景十分廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 張亨. 鉬酸鈉的生產(chǎn)研究進(jìn)展[J]. 中國鉬業(yè), 2014, 38(6): 1-6.

[2] 董允杰. 國內(nèi)外鉬酸鈉應(yīng)用和產(chǎn)耗概況[J]. 中國鉬業(yè), 2003, 27(6): 25-27.

[3] 張文鉦. 鉬酸鈉應(yīng)用前景展望[J]. 中國鉬業(yè), 2000, 24(4): 7-9.