草酸溶解钨酸（H2WO4）的规律与机制研究：绿色冶金新策略

针对传统碱压煮钨冶炼工艺高成本、高污染问题，研究人员通过系统探究草酸（H2C2O4）溶解钨酸（H2WO4）的规律与机制，发现草酸可替代氢 peroxide（H2O2）形成可回收的钨配合物H2[WO3(C2O4)·H2O]，低温（25–35℃）下溶解效率达97%以上，为源头解决氨污染和开发绿色钨冶炼工艺提供理论支撑。

　　

钨作为战略金属在国防和工业中不可或缺，但传统碱压煮工艺面临高能耗、氨污染和“三废”难题。中国虽占全球70%钨资源，但白钨矿（CaWO₄）冶炼过程中氨氮废水治理成本高昂，现有替代工艺如磷酸铵分解法仍无法摆脱氨污染。更棘手的是，氢 peroxide（H₂O₂）提取法虽能绕过氨污染，却因H₂O₂高温易分解导致成本激增。如何实现绿色、低成本的钨冶炼转型？江西理工大学陈赞红团队在《BMC Chemistry》发表的研究给出了创新答案：利用草酸（H₂C₂O₄）的高稳定性和配位能力，开发出可循环的钨酸溶解新体系。

研究采用拉曼光谱（Raman）和电位滴定法解析溶解机制，通过调控草酸浓度（0.05–0.4 mol/L）、温度（25–65℃）和液固比（2:1–10:1 mL/g）探究溶解动力学。

机制解析
拉曼光谱在665 cm^-1处捕捉到O-W-O键特征峰，证实草酸电离的C₂O₄^2-取代钨酸中W-O键氧原子，形成1:1摩尔比的[WO₃(C₂O₄)·H₂O]^2-配合物（式8）。电位滴定显示溶液电导率突降点对应n(WO₃):n(C₂O₄^2-)=1:1，与Kalpakli报道一致。

溶解规律

• 浓度效应：0.3 mol/L草酸15分钟内溶解效率达100%，低浓度（0.05 mol/L）仅79.2%。
• 温度悖论：35℃时溶解效率优于25℃，但45℃以上配合物分解（式9），溶液浊度增加并析出H₂WO₄（XRD验证）。
• 液固比：8:1 mL/g时溶解完全，但过高比例增加试剂消耗。

残渣分析
SEM显示未溶颗粒呈5–35 μm多孔结构，XRD证实残留物为H₂WO₄·H₂O，表明草酸腐蚀性侵蚀促进溶解。

该研究颠覆了传统钨冶炼依赖氨体系的范式，首次阐明草酸-钨酸配合物的形成条件与热不稳定性机制。低温高效溶解（35℃达97.25%）与草酸150℃的高分解温度形成鲜明对比，使母液循环利用成为可能。相比氢 peroxide工艺，草酸试剂成本降低50%以上，且从源头消除氨氮污染。江西理工大学团队提出的“草酸溶解-热析钨酸”新路径，为全球钨冶炼绿色转型提供了关键技术支撑，被列为国家自然科学基金（52364046）重点推广成果。未来研究可进一步优化草酸再生工艺，推动工业化应用。