CN101254949B - 辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其适用于生产金属钼粉的一种辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法，该方法通过两步法制备高纯氧化钼MoO ₃，第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉，第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；可以生产出高纯MoO ₃粉，同时本发明无SO ₂废气排放和回收问题；既减轻了排放又提高了资源综合效率。还可作为氢还原制备钼粉的原料，将能得到高纯度的钼粉，应用领域更广。

Description

辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其适用于生产金属钼粉的一种辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法。

背景技术

钼是我国重要的战略资源，资源非常丰富，总储量稳居世界第2位。钼主要消耗在钢铁行业，约占钼产品的70％～80％，其中各种结构合金钢消耗的钼占到钼消耗总量的43％～44％，不锈钢消耗的钼所占比例为22％～23％，工具钢及高速钢消耗的钼所占比例约为8％，铸钢及轧辊消耗量约占6％。几乎所有的钢材中都含有钼，其含量一般在0.1％～10％。这是因为钼作为合金添加剂，可以赋予钢材均匀的微晶结构，并改善钢铁的性能，如提高钢材的硬度，抗蠕变性能，特别是高温强度和韧性；提高钢材的耐腐蚀性能和耐磨性能；改善钢材的淬透性、焊接性和耐热性能等。

随着技术的发展，对金属钼粉的质量要求越来越高。这就要求生产金属钼粉的纯度越高越好。目前生产钼粉的主流程依然通过将辉钼矿(MoS₂)进行氧化焙烧，然后通过湿法冶金方法制备MoO₃，再通过氢气还原法生产钼粉。通过这种流程得到的中间产品MoO₃的纯度一般大于99.5％。

另一种方法是将焙烧后的氧化钼矿使用升华法制取MoO3，一般纯度可达到99.8％，这种方法对原料的要求非常高，特别是对易挥发的低熔点有色金属元素。

传统的辉钼矿氧化焙烧方法，在低温下将硫化钼氧化，生产氧化钼和SO₂，由于反应温度低，矿中的有色金属元素如Pb、Zn、Sb等依然留在焙烧后的氧化钼矿中。用化学方法，部分有色元素无法去除。升华法将MoO₃变成气态，部分有色金属元素进入气态MoO₃中。

上述两种方法，都需要将辉钼矿氧化焙烧，但过程中释放的二氧化硫对生态环境构成了极大威胁，虽然目前也能对尾气中二氧化硫进行无公害处理，但是存在工艺复杂、处理成本高、处理不彻底等问题。

发明内容

为解决现有生产钼粉在氧化焙烧过程中释放的二氧化硫对生态环境构成极大的威胁及制取工艺复杂、处理成本高昂的问题；本发明的目的在于提供一种辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法，可以得到高纯MoO3粉，同时本发明无SO2废气排放和回收问题；既减轻了排放又提高了资源综合效率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

所述的辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法，通过两步法制备高纯氧化钼MoO₃，第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉，第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；其步骤如下：

第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉

1)、首先将辉钼矿粉制备成球状或块状，粒度为5mm～15mm；

2)、对球团进行干燥；

3)、高温真空炉中制备金属钼，在高温真空法分解辉钼矿过程中，温度选为1300℃～2000℃时，真空度控制在0.01～100Pa，恒温时间控制在80-240min内；在真空分解同时通过先冷凝液化，再固化的方式回收硫磺；

4)、冷却后再将金属钼破碎至粉状，粒度小于＜0.5mm的粗钼粉；

第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；

1)、对粉状钼粉进行氧化焙烧，生成气态氧化钼MoO₃；粗钼粉的氧化焙烧过程中，温度控制在750℃～1300℃，恒温时间控制在15-25min内；

2)、通过冷凝得到固态高纯氧化钼MoO₃粉，纯度＞99.9％。

由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：

该辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法与传统辉钼矿氧化焙烧方法+氨溶+钼酸氨热解工艺相比，或氧化焙烧方法+升华法相比，具有如下优点：

(1)本发明无SO₂废气排放和回收问题，并可同时利用钼和硫两种资源，避免了钼精矿氧化焙烧所释放的SO₂综合处理负担和相关排放，既减轻了排放又提高了资源综合效率；

(2)本发明得到的MoO₃纯度可大于99.9％，优于辉钼矿氧化焙烧方法+氨溶+钼酸氨热解工艺或辉钼矿氧化焙烧方法+升华工艺所得产品的纯度。

(3)本发明对制备高纯MoO₃的原料要求低于辉钼矿氧化焙烧方法+氨溶+钼酸氨热解工艺或辉钼矿氧化焙烧方法+升华工艺。

本发明生产出来的高纯MoO3，可作为氢还原制备钼粉的原料，将能得到高纯度的钼粉，应用领域更广。本发明可以得到高纯MoO3粉，同时本发明无SO2废气排放和回收问题。

附图说明

图1是制备高纯氧化钼的工艺流程图；

具体实施方式

如图1所示：该辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法，通过两步法制备高纯氧化钼MoO₃，第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉，第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；为了制备高纯MoO₃，必须提高辉钼矿的品位，尽量减少其中的有色金属元素含量。通过高温真空炉去除易挥发的有色金属元素，如Pb、Zn、As、Sb等，同时也去除其中的硫含量，但是矿粉中的石墨、Cu、Fe、SiO₂、CaO等通过真空法无法去除。因此，本发明的第二步是将粗钼粉进行氧化，由于MoO₃极易气化，通过这种方法，很容易去除石墨、Cu、Fe、SiO₂、CaO等杂质。(见表一)

表1辉钼矿的化学成分/wt％

Mo	SiO<sub>2</sub>	As	Sn	P	Cu	Pb	CaO	Fe
									47	11.0	0.06	0.05	0.04	0.26	0.31	2.50	0.95

其工艺流程如下：

第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉；

1)、首先将辉钼矿粉制备成球状或块状，粒度为5mm～15mm；由于在真空分解过程中产生大量气体，如果粉体粒度太小，很容易被真空内气流夹带，因此，本发明还需将辉钼矿粉造成球状或块状，目前的圆盘造球机或滚筒造球机均能制造出本发明所需的球团。

2)、对球团进行干燥；

3)、高温真空炉中制备金属钼，根据试验，高温真空炉分解辉钼矿过程中，温度选为1300℃～2000℃时，分解速度很快、残余硫含量和低熔点易挥发杂质非常低，反应时间控制在80-240min内。温度过低，反应时间延长、温度过高，对耐火材料要求高，研究表明真空度控制在0.01～100Pa，能够取得非常好的脱硫和去除低熔点易挥发杂质效果，炉内压力高于100Pa，分解变慢，炉内压力低于0.01Pa，高温下耐火材料不好选择。在高温真空法分解辉钼矿过程中，温度选为1300℃～2000℃时，真空度控制在0.01～100Pa，恒温时间控制在80-240min内；在真空分解的同时高温真空分解产生的硫蒸气，通过先液化再固化的方式回收硫磺；这种方法可得到大块的硫磺，避免直接固化容易引发自燃或爆炸的危险。

4)、冷却后再将金属钼破碎至粉状，粒度小于＜0.5mm的粗钼粉；

第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；

1)、对粉状钼粉进行氧化焙烧，生成气态氧化钼MoO₃；粗钼粉的氧化焙烧过程中，根据试验，粗钼粉的氧化焙烧过程中，温度控制在750℃～1300℃比较适宜，温度低于750℃，MoO₃的升华速度慢，温度过高，铜、铁、硅等杂质元素有可能蒸发进入气态。恒温时间控制在15-25min内；

2)、通过冷凝得到固态高纯氧化钼MoO₃粉，纯度＞99.9％。

实施是在真空感应炉中进行，首先将辉钼矿粉通过滚筒造球机将辉钼矿造球，粒度约为5mm～15mm，然后对球团进行干燥；将干燥的球团送入高温真空炉，真空分解后得到的球体经过冷却后，再通过破碎得到粒度小于＜0.5mm的粗钼粉，在真空分解同时通过先冷凝液化再固化的方式回收硫磺；然后将粗钼粉送入氧化焙烧装置上进行钼的氧化与升华，升华后的气态氧化钼经过冷凝后得到高纯度的固态氧化钼，其纯度超过99.9％；实施参数与结果见表2。

        表2本发明实施例工艺条件与结果

从表2可见，高温真空炉对温度和真空度也有要求，温度越高，所需真空度降低，时间也相应缩短。温度低于1300℃，硫化钼的分解速度过慢；温度高于2000℃，对耐材质量要求严格，并且寿命短，因此，本发明所需高温真空炉的温度范围为1300℃～2000℃。对高温真空室的真空度要求是0.01Pa～100Pa，在高温恒温80-240分钟内之内，基本上将辉钼矿中的硫去除。

Claims (1)

1.一种辉钼矿真空分解制备高纯氧化钼的方法，其特征在于：通过两步法制备高纯氧化钼MoO₃，第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉，第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；其步骤如下：

第一步先制备有色金属杂质和硫S含量极低的钼粉；

1)、首先将辉钼矿粉制备成球状或块状，粒度为5mm～15mm；

2)、对球团进行干燥；

3)、高温真空炉中制备金属钼，在高温真空法分解辉钼矿过程中，温度选为1300℃～2000℃时，真空度控制在0.01～100Pa，恒温时间控制在80-240min内；在真空分解的同时高温真空分解产生的硫蒸气，通过先冷凝液化再固化的方式回收硫磺；

4)、冷却后再将金属钼破碎至粉状，粒度小于＜0.5mm的粗钼粉；

第二步通过氧化法将钼粉氧化成高纯氧化钼；

1)、对粉状钼粉进行氧化焙烧，生成气态氧化钼MoO₃；粗钼粉的氧化焙烧过程中，温度控制在750℃～1300℃，恒温时间控制在15-25min内；

2)、通过冷凝得到固态高纯氧化钼MoO₃粉，纯度＞99.9％。

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