CN106435648A - 一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法 - Google Patents

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Abstract

一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，属于材料制备领域。本发明采用钼精矿作为原料，在1200℃‑1600℃的高温，惰性气体保护下，用钼电极作为阴极，石墨电极或惰性电极作为阳极，电解熔融态钼精矿，在阴极产生金属钼并富集，阳极产生二硫化碳(阳极极若为石墨电极)或硫蒸汽(阳极极若为惰性电极)。本发明制备出较纯的金属钼，另外制备出了二硫化碳蒸汽或硫蒸汽，经冷凝后收集。本发明无污染气体二氧化硫生成和其他污染物生成，将钼精矿中的硫资源直接转化成有价值的二硫化碳或硫，有利于节能环保，既减轻了二氧化硫的排放又提高了资源的综合利用效率。

Description

一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，公开了一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，具体涉及了一种以钼精矿为原料，在高温下熔融态时电解制备金属钼、硫和二硫化碳的方法。
背景技术
钼是我国重要的战略资源，凭借其熔点、强度和弹性模量高，膨胀系数小，蒸汽压低，蒸发速度小，导电、导热性能良好及抗腐蚀性能优越等优点，在冶金工业、电子工业、宇航工业、化学工业及农业等、在核工业等高温、高压、高腐蚀领域有着广泛的应用和良好的前景。
目前工业化生产钼粉主要采用传统的制备工艺，辉钼矿经过选矿后得到钼精矿，钼精矿经过氧化焙烧后得到工业三氧化钼，工业三氧化钼经过氨浸、净化、酸沉、烘干等一系列化学处理过程得到钼酸铵，然后钼酸铵再经氧化焙烧得到纯三氧化钼，三氧化钼经两段氢气还原制得纯金属钼。采用传统工艺，一方面钼精矿需要氧化焙烧，会产生大量低浓度的污染气体二氧化硫，且用于制酸难度大，回收成本高，另一方面，传统工艺工艺复杂、流程长、设备多、成本高、金属直收率低且能耗高，三废处理难。
钼精矿的主要成分为二硫化钼，其中二硫化钼的纯度可高达94％。二硫化钼在熔融状态下是离子导体，熔体中含有大量Mo4+和S2-(MoS2＝Mo4++2S2-)，具有良好的导电性。当插入电极时，Mo4+会在阴极得电子生成金属钼(Mo4++4e-＝Mo)，而S2-会在阳极失电子生成硫蒸汽，当阴极为石墨电极时硫蒸汽与石墨反应生成二硫化碳。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，所要解决的问题是现有工艺制备金属钼过程中产生二氧化硫污染气体、生产工艺复杂、流程长、污染大等问题，提供一种钼精矿中钼资源和硫资源利用的新途径，提供一种制备金属钼的同时将钼精矿中的硫转化成有价值的硫和二硫化碳的方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，本发明以钼精矿作为原料，在1200℃-1600℃的高温，惰性气体保护下，用钼电极作为阴极，石墨电极或惰性电极作为阳极，电解熔融态钼精矿，在阴极产生金属钼并富集，阳极产生二硫化碳(阳极若为石墨电极)或硫蒸汽(阳极若为惰性电极)。
本发明的优选方案为，包括以下制备步骤：
(1)在惰性气体的保护下，将钼精矿置于高温炉中，在1200℃-1600℃保温至钼精矿充分熔化。
(2)向(1)中的熔融的钼精矿中插入钼阴极和石墨阳极或惰性阳极，通入直流电电解1-10小时。
(3)电解结束，降温，在钼阴极收集得到电解出的金属钼。
本发明所述的步骤(2)的电解过程中阳极电解出的硫蒸汽，经过冷凝的方式回收，阳极电解出的二硫化碳，经冷凝液化回收，液化温度为0-35℃。
本发明所述钼精矿可以由二硫化钼替代。
所述的阴极材质为钼，放入方式可以为高温下钼精矿融化后插入，或者是以升温前，置于钼精矿底部即电解池底部。
所述的阳极材质为石墨或者是惰性电极，放入方式为高温钼精矿融化后插入。
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明直接采用钼精矿作为原料，可以充分利用我国的钼矿资源，原料成本低。
(2)本发明直接利用了钼精矿中钼资源和硫资源，不产生污染气体二氧化硫和其他污染物，减轻了污染气体的处理和排放。
(3)本发明在制备金属钼的同时，将钼精矿中的硫资源直接转化为硫或二硫化碳。
(4)本发明流程短，省去了传统制备金属钼工艺中的诸多流程，对节约资源、节能减排和环保非常有益。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容。下面结合实例对本发明作进一步的描述。
实施例一:
(1)取30g粒度小于0.15mm、MoS2(质量分数)含量为94％的钼精矿粉末，放入高温炉中，在氩气气氛保护下，随炉升温至1300℃。
(2)待温度到达1300℃10分钟后，然后把钼阴极和石墨阳极插入熔融的钼精矿中，通入5A电流电解8小时，电解生成的二硫化碳经25℃的冷凝设备液化收集。
(3)电解结束，随炉冷却至室温，取出电极，在阴极钼电极收集到电解出的金属钼。
实施例二:
(1)取30g粒度小于0.15mm、MoS2(质量分数)含量为94％的钼精矿粉末，放入高温炉中，在氩气气氛保护下，随炉升温至1500℃。
(2)待温度到达1500℃10分钟后，然后把钼阴极和铂阳极插入熔融的钼精矿中，通入3A电流电解10小时，电解生成的硫蒸气，经冷凝设备固化收集。
(3)电解结束，随炉冷却至室温，取出电极，在阴极钼电极收集到电解出的金属钼。

Claims (6)

1.一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，以钼精矿作为原料，在1200℃-1600℃的高温，惰性气体保护下，用钼电极作为阴极，石墨电极或惰性电极作为阳极，电解熔融态钼精矿，在阴极产生金属钼并富集，阳极产生二硫化碳或硫蒸汽；阳极为石墨电极产生二硫化碳，阳极为惰性电极产生硫蒸汽。
2.根据权利要求1所述的一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)在惰性气体的保护下，将钼精矿置于高温炉中，在1200℃-1600℃保温至钼精矿充分熔化；
(2)向步骤(1)中的熔融的钼精矿中插入钼阴极和石墨阳极或惰性阳极，通入直流电电解1-10小时；
(3)电解结束，降温，在钼阴极收集得到电解出的金属钼。
3.根据权利要求1或2所述的一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，钼精矿由二硫化钼替代。
4.根据权利要求2所述的一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，步骤(2)的电解过程中阳极电解出的硫蒸汽，经过冷凝的方式回收，阳极电解出的二硫化碳，经冷凝液化回收，液化温度为0-35℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，所述的阴极材质为钼，放入方式为高温下钼精矿融化后插入，或者是以升温前，置于钼精矿底部即电解池底部。
6.根据权利要求1或2所述的一种高温电解熔融钼精矿制备金属钼的方法，其特征在于，所述的阳极材质为石墨或者是惰性电极，放入方式为高温钼精矿融化后插入。
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