CN114833349B - 一种低钾大粒度钼粉的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低钾大粒度钼粉的制造方法，步骤包括准备原料低钾三氧化钼；将S1步骤中的低钾三氧化钼还原成二氧化钼；在S2步骤中的二氧化钼中含有挥发性物质的溶液，然后进行烘干处理得到粉末；将S3步骤中的粉末还原成钼粉。本发明以低钾的低钾三氧化钼（K≤30ppm）为原料，通过在二氧化钼中添加一种可挥发性物质，达到生产低钾大粒度钼粉的目的。最终使得钼粉中的K含量小于10ppm，钼粉粒度可以根据产品需求控制在2.0～7.0um之间，钼粉颗粒均匀分散，钼粉过筛率达到90%以上，成品率高。

Description

一种低钾大粒度钼粉的制造方法
技术领域
本发明涉及钼粉制备技术领域，特别涉及一种低钾大粒度钼粉的制造方法。
背景技术
目前市售普通钼粉的钾含量一般在60～120ppm，随着钼应用领域的扩大，客户对钼粉钾含量和粒度的要求也越来越苛刻，尤其是国外客户对低钾钼粉比较偏爱。前期有人对低钾钼粉进行过研究，如高温还原除钾、水洗或酸洗除钾、等离子法、羰基法、氯化法等，但是对低钾大粒度钼粉的研究较少，分析原因可能是原料生产低钾钼粉较为容易，但是随着钾含量的降低，钼粉粒度随之降低，同时钼粉团聚严重导致过筛时筛上物增多，成品率降低。
普通钼粉高温除钾在高温作用下，通过钼粉吸附的水气、低熔点杂质、氧化物发生挥发等步骤，从而达到一定的除杂效果。缺点是：钾元素虽然可以有效地除去，但是要达到20ppm以下需要将温度提高到1350℃以上，高温处理之后钼粉结块严重，需要用破碎、球磨等方法处理；钾元素大量挥发，不断地在还原炉中富集会产生二次污染，到一定程度就会影响低钾钼粉的成功制备。
水洗或酸洗钼粉除钾是利用钾的氧化物、化合物、络合物均易溶于水这个特点，将普通钼粉通过水洗或酸洗的方法进行处理，可以达到降低钼粉中钾含量的目的。普通钼粉经水洗或酸洗后其钾含量大幅度降低，可以达到20ppm以下。但是由于在水洗和酸洗过程中，钼粉与溶液反应生成水合物引起氧含量上升，需要再次氢还原。
在超大型集成电路、液晶显示器靶材等领域中，在高温高压条件下“钾”很容易被击穿成为坏点，影响使用效果；此外，在高温烧结过程或作为电光源材料时，钾会以气态挥发出来，吸潮后以强碱的形式腐蚀发热元件、耐火材料、保温材料，污染产品表面。因此钾在钼产品后端使用中被认为是有害元素。很多消费厂家逐渐对钼粉中的钾含量提出要求，目前市售普通钼粉的钾含量一般在60～120ppm，难以满足众多消费厂商20ppm以下的要求，钾含量的控制对钼粉生产来说是个难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低钾大粒度钼粉的制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低钾大粒度钼粉的制造方法，包括以下步骤：
S1：准备原料低钾三氧化钼；
S2：将所述S1步骤中的所述低钾三氧化钼还原成二氧化钼；
S3：在所述S2步骤中的所述二氧化钼中加入含有挥发性物质的溶液，然后进行烘干处理得到粉末；
S4：将所述S3步骤中的所述粉末还原成钼粉。
进一步地，所述低钾三氧化钼中的钾含量为K<30ppm。
进一步地，所述S2步骤中，所述低钾三氧化钼在转炉中通入氢气并在100~750℃的温度下还原成二氧化钼。
进一步地，所述二氧化钼的还原温度为400～700℃，氢气流量为50～200m3/h，炉管转速为40～50Hz，单位时间出料量为5～7kg。
进一步地，所述S3步骤中，所述挥发性物质的加入量为400～600ppm。
进一步地，所述S4步骤中，所述粉末在十五管还原炉中通入氢气并在800~1200℃的温度下还原成钼粉。
进一步地，所述钼粉的还原温度为850～1000℃，氢气流量为10～30m3/h，料层厚度为20～30mm/舟，推舟速度为20～25min/道。
本发明的有益效果是：
本发明以低钾的低钾三氧化钼（K≤30ppm）为原料，通过在二氧化钼中添加一种可挥发性物质，达到生产低钾大粒度钼粉的目的。最终使得钼粉中的K含量小于10ppm，钼粉粒度可以根据产品需求控制在2.0～7.0um之间，钼粉颗粒均匀分散，钼粉过筛率达到90%以上，成品率高。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种低钾大粒度钼粉的制造方法，包括以下步骤：
（1）准备原料低钾三氧化钼，低钾三氧化钼中为钾含量为K<30ppm的三氧化钼。
（2）将（1）步骤中的低钾三氧化钼还原成二氧化钼。低钾三氧化钼在转炉中通入氢气并在100~750℃的温度下还原成二氧化钼。一般情况下，二氧化钼的还原温度为400～700℃，氢气流量为50～200m3/h，炉管转速为40～50Hz，单位时间出料量为5～7kg。
（3）在（2）步骤中的二氧化钼中加入含有挥发性物质的溶液，然后进行烘干处理得到粉末；挥发性物质的加入量为400～600ppm。挥发性物质如氯化物：MgCl2和AlCl3等。
（4）将（3）步骤中的粉末还原成钼粉。把粉末放在十五管还原炉中通入氢气并在800~1200℃的温度下还原成钼粉，一般情况下，钼粉的还原温度为850～1000℃，氢气流量为10～30m3/h，料层厚度为20～30mm/舟，推舟速度为20～25min/道。
其中，本技术中的大粒度为2.0~7.0 um，常规低钾钼粉的平均粒度仅能做到2.0~4.0um，且钼粉颗粒团聚严重。采用本方法生产的低钾钼粉平均粒度可以做到2.0~7.0 um任意调节，且钼粉颗粒均匀分散。
实施例一
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为600℃，氢气流量为80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg。在二氧化钼中添加550ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为950℃，氢气流量为16m3/h，推舟速度22min/道，料层厚度25mm。还原钼粉的平均粒度5.48um，钾含量为9ppm。
实施例二
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为600℃，氢气流量60m3/h，炉管转速为40HZ，单位时间出料量为5.2kg。在二氧化钼中添加550ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为950℃，氢气流量为16m3/h，推舟速度22min/道，料层厚度25mm。还原钼粉的平均粒度5.42um，钾含量为9ppm。
实施例三
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为550℃，氢气流量80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg。在二氧化钼中添加550ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为为950℃，氢气流量为16m3/h，推舟速度为22min/道，料层厚度为25mm。还原钼粉的平均粒度为6.5um，钾含量为5ppm。与实施实例一相比，一次还原温度有所降低，低钾二氧化钼氧含量略有偏高，氧在二次还原过程中可以增加炉管内水蒸气的浓度，增加还原反应挥发沉积和氧化还原的次数，同时氧可以促进钾更多的生成氧化钾水合物，从而有效促进钼粉粒度长大和K含量的挥发。
实施例四
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为550℃，氢气流量80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg。在二氧化钼中添加为400ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为950℃，氢气流量为16m3/h，推舟速度为22min/道，料层厚度为25mm。还原钼粉的平均粒度为4.63um，钾含量为11ppm。与实施实例三相比，降低挥发性物质的添加量，钼粉粒度也随之降低，K含量增加。
实施例五
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为550℃，氢气流量为80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg。在二氧化钼中添加650ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为950℃，氢气流量为16m3/h，推舟速度为22min/道，料层厚度为25mm。还原钼粉的平均粒度为6.99um，钾含量为5ppm。与实施实例三相比，提高挥发性物质的添加量，钼粉粒度有所提高，但挥发性物质的残留量增加较多，达到50ppm，不能满足钼粉国标要求。
实施例六
采购25ppm的低钾三氧化钼为原料，经转炉一次还原成二氧化钼，还原温度为550℃，氢气流量为80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg。在二氧化钼中添加550ppm的可挥发性物质，烘干后在十五管还原炉中进行二次还原，还原温度为850℃，氢气流量为20m3/h，推舟速度22min/道，料层厚度20mm。还原钼粉的平均粒度3.5um，钾含量为8ppm。
经验证，一次还原温度为550℃，氢气流量为80m3/h，炉管转速为45HZ，单位时间出料量为5.5kg，二氧化钼中可挥发性物质的添加量为400～600ppm时，钼粉粒度能够在2.0～7.0um之间进行调节，且钼粉中钾含量可低至5ppm，挥发性物质的残留量小于5ppm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种低钾大粒度钼粉的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备原料低钾三氧化钼，所述低钾三氧化钼中的钾含量为K<30ppm；
S2：将所述S1步骤中的所述低钾三氧化钼还原成二氧化钼，所述低钾三氧化钼在转炉中通入氢气并在400～700℃的温度下还原成二氧化钼，氢气流量为50～200m3/h，炉管转速为40～50Hz，单位时间出料量为5～7kg；
S3：在所述S2步骤中的所述二氧化钼中以溶液的形式加入的挥发性物质MgCl2和AlCl3，然后进行烘干处理得到粉末，所述挥发性物质的加入量为400～600ppm；
S4：将所述S3步骤中的所述粉末还原成钼粉，所述粉末在十五管还原炉中通入氢气并在850～1000℃的温度下还原成钼粉，氢气流量为10～30m3/h，料层厚度为20～30mm/舟，推舟速度为20～25min/道。
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