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CN119140836A - 高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法 - Google Patents

高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法，属于钼粉的工艺制备方法的技术领域。所述工艺方法包括：将原料高杂钼酸在四管炉中进行第一氢气还原，将得到的还原产物进行第二氢气还原，再依次进行加热碱洗和加热酸洗，得到高纯度的钼粉。本发明可使用钼酸替代传统的钼酸铵作为生产钼粉的原料，显著缩短了生产工艺流程，降低了生产成本。

Description

高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法
技术领域
本发明涉及钼粉的工艺制备方法的技术领域，特别涉及通过杂质含量较高的钼酸还原制备钼粉的工艺方法。
背景技术
钼是添加入不锈钢的重要合金元素之一，能有效提高不锈钢的耐蚀性和强度，提高其抗菌防腐能力，因此，在高端不锈钢制品中，特别是对耐腐蚀、抗磨性等要求较高的不锈钢制品中通常会添加较高含量的钼，如，被广泛应用于海洋工程、污水处理、化工等领域中的Mo不锈钢，其钼含量达到3-4%；另一方面，适当加入钼元素的低合金不锈钢，也可以制备出高强度、高韧性、耐磨性能好的不锈钢材料，并应用于汽车行业、航空航天等领域。
目前工业上制备钼粉的工艺方法普遍以钼酸铵为原料，通过氢气还原法获得钼粉，但这种制备工艺会出现生产成本高、利润低的现象。因此，为获得更高的钼粉生产利润，寻求一种更低成本的工艺方法是亟需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种新的通过高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法，其可以杂质含量较高的钼酸为原料，获得高纯度的钼粉，显著降低了钼粉制备的生产成本。
本发明的技术方案如下：
高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法，其包括：
（1）将原料高杂钼酸在四管炉中进行第一氢气还原，还原温度为400~700℃，得到第一还原产物；
（2）将所述第一还原产物再进行第二氢气还原，还原温度为800~1200℃，得到第二还原产物；
（3）通过碱液对所述第二还原产物进行加热碱洗，其后过滤、干燥，得到碱洗产物；
（4）通过酸液对所述碱洗产物进行加热酸洗，其后过滤、干燥，得到酸洗产物，即钼粉；
其中，所述高杂钼酸包括含量大于5000ppm的Ca、含量大于5000ppm的Si、含量大于5000ppm的V和含量大于5000ppm的W。
根据本发明的一些优选实施方式，其还包括：
（5）对所述酸洗产物进行过筛，得到成品钼粉。
根据本发明的一些优选实施方式，所述第一氢气还原中，氢气的流量为4～12m3/h，所述原料高杂钼酸的装舟量为2.0～5.0kg/舟、推舟速度为10～20min/道。
根据本发明的一些优选实施方式，所述第二氢气还原中，氢气的流量为15～30m3/h，所述第一还原产物的装舟量为1.0～3.0kg/舟，推舟速度为20～30min/道。
根据本发明的一些优选实施方式，所述碱液为碳酸钠的水溶液，其浓度为0.3～0.6wt%。
根据本发明的一些优选实施方式，所述第二还原产物与所述碱液的质量比为1：（4-10）。
根据本发明的一些优选实施方式，所述加热碱洗的加热温度为60～100℃，加热时间为20～40min。
根据本发明的一些优选实施方式，所述酸液选自硫酸、硝酸和盐酸中的一种或多种，所述酸液的浓度为20~40wt%。
根据本发明的一些优选实施方式，所述碱洗产物与所述酸液的质量比为1：（4-10）。
根据本发明的一些优选实施方式，所述加热酸洗的加热温度为40~70℃，加热时间为20～40min。
本发明的有益效果包括：
本发明提供的高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法采用钼酸替代传统的钼酸铵作为生产钼粉的原料，显著缩短了生产工艺流程，降低了生产成本，并且整个工艺流程无氨的介入，不产生氨气，无污染物排放。
本发明的工艺方法先利用高温还原去除原料中的可挥发性物质，再利用钼粉碱洗去除高杂原料带来的Ca、Si等杂质，再利用钼粉酸洗去除高杂原料带来的V、W等杂质，最终制备得到的钼粉的纯度可达99%以上，满足高温合金添加剂用钼粉需求。
具体实施方式
以下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方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
通过以下工艺步骤制备钼粉：
（1）将50kg高杂钼酸在四管炉中进行氢气还原，得到二氧化钼，其中，氢气还原的温度为500℃，流量为8m3/h，高杂钼酸的装舟量为2.0kg/舟，推舟速度为11min/道；所用高杂钼酸中，含有Ca:0.5680%，Si:0.4992%，V:0.6321%，W:0.5910%；
（2）将得到的二氧化钼在高温还原炉中进行氢气还原，得到还原钼粉，其中，氢气还原的温度为950℃，流量为20m3/h，二氧化钼的装舟量为1.5kg/舟，推舟速度为20min/道；
（3）向10g还原钼粉中加入浓度为0.43wt%的Na2CO3水溶液50ml进行加热碱洗，其加热温度为70℃，加热时间为30min，洗涤完成后过滤、烘干，得到碱洗后钼粉；
（4）向碱洗后钼粉中加入浓度为20wt%的硫酸溶液50ml进行加热酸洗，加热的温度为40℃，加热时间为30min，洗涤完成后过滤、烘干，得到酸洗后钼粉；
（5）将酸洗后钼粉进行过筛，得到成品钼粉。
实施例2
通过以下工艺步骤制备钼粉：
（1）将50kg高杂钼酸在四管炉中进行氢气还原，得到二氧化钼，其中，氢气还原的温度为550℃，流量为8m3/h，高杂钼酸的装舟量为2.0kg/舟，推舟速度为11min/道；所用高杂钼酸中，含有Ca:0.6180%，Si:0.5795%，V:0.6399%，W:0.6210%；
（2）将得到的二氧化钼在高温还原炉中进行氢气还原，得到还原钼粉，其中，氢气还原的温度为1000℃，流量为20m3/h，二氧化钼的装舟量为1.5kg/舟，推舟速度为20min/道；
（3）向10g还原钼粉中加入浓度为0.43wt%的Na2CO3水溶液60ml进行加热碱洗，其加热温度为80℃，加热时间为25min，洗涤完成后过滤、烘干，得到碱洗后钼粉；
（4）向碱洗后钼粉中加入浓度为20wt%的硫酸溶液60ml进行加热酸洗，加热的温度为50℃，加热时间为25min，洗涤完成后过滤、烘干，得到酸洗后钼粉；
（5）将酸洗后钼粉进行过筛，得到成品钼粉。
实施例3
通过以下工艺步骤制备钼粉：
（1）将50kg高杂钼酸在四管炉中进行氢气还原，得到二氧化钼，其中，氢气还原的温度为600℃，流量为8m3/h，高杂钼酸的装舟量为2.0kg/舟，推舟速度为10min/道；所用高杂钼酸中，含有Ca:0.7590%，Si:0.7213%，V:0.5312%，W:0.8100%；
（2）将得到的二氧化钼在高温还原炉中进行氢气还原，得到还原钼粉，其中，氢气还原的温度为1050℃，流量为20m3/h，二氧化钼的装舟量为1.5kg/舟，推舟速度为18min/道；
（3）向10g还原钼粉中加入浓度为0.43wt%的Na2CO3水溶液50ml进行加热碱洗，其加热温度为80℃，加热时间为25min，洗涤完成后过滤、烘干，得到碱洗后钼粉；
（4）向碱洗后钼粉中加入浓度为30wt%的硫酸溶液60ml进行加热酸洗，加热的温度为50℃，加热时间为25min，洗涤完成后过滤、烘干，得到酸洗后钼粉；
（5）将酸洗后钼粉进行过筛，得到成品钼粉。
本发明的以上实施例可显著降低钼粉的生产成本，且对以上实施例1-3得到的成品钼粉进行化学成分分析，经检测钼粉纯度在99.4%～99.7%之间，其中Ca<0.030%，Si<0.030%，V<0.040%，W<0.050%。
以上实施例方式是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施方式。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高杂钼酸还原制备钼粉的工艺方法，其特征在于，其包括：
（1）将原料高杂钼酸在四管炉中进行第一氢气还原，还原温度为400~700℃，得到第一还原产物；
（2）将所述第一还原产物再进行第二氢气还原，还原温度为800~1200℃，得到第二还原产物；
（3）通过碱液对所述第二还原产物进行加热碱洗，其后过滤、干燥，得到碱洗产物；
（4）通过酸液对所述碱洗产物进行加热酸洗，其后过滤、干燥，得到酸洗产物，即钼粉；
其中，所述高杂钼酸包括含量大于5000ppm的Ca、含量大于5000ppm的Si、含量大于5000ppm的V和含量大于5000ppm的W。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，其还包括：
（5）对所述酸洗产物进行过筛，得到成品钼粉。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第一氢气还原中，氢气的流量为4～12m3/h，所述原料高杂钼酸的装舟量为2.0～5.0kg/舟、推舟速度为10～20min/道。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第二氢气还原中，氢气的流量为15～30m3/h，所述第一还原产物的装舟量为1.0～3.0kg/舟，推舟速度为20～30min/道。
5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述碱液为碳酸钠的水溶液，其浓度为0.3～0.6wt%。
6.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述第二还原产物与所述碱液的质量比为1：（4-10）。
7.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述加热碱洗的加热温度为60～100℃，加热时间为20～40min。
8.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述酸液选自硫酸、硝酸和盐酸中的一种或多种，所述酸液的浓度为20~40wt%。
9.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述碱洗产物与所述酸液的质量比为1：（4-10）。
10.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述加热酸洗的加热温度为40~70℃，加热时间为20～40min。
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