Реферат: Отримання молібдену

Застосовують також трубчасті печі, що обертаються, з трубою з нержавіючої сталі, що обігріваються електрикою.

Техніко-економічні показники аміачного способу, включаючи переробку відходів, в основному залежать від ціни сировини, яка становить більше 90% собівартості. Витягання з концентрату в парамолібдат амонію 93-96% залежить від якості концентратів і культури виробництва. Найбільші втрати (2-6%) припадають на очищення розчинів і кристалізацію. Втрати при відновленні близько 1%.

5. Виробництво триокису молібдену сублімацією

Низька температура кипіння МоО₃ (1150°С) дозволяє переганяти його з недогарка відразу після випалення, минувши гідрометалургійні переділи. Для цього розроблені круглі печі з кільцевим черенем. На під, що обертається і покритий кварцовим піском для полегшення вивантаження залишку, безперервно завантажують огарок. Триокис молібдену плавиться, вбирається у пісок і сублімується. Його уловлюють з газів рукавними фільтрами. Подовий залишок періодично вивантажують і переробляють гідрометалургійними способами або плавлять на феромолібден. Для переробки придатні тільки багаті і чисті концентрати, в яких, наприклад, 56% молібдену і менше 0,05% свинцю, молібдат якого також сублімується. Сублімований триокис має дуже тонкі частинки і малу насипну масу, цим вона незручна для відновлення. Інколи перегін доводиться розчиняти в аміаку і виділяти парамолібдат, прогартовуванням якого вдається отримати більше порошку. Витягання у перегони не перевищує 70%, відходи вимагають додаткової переробки. Надлишок аміаку видаляють нагріванням з одночасним випаровуванням частини води. Застосовують випарні апарати з нержавіючої сталі з тепловою циркуляцією розчинів в паралельному пучку труб, що обігріваються парою.

Після підвищення щільності від 1100 до 1210 кг/м³ коагулюються осади домішок, які перед подальшим випаровуванням до 1390 кг/м³ фільтрують. Досить випарений розчин знову фільтрують і зливають у кристалізатори з нержавіючої сталі з мішалками і водним охолоджуванням. Маточний розчин випаровують і повторно піддають кристалізації, виділяючи після двох стадій до 60% солі високої чистоти. Залишок розчину випаровують насухо, нагрівають до 400°С для перетворення в оксиди, які повертають на вилуговування. Осадження тетрамолібдату (NH₄ ) 2H₂ O досягається скріпленням вільного аміаку добавками соляної кислоти при температурі 60°С і перемішуванні. У вихідному розчині повинно бути не менше 280 г/л МоО₃ і його, якщо потрібно, концентрують випаровуванням.

Після центрифугування і промивання водою одержують досить чистий продукт, проте часто забруднений хлором (>0,2%). Повторною кристалізацією, після розчинення в гарячому 5% NH₄ ОНдоводятьдо щільності 1420 кг/м³ .

Маточний розчин після десятиразового обертання спрямовують на очищення. Цей спосіб дає ще вище добування і достатньо чистий продукт, в якому заліза менше 0,05%, а інших домішок сумарно до 0,015%.

6. Переробка збідненої сировини і відходів

Хвости аміачного вилуговування, що містять сумарно до 25% молібдену, знаходилися спіканням із содою, вилуговуванням розчинами її в автоклавах або розкладалися кислотами.

Спікання шихти з вологих відходів і соди проводять в череневих печах при температурі близько 750°С, отримуючи у пекові молібдат натрію. Після вилуговування водою осаджує молібдат заліза:

3Na₂ MoO₄ + 2FeCl3 = 6NaCl + Fe₂ (МоО₄ )_3. (3.70)

Осад обробляють аміаком

Fes (МоО₄ )₃ + 6NH₄ OH = 3Fe(ВІН)₃ + 3(NH₄ )₂ MoO₄ . (3.71)

Розчини молібдату амонію, в які добувається до 94% молібдену, повертають в основне виробництво; у відвальних хвостах його залишається до 1,5%. Вилуговування хвостів содою в автоклавах можливе, якщо значно переважає окиснений молібден, а сульфідного мало. Вилуговування соляною кислотою застосовують, якщо, крім молібдену, наявний вольфрам.

Маточні розчини після осадження тетрамолібдату амонію (1 г/л Мо, 40 г/л С1, 7 г/л SO₄ , домішки заліза і кольорових металів) переробляють сорбцією на аніонітах. Слабоосновний аніоніт AH-1 у хлор-формі має динамічну обмінну місткість (ДОМ) за молібденом близько 300 кг/т. Сорбцію проводять при рН-3, пропускаючи розчин через колону із смолою. Домішки хлору і катіонів не сорбують. Після промивання водою молібден елюїрують 5-10% аміаком і розчин (100 г/л Мо) повертають в основне виробництво.

Промислові продукти збагачені комплексними, переважно мідно-молібденовими рудами, що містять сульфіди заліза, міді, молібдену, а також повеліт і молібдит, піддають окиснювальному випаленню, а потім вилуговують розчинами соди. За відсутності або при малій кількості сульфідів випалення не потрібне.

Вільний триокис молібдену переходить при вилуговуванні в добре розчинний Na₂ MoO₄ , а молібдати – мідь, кальцій і залізо - взаємодіють із содою за загальною схемою

Me MoO₄ + Na₂ CO₃ = Na₂ MoO₄ + MeCO₃ (3.72)

Карбонати міді і заліза далі гідролізуються, переходячи в гідроокиси і основні солі.

Вилуговування проводять з протитечією в 4-5 стадій 10% розчином соди в залізних чанах з механічним перемішуванням при підігріванні паровими змійовиками. Після кожної стадії розчину дають відстоятися і пускають в оборот. Кінцеві хвости фільтрують, промивають і скидають у відвал, а перший міцний розчин також після фільтрації надходить на переробку. З концентрованого розчину (60% Мо) осаджується молібдат кальцію:

Na₂ MoO₄ + СаС1₂ = СаМоО₄ + 2NaCl. (3.73)

Практично після осадження при 80°С, щоб уникнути великого надлишку CaCl₂ і не забруднити осад гіпсом, залишають в маточному розчині до 1 г/л молібдену.

Молібдат кальцію марок МКД і МКД4, в якому не менше 44 або 40% молібденів, а домішок сірки і фосфору відповідно не більше 0,20-0,23 і 0,1-0,2%, йде в чорну металургію, на присадки в сталі і виплавку феромолібдену.

Відновлення триокису молібдену відбувається в дві стадії при 800°С і відповідає реакціям:

MoO₃ + H₂ = MoO₂ + H₂ O; (3.74)

MoO₂ + 2H₂ = Mo +2H₂ O. (3.75)

При протитечійному пропусканні водню реакція завершується в інтервалі температур 400-550°С; проте вимагає повільного нагрівання через можливість утворення легкоплавкої евтектики MoO₃ – МоО₂ , що уповільнює відновлення.

На виробництві застосовують такі самі печі, як для вольфраму. Відновлення проводять в дві стадії: спочатку в межах температур до 650, а потім до 950°С. Повільне просування човників в кінці другої стадії сприяє зниженню вмісту залишкового кисню до 0,1-0,2%. Порошок усереднюють, просівають і зберігають в герметичній тарі, заповненій аргоном.