Molübdeenkontsentraadi sulatamine: röstimine, leostumine ja vesiniku vähendamine
Feb 01, 2024
Sööda- ja tootevormid
Peamine toiteallikas on molübdeniit MoS2, mis sisaldab stöhhiomeetriliselt 59,94% molübdeeni ja 40,06% väävlit. Sulatus muudab selle üheks kolmest kaubanduslikust tootest: tehniline molübdeenoksiid terase tootmiseks, ferromolübdeen samale turule, kus eelistatakse põhisulamit, või puhas molübdeentrioksiid ja ammooniummolübdaat keemia- ja metallipulbriks. Ferromolübdeeniga kaubeldakse ASTM A132 ja rahvusvahelises kaubanduses ISO 5451 alusel, kusjuures kaubanduslikud klassid sisaldavad ligikaudu 60–70% Mo.
Oksüdatiivne röstimine
Tavapärasel viisil röstitakse molübdeeniit õhu käes molübdeeniga röstitud liivaks, millest molübdeentrioksiid saadakse sublimatsiooni või märja tee abil. Kontsentraadi röstimisel muudetakse sulfiid oksiidiks ja väävel eraldub heitgaasis SO2-na, mis tuleb kinni püüda ja töödelda. Olenevalt seadmetest ja kasutatud lisanditest kasutatakse protsessi pöördahjus röstimise, reflektorahju röstimisena, mitme-kambriga ahjus röstimisena, keevkihis röstimisena või kiirahjus röstimisena.
Rösteri valik sõltub kontsentraadi kvaliteedist ja gaasi käitlemisest. Vanemad ahjutüübid on lihtsad, kuid tekitavad suures koguses tolmu ja suitsu, tagavad väiksema molübdeeni eraldamise ja võimaldavad suuremal osal kontsentraadis sisalduvast reeniumist eralduda suitsulõõri, mitte kogutud tootesse. Madala kvaliteediga ja keeruliste kontsentraatide jaoks on need meetodid vähem sobivad kui keevkiht- või kiirröstimine, kus gaasi maht tonni sööda kohta on väiksem ja reeniumi eraldamine gaasipesuringist on otstarbekas.
Leostumine, puhastamine ja redutseerimine
Röstitud kaltsiin leostatakse ammoniaagiga, mis lahustab molübdeeni ammooniummolübdaadina ja jätab maha lahustumatu jäägi. Lahus puhastatakse, seejärel kontsentreeritakse ja kristalliseeritakse ammooniummolübdaadi kristallide saamiseks või hapestatakse, et sadestada lahustuvatest lisanditest eralduv molübdaat. Kumbki toode kaltsineeritakse puhtaks molübdeentrioksiidiks.
Molübdeenmetall toodetakse seejärel trioksiidi vesiniku redutseerimisel. Redutseerimine toimub tavapärases praktikas kahes etapis, esmalt molübdeendioksiidiks ja seejärel metallipulbriks, kuna ühe-etapi redutseerimist on raske kontrollida ja tulemuseks on jäme, halvasti paagutav pulber. Reduktsioonitemperatuur ja vesiniku kastepunkt määravad pulbri osakeste suuruse, mis omakorda määrab järgneva tihendi paagutamiskäitumise. Sellest pulbrist valmistatud veskitooted tellitakse ASTM B386 alusel plaadi, lehe, riba ja fooliumi jaoks ning ASTM B387 varda, varda ja traadi jaoks.
Hüdrometallurgia alternatiivid
| Marsruut | Põhimõte | Praktilised piirangud |
|---|---|---|
| Oksüdatiivne röstimine | Sulfiid on õhus oksüdeerunud oksiidiks | Suits ja tolm, SO2 käitlemine, reeniumi kadu lõõritolmuks |
| Lämmastikhappe surveleostus | MoS2 oksüdeeritakse autoklaavis õhu või hapnikuga | Kõrge temperatuur ja rõhk, keeruline protsessi juhtimine |
| Naatriumhüpokloriti leostumine | Madala kvaliteediga{0}}maagi ja aheraine oksüdatiivne leostumine | Suur reaktiivi tarbimine, kulutrahv |
| Elektro-oksüdatsioon | Anoodsed klooriliigid oksüdeerivad lägas oleva sulfiidi | Vajab elektrolüüsiseadet ja võimsust |
Lämmastikhappe teel muudab autoklaav MoS2 lahustuvaks molübdaadiks, kasutades oksüdeerijana õhku või hapnikku. Meetod kulutab odavat oksüdeerijat, kuid nõuab kõrget temperatuuri ja rõhku, tugevat reaktsiooniseadet ja leostustingimuste ranget kontrolli ning sellega kaasnevad ohutusriskid, mis on selle kasutamist piiranud. Naatriumhüpokloriti leostamist rakendatakse madala kvaliteediga-ja aherainele; see lahustab molübdeeni kergesti, kuid hüpoklorit laguneb hapniku eraldumisel ja oksüdeerib ka teisi metallide sulfiide, mille hüdroksiidid võivad kaas-sadestada molübdaadi ja viia molübdeeni jäägi hulka. Elektro-oksüdatsiooniga leostumine on selle tee täiustus, mille käigus segatud kontsentraat juhitakse naatriumkloriidi lahust sisaldavasse elektrolüütilisse lahtrisse ja anoodiliselt genereeritud hüpoklorit teostab oksüdatsiooni, mis tagab suure leostumiskiiruse, pehmed tingimused ning reaktsiooni suuna ja kiiruse lihtsama kontrolli.
Emerging Routes and Recovery Economics
Kasutatakse veel kahte lähenemisviisi. Molübdeniidi kontsentraati saab töödelda ilma oksüdeeriva röstita hapniku rõhul leostumisega otse puhtaks molübdeentrioksiidiks. Madala kvaliteediga oksüdeeritud maaki saab leotada väävelhappega ja molübdeen saadakse lahusest ioonivahetuse või lahustiga ekstraheerimise teel. Mõlemal juhul sõltub ökonoomsus toote, eriti reeniumi, taaskasutamisest- ja sellest, kas koht suudab toime tulla valitud marsruudiga kaasneva reaktiivi ja heitvee koormusega.
Korduma kippuvad küsimused
Q:Kui suur on molübdeenisisaldus molübdeniidis?
V: MoS2 sisaldab stöhhiomeetriliselt 59,94% molübdeeni ja 40,06% väävlit.
Q:Miks redutseeritakse molübdeeni kahes etapis?
V: Trioksiidi redutseerimine dioksiidiks ja seejärel metalliks annab parema kontrolli pulbri osakeste suuruse ja paagutavuse üle kui ühe redutseerimisetapiga.
Q:Millised röstimisviisid on madala kvaliteediga{0}}kontsentraadi jaoks kõige vähem sobivad?
V: Vanemad mitme-kambri ja reflektorahju marsruudid nende suure tolmu- ja suitsukoormuse, väiksema taastumise ja halva reeniumi sidumise tõttu.
Q:Kuidas eraldatakse ammoniaagi leotusvedelikust molübdeen?
V: Lahus puhastatakse ja seejärel kas kristalliseeritakse ammooniummolübdaadina või hapestatakse molübdaadi sadestamiseks ja toode kaltsineeritakse molübdeentrioksiidiks.
Q:Millised spetsifikatsioonid hõlmavad valmistooteid?
A: ASTM B386 plaadi, lehe, riba ja fooliumi jaoks; ASTM B387 varda, varda ja traadi jaoks; ferromolübdeen ASTM A132 alusel.
