高纯氧化钼粒度控制的试验研究

曹正富

(铜冠有色池州公司,安徽池州 247100)

高纯氧化钼粒度控制的试验研究

曹正富

(铜冠有色池州公司,安徽池州 247100)

本文介绍了高纯三氧化钼的费氏粒度主要取决于其母体晶形、焙烧时间及温区的温度控制;焙烧设备必须选择多温区。

七钼酸铵;高纯氧化钼;粒度;温区;费氏粒度

1 前言

高纯三氧化钼外观:呈淡黄色或浅绿色粉末,一级品含MoO3不小于99.95%;二级品含MoO3不小于99%。主要用途为制取金属钼粉,石油催化剂、颜料、合金原料等方面。根据本公司多年来承接订单情况,主要客户是粉末冶金深加企业。因客户反映本公司焙解的高纯氧化钼的费氏粒度波动较大(要求FSSS>10),且粒度相对不均匀,为了满足客户要求,开展了高纯氧化钼粒度控制的试验研究工作。

2 试验内容

2.1 试验原理

七钼酸铵在空气中加热溶解,使七钼酸铵失去结晶水和氨转变为三氧化钼。

由于钼酸转变为三氧化钼是热解过程,在不同的温度段存在着不同的相变过程,其物相变化过程为:

2.2 试验现象

在试验室用马弗炉观察焙烧过程:焙解温度低于300℃,物相仍为七钼原料物质,其颜色没有变化。当温度达到300℃时,其物料颜色由白色渐变深绿色;当温度达到350℃时,其物料颜色由深绿色变为黑色,手感坚实,流动性好;当温度达到400℃,其物料由黑色转为浅灰色,其形貌基本上呈现棱角分明的四方体,流动性好;当温度达500℃,由浅灰色转变为淡黄色,其形态为四方体为主的高纯三氧化钼。

通过试验,高纯三氧化钼的费氏粒度及粒度均匀性主要取决于七钼酸铵的焙烧时间、温区温度及原料七钼酸铵的晶形结构。

2.3 试验过程

2.3.1 焙烧温度对高纯三氧化钼粒度的影响

根据钼酸铵焙解原理:在相同的焙解时间内,分3个温区,即220℃、360℃、480℃条件下焙烧七钼酸铵,目的是验证不同温区的温度对高纯氧化钼主品位,费氏粒度、流动性、产品的颜色是否存在直接影响。试验结果见表1。

表1 焙烧温度对高纯三氧化钼粒度的影响

从上述试验结果可以看出,在220～480℃温区内,分段焙解七钼酸铵产品时,高纯氧化钼的费氏粒度可以达到质量标准,但主品位明显低于质量标准。主要原因是温度过低时,挥发物指标是难以达到质量标准要求。由表1可知,采用低温区焙解虽然有利于提高费氏粒度提高,但其主品位质量偏低。

表2 焙烧时间对高纯三氧化钼粒度的影响

2.3.2 焙烧时间对高纯三氧化钼粒度的影响

由表1可知,分段焙烧七钼酸铵,其氧化钼的费氏粒度可以达到指标要求的(要求FSSS>10),但主品位低于质理指标要求(小于99.95%),为此,需要进一步验证:在温度不变条件下,焙烧时间对高纯三氧化钼的相关指标是否存在直接影响。试验结果见表2。

从上述试验结果可以看出,在220～480℃温区内,分段焙解七钼酸铵产品时,延长中温区和高温区焙解时间,其主品位、费氏粒度均可以达到质量标准。由于中温区和高温区时间较长,在生产(回转窑加热区只有2.5m)现有条件下无法实现这一焙解过程。

2.3.3 原料七钼晶形对高纯三氧化钼粒度的影响验证上述表1和表2试验后,在现有生产条件下是难以达到高纯氧化钼产品质量相关指标的要求。根据试验情况调整了试验内容——控制原料七钼酸铵物理性能,即七钼的粒径(260μm)、均匀性(粒度分布)。通过加入XX(目的可以有效控制七钼结晶成长时,易出现过饱和状态),延长七钼结晶前液的陈化时间及结晶速率,然后将上述条件产出的七钼酸铵进行焙解(由于本批次七钼的粒径较大,在焙解时,在中温区和高温区的温度及焙烧时间均进行了相应调整)。试验结果见表3。

表3 原料七钼酸铵对高纯三氧化钼粒度的影响

由表3可知,原料七钼的粒径、均匀性分布,对高纯三氧化钼粒度的影响效果是非常明显的,其主品位、费氏粒度均可以达到国外客户相关的质量标准。但其不足之处是用七钼酸铵焙解的高纯氧化钼,其筛下物仍有10%左右,一次成品率偏低。

2.4 生产性工业验证试验

在表3结论的基础上,又进行了多次重复性焙烧试验,相关质量指标均基本稳定。于是在生产上进行了调式:在焙解七钼的原料上,首先控制好七钼的粒径和粒度的均匀性,经烘干后,直接进回转窑(调炉体转速)焙烧工序。试验结果见表4。

表4 供货俄罗斯某客户MoO3的原料焙烧试验

由表4可知,在生产车间,根据上述试验相关数据,加入XX,延长七钼酸铵结晶前液的陈化时间及结晶速率,然后将上述条件产出的七钼酸铵进行焙解,其主品位、费氏粒度均可以达到国外客户相关的质量标准。

3 工业生产试应用

将上述研究成果,在现有生产工艺(回转窑设备)条件进行了扩大生产,以七钼酸铵为焙解原料,生产了20000kg高纯氧化钼,并顺利通过俄罗斯客户相关质量验检,客户基本满意。供货奥地利客户5000kg高纯氧化钼大样使用后,相关质量指标也顺利通过,并寻求继续合作。

4 结论

综上所述,为了控制高纯三氧化钼的费氏粒度,首先要在原料七钼酸铵的生产过程中控制其均匀性;其次焙烧设备最好选择多温区,即3个温区且温区分布采取解体控制,原则上低温区控制300～320℃;中温区控制400～420℃;高温区控制500～580℃。为此,针对高纯MnO3不同产品用途,应采取不同的原料和焙烧温度、焙烧时间,对其产品进行有效控制,可以满足用户要求。

REFERENCES

[1] 翁皓珉.钼系列杂多酸(盐)催化剂[J].中国钼业,1996,(3):13-15.

[2] 向铁根.钼冶金[M].中南大学出版社,2002.

[3] 王恩波,胡长文,许林,等.多酸化学导论[M].化学工业出版社, 1998,4.

Test Study on High-purityM olybdenum Trioxide Gra in Size Control

CAO Zheng-fu
(Tongguan Non-ferrous Chizhou Company,Chizhou 247100,Anhui,China)

This paper tells that the FSSS of the high-purity molybdenum trioxide mainly depends on its mother’s body crystal shape,roasting t ime and temperature control of the temperature zone.

ammonium 7;high-puritymolybdenum oxides;grain size;temperature zone;FSSS

TF841.2

:B

:1009-3842(2010)01-0075-03

2009-11-27

曹正富(1965-),男,安徽枞阳人,一直从事钼盐化工生产与技术开发工作。