用二钼酸铵制备仲钼酸铵的实验研究

2011-04-27马素娟刘锦锐

中国钼业 2011年5期

马素娟，刘锦锐

(成都虹波钼业有限责任公司，四川成都610300)

0 前言

仲钼酸铵(AHM)是钼冶金过程中重要的中间产品，它是生产钼粉、钼丝及钼基制品的主要原料，广泛用于石油化工催化剂(尤其是丙烯催化剂)，阻燃剂、颜料及微量元素肥料。也是高技术领域如超导、金属陶瓷、激光、计算机、高分子合成及检测化验等不可缺少的材料。

由以上平衡关系可以看出：当介质的pH为5.0～6.5时，才能生成仲钼酸铵。目前国内生产仲钼酸铵主要以四钼酸铵为原料，有文献报道以四钼酸铵为原料生产仲钼酸铵的最佳终点条件为：密度1.40～1.45 g/cm3，pH值6.0～7.0，温度75～85℃［3］。但也有研究称用沉淀－转化结晶工艺制备仲钼酸铵，其工艺分2步进行：第1步工序，六亚甲基四胺在弱酸性钼酸铵溶液中沉淀钼，杂质基本留在液相中。第2步工序，沉淀物在通氨的碱性条件下转化，控制适宜的条件，使溶液结晶，生成高纯仲钼酸铵晶体，六亚甲基四胺完全留在液相中［4］。

含结晶水的仲钼酸铵和不含结晶水的仲钼酸铵在高温加热条件下均会发生一系列的分解反应，最终都会分解为MoO3、氨气和水［5］。其中含结晶水的仲钼酸铵的MoO3含量为81.53%，不含结晶水的仲钼酸铵的MoO3含量为86.57%。

1 实验部分

1.1 实验原料及辅料

二钼酸铵，酸性氧化物，分析纯氨水，NH4OH含量为26%。

1.2 仪器

RAT双层玻璃反应釜(2 000 mL)，50 mL、500 mL量筒，玻璃温度计，布氏漏斗，W－O恒温循环加热槽，DHG－9140A电热恒温鼓风干燥箱，2XZ－2型旋片真空泵，SX－5－12箱式电阻炉，pH试纸(5.0～9.0)。

2 结果与讨论

2.1 仲钼酸铵的制备过程

在不同速率的搅拌条件下，用加热槽将一定浓度的二钼酸铵溶液加热到75～85℃，保持玻璃反应釜内有一定的真空，在蒸发过程中通过添加酸性物质或氨水控制溶液的pH值，待有结晶析出时，冷却至室温进行固液分离，滤饼放入电热恒温鼓风干燥箱内烘干2 h，然后用箱式电阻炉做烧损分析，用X射线衍射仪分析物质组分。

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 pH值对仲钼酸铵制备的影响

试剂纯的仲钼酸铵在电热恒温鼓风干燥箱内分别以30℃、130℃烘干2 h，通过烧损法检测三氧化钼含量，其结果见表1。

表1 仲钼酸铵在30℃、130℃烘干2 h后的三氧化钼含量 %

本实验的实验条件为：原液密度为1.16～1.17 g/cm3，温度保持在75～85℃，但在蒸发过程中料液的pH值分别保持在6.0～7.0，5.0～6.0两个范围内，结晶时的料液密度为1.40～1.54 g/cm3，生成的物质在电热恒温鼓风干燥箱内分别以30℃、130℃烘干2 h，通过烧损法检测三氧化钼含量，其结果见表2。

表2 不同pH值制备的样品的三氧化钼含量

在30℃和130℃条件下烘干的样品a的三氧化钼含量明显比理论含量低，可见样品a不是仲钼酸铵。样品b在30℃和130℃条件下烘干后，其三氧化钼的含量接近于仲钼酸铵的理论值。图1为样品b的X射线衍射图，表3为样品b的杂质分析结果。

图1 样品b的X射线衍射图

表3 样品b的杂质分析 mg/kg

从图1可以看出，样品b为仲钼酸铵。当终点条件达到：料液密度为1.40～1.54 g/cm3，料液的pH值始终保持在6.0～7.0时，生成的物质不是仲钼酸铵；当终点条件达到：料液密度为1.40～1.54 g/cm3，料液的pH值保持在5.0～6.0范围内时，生成的物质为仲钼酸铵。由表3可知制备的仲钼酸铵符合国家一级标准。由此可知，当结晶温度介于75～85℃，料液比重浓缩至1.40～1.54 g/cm3，料液的pH值保持在5.0～6.0时，可以生成纯度较高的仲钼酸铵。

2.2.2 温度对仲钼酸铵直收率的影响

本实验是通过控制加热槽内水的的温度和玻璃反应釜内的真空度来达到控制反应温度的目的。不同温度下生成仲钼酸铵的直收率见表4。