二硫化钼的生产应用和发展前景

徐建昌

(金堆城钼业股份有限公司化学分公司，陕西 渭南 714000)

二硫化钼作为一种化工产品，其主要成分是辉钼矿。在自然界中由于辉钼矿具有成分几乎近于理论值，结构为层状结构及极完全解理等特点，因此二硫化钼产品是优良的减摩抗磨剂、抗氧化剂，常用作润滑材料。近30 年来随着我国工业的迅猛发展以及研究领域的深入和拓宽，二硫化钼产品还被广泛用于航空航天、机械、石油化工、工程材料及防腐等领域，成为节能减摩保护设备的新材料。

1 二硫化钼的生产和现状

二硫化钼的生产分为天然法和合成法。天然法是将钼精矿经物理、化学方法通过不同的工艺再提纯，达到不同领域应用的规格标准;合成法是将经焙解的氧化钼通过硫化而生成的产品。目前主导生产的是天然法。

1.1 生产工艺

该生产工艺中钼精矿的品级是关键。钼含量45%的精矿，二硫化钼的含量只有75%，而25%均为杂质。用一般的化学方法加工很难达到应用标准，必须采用再磨—强浮选的方法使矿物单体解离度达90%以上，才能进入工艺应用。钼含量56%～57%精矿，二硫化钼的含量达到93.4%～95.1%，杂质含量为6.6%～5%，可直接进入生产工艺应用。

图1 二硫化钼生产工艺流程

强酸氧化除铁阶段，主要是对铁、铜、铅等硫化矿物，在酸化条件下经加热氧化，使其成为可溶性或多离子态进入溶液。通过清水洗涤随洗液一起排出;有机的选矿药剂类，在酸性介质下通过加热，一部分分解成有机的可溶酸。残留部分也随洗涤一并进入到废水中。

在酸浸除杂阶段，是通过氢氟酸对含有二氧化硅的脉石矿物进行反应，使其由固态转化为可溶性氟硅酸盐类，随洗液进入废水中。而辉钼矿和石墨因其特有的结构，在酸性氧化介质中表现出了良好的化学稳定性和热稳定性，没有参与化学反应而被保留，以此达到提纯的目的。

烘干过程就是脱水，把经两段除杂洗涤好的精矿装入真空烘箱，烘7～8 h，待温度降至常温排完真空，取出烘好的产品。

烘干产品通过气流粉粹机，调整给料量，气体压力，分级调速，生产出不同规格的二硫化钼粉，经不同的包装、分装成各规格产品。

酸浸废气(HCl、NOx)经碱液吸收，消除HCl、NOx等挥发物，中和液进入环保池，酸浸和洗涤废水进入石灰中和池，两者均实现了达标排放。

1.2 产品规格

化学指标见表1，粒度指标见表2。

表1 化学指标 %

表2 粒度指标

这些产品的规格，在化学指标上有共性的地方，在包装和粒度指标的要求上，因用途不同，各有差异;甚至相同的用途，各规格要求也不完全统一，因而二硫化钼产品种类繁多。

1.3 生产现状

美国Climax 有一独处的矿山，专一选矿生产线，因而从钼精矿原料的供给到二硫化钼产品的形成，品质相对稳定。国内钼矿山较多，矿石品质不一，装备和工艺技术水平相差较大，甚至以营利为目的，以石墨替代二硫化钼或参合二硫化钼，因而生产出了各种规格二硫化钼产品，因此品质差异较大。金堆城钼业集团有限公司的二硫化钼生产依靠着资源优势和20 多年的稳定工艺，产能不断提升，通过工艺调整，新规格不断增加，依用途、用量不同，实现了柔性化生产。

近几年，也有采用微波—酸浸除杂工艺生产二硫化钼，但与国外和金堆城产品相比较，纯度偏低，粒度偏大。这些质量特点制约了产品种类和产能的提升。

环保治理是化工企业最关注的最后工序。二硫化钼生产涉及到废气(NOx)，废水(F-、Cl-、)和废渣(石灰、氟化钙)。废气NOx治理是在碱吸收的基础上，再通过含氨的物质进行二次吸收处理，实现达标。废水的治理是通过石灰固氟中和，调pH为中性，达标排放。废渣，经测试属一般固体废弃物，交由固废中心处理。

这样，用优质的精矿采用天然的方法、稳定的工艺及科学合理的环保处理，生产出了纯“绿色”的多规格产品。

2 二硫化钼的应用

二硫化钼因品质、结构不同，技术指标要求不统一而被应用在不同的行业。

2.1 机械润滑的应用

二硫化钼因其结构特点而具有优异的减摩、抗磨性能，同时又具有极强亲金属性，因而被广泛用于设备制造和工业制造的润滑剂。

2.1.1 润滑脂

润滑脂最常用的是锂基脂和钙基脂，在这两种脂中加入一定量的二硫化钼干粉经捏合调制成，低速高负荷，低速低负荷，高速高温等设备要求的润滑脂，尽管在有些高速、高温设备上润滑脂可能已经流失，但由于二硫化钼搅拌，捏合，均匀化，再加上粘合剂，便生产出目前能满足高的干粉具有自润滑性能，从而达到保护设备的目的。

2.1.2 润滑剂

二硫化钼作为润滑剂是指将0.8 μm 左右的二硫化钼干粉经表面改性，增加其悬浮性，以0.5%～1%的添加比例，在常温下加入到机械油中或水中匀化后进行应用，这样可以延长机械油的换油周期。

在石蜡中2%～3%的二硫化钼粉，做成石蜡笔在金属切割时应用既可润滑又可降温。另外二硫化钼在航空航天工业的真空状态应用和在金属拉丝、金属脱模剂的应用，正是利用了二硫化钼的亲金属性和自润滑性。

2.2 工程材料方面的应用

氟塑料因为耐腐蚀，韧性好，而常被用于做化工行业的密封件，在氟塑料中添加适量的二硫化钼粉剂，利用二硫化钼的抗氧化性和自润滑性，做成化工企业所常应用的阀门、管件的内衬件，既可以密封、防腐，又可以延长阀门的使用寿命和提升阀门的使用效率。

这一特性也常被用在摩擦材料行业，用以制造汽车摩擦片和其他摩擦器件。

2.3 其他方面的应用

二硫化钼纯度达99.9%以上，可以作为分析试剂用，可用作高端润滑脂，也可以用于精密和玻璃仪器的润滑。二硫化钼粒度在0.3 μm 以下，可作为纳米材料应用，用作金属表面的喷涂膜和润滑膜，这样把二硫化钼超细干粉的应用带入到了一个全新的领域。

3 二硫化钼的发展前景

(1)二硫化钼的生产在我国已有50 多年的历史，工艺一直比较传统，从工艺的各节点来说仍遵循的是最基本的化学反应原理，工艺的运行过程依然处于劳动密集型状态，效率不高，一些新技术、新原理的应用还不很成熟。这就为新工艺的应用、自动化程度的提高，提供了空间和发展方向。

(2)环保废水、废气、废渣的达标排放和处理，实现了“绿色”文明生产，二硫化钼成为“绿色”产品，但对资源的循环利用和废渣的无公害化处理，还有待进一步提高和完善。

(3)在设备制造业水平不断提升，航空航天工业迅猛发展的今天，二硫化钼产品作为一种节能型产品，将会得到更广泛的应用;随着新材料技术的日趋成熟，范围的增广，二硫化钼作为一个纯天然产品将会被带入到一个新的应用领域。

(4)对二硫化钼超细粉和在纳米材料领域内的应用需进一步的开拓和研究。

［1］张文钲.二硫化钼润滑剂研究进展［J］.中国钼业，2006，30(5):25－29.

［2］王国栋，蒋丽娟，李来平，等.二硫化钼润滑剂应用研究进展［J］.中国钼业，2013，37(5):10－14.

［3］潘兆橹主编.结晶学及矿物学［M］.北京:地质出版社，1994.

［4］向铁根.钼冶金［M］.长沙:中南大学出版社，2009.