β型四钼酸铵的研究及生产探究

李溪

摘 要：β型四钼酸铵是钼深加工产品的重要中间产品，具有广泛的用途。近年来，在大量人力、物力和有力政策的支持下，我国化工行业具有了优良发展基础和宽广发展空间，本文主要探究β型四钼酸铵的生产原理及结晶影响因素，从生产工艺流程、制备条件控制和产品结构分析三个角度探究β型四钼酸铵的生产制备条件，以期拓展β型四钼酸铵在石油工业等相关领域中的应用范围。

关键词：β型四钼酸铵;工艺流程;制备条件;产品结构

0 引言

β型四钼酸铵可作为微量元素、肥料、织物、防火剂、阻燃剂、颜料在相关领域中得以有效应用，随着生产工艺的不断发展，目前，β型四钼酸铵也在冶金工业中用于钼条、钼丝、钼片和钼粉的制作，其分子式为（NH4）2Mo4O13·2H2O，是一种白色或微黄色的结晶粉末，β型四钼酸铵可分为普通型和拉丝型，适用于不同应用环境，满足不同应用需求。

1 β型四钼酸铵的生产原理及影响因素

1.1 生产原理

β型四钼酸铵对反应环境的酸碱度要求较高，不同酸碱度环境下反应Mo（Ⅵ）的存在形式具有较大的差异性，pH大于4或5时、pH为4～5时、pH为4～2.5时以及pH为2.5～1.5时，Mo（Ⅵ）的存在形式分别MoO42-、Mo7O246-、HMo7O245-以及H2Mo7O244-。β型四钼酸铵需经酸碱反应、缩水和相变三个反应过程，反应式分别为：

另外，β型四钼酸铵的生产原理与钼的木性质具有密不可分的关系，钼是具有银白色金属光泽的物质。钼焙砂预处理工艺往往用于β型四钼酸铵制备前的钼处理，工艺流程为钼精矿-焙烧-钼焙砂预处理-氨浸-净化-酸沉-烘干-筛分、包装-产品。

1.2 结晶影响因素

β型四钼酸铵的工艺流程较为复杂，不同pH值将直接影响β型四钼酸铵的合成，为明确不同pH值下β型四钼酸铵产物的状态及重量，笔者应用控制变量法开展了pH值对β型四钼酸铵合成影响的实验。

实验材料包括氨水、钼酸铵溶液，实验装置包括超级恒温槽、可调速磁力搅拌器、分液漏斗、结晶反应容器、接触温度计，随着pH值的逐渐下降，酸沉产物的产率逐步上升，pH为1.5和2.9时，β型四钼酸铵酸成产物的重量最大，可在实际制备时将pH值控制在1.5～2.0之间，已实现β型四钼酸铵晶体的沉淀量最大化。另外，通过开展多次对比实验，发现温度、原料液浓度以及终点pH值均对β型四钼酸铵的晶体具有影响。

在温度对β型四钼酸铵晶体的影响程度过程中，主要采用的实验材料包括钼酸铵溶液和氨水，将超级恒温槽的温度分别控制在35℃、45℃和55℃，保证反应环境中pH值统一，在结晶反应后对不同温度下样品的部分衍射d值和I/I0（%）值进行记录，可知，反应温度为45℃时，酸沉反应生成产物中β型四钼酸铵含量较大[1]。

在原料液浓度对β型四钼酸铵结晶的影响分析中，分别配置了0.8mol/L、0.3mol/L和0.6 mol/L溶液，在45℃和相同pH值反应环境下进行对比实验，可知，原料液浓度为0.6mol/L时，酸氨溶液的产物为β型四钼酸铵。

在终点pH值对β型四钼酸铵结晶的影响分析中，配置了0.6mol/L的钼酸氨溶液，在45℃的超级恒温槽环境下开展pH值2.0、2.26、2.60和3.0的对比实验。实验结果表明，三组试验样品中，1#样品的测试衍射d值为0.953、0.757、0.657，I/I0分别为58.37%、100%、13.01%;2#样品的测试衍射d值分别为0.951、0.756和0.656，I/I0分别为78.67%、100%和16.63%;3#样品的测试衍射d值分别为0.954、0.757和0.656，I/I0分别为36.83%、100%和13.30%;4#样品的测试衍射d值分别为0.947、0.779和0.654，I/I0分别为51.52%、5.82%和8.39%。由此可知，较高的pH值有利于β型四钼酸铵的结晶[2]。

2 β型四钼酸铵的生产制备

2.1 生产工艺流程

β型四钼酸铵生产工艺以钼氨酸生产工艺为基础，在产物制备过程中应充分识别产物结晶影响因素，从四钼酸铵的晶型控制及动力学角度分析晶核的形成速度和溶液比过饱和度具有的关系，继而明确晶体生长速度对晶体性质的影响、对晶体大小的影响。

目前，β型四钼酸铵的制备方法包括酸沉法和晶种法，其中酸沉法的应用较为广泛，β型四钼酸铵的生产工艺流程是对钼焙砂进行酸分解，继而在氨水中进行溶解、净化，最终完成酸沉结晶。在β型四钼酸铵酸沉结晶后，需要进行转型和烘干处理，转型和烘干的顺序不同，得到的最终产物也不同：先进行转型，继而烘干得到的产物为纯β型四钼酸铵，而先烘干、后转型得到的反应产物为含β型四钼酸铵80%以上的钼酸铵。因此，在β型四钼酸铵的生产过程中，技术人员和生产管理人员应遵循反应顺序和制备程序，已得到具有实际应用价值的反应产物。

2.2 制备条件控制

上文中简要介绍了温度、原料液浓度、终点pH值对β型四钼酸铵晶型的影响，要想得到优质的β型四钼酸铵反应产物，应实现制备条件的合理控制。为明确β型四钼酸铵制备过程中终点pH值、反应温度、搅拌速度和反应时间对结晶过程的影响程度，开展了正交实验。实验中的反应温度分别为50℃、55℃和60℃，终点pH值分别为2.0、2.5和3.0，搅拌速度分别为80r/min、100r/min和120r/min，反应时间分别为0.5h、1.0h和1.5h。九组正交实验所得产物的β型四钼酸铵含量分别为59.7%、59.81%、58.40%、59.83%、61.50%、58.67%、59.00%、60.36%和57.71%。通过对正交试验的结果进行计算，得到反映温度、终点pH值、搅拌速度、反应时间的极差分别为2.93、6.89、1.55和1.43。由此可知，在β型四钼酸铵制备过程中，终点pH值对反应过程和晶型影响最为明显，而反应温度、搅拌速度和反应时间则次之。为有效保证制备的β型四钼酸铵产物的质量，应利用超级恒温控制箱和相关仪器完成终点pH值、反应温度、搅拌速度和反应时间的精细化控制。

2.3 产品结构分析

为保证制备的β型四钼酸铵产物的质量，需要利用扫描电子显微镜对产物进行电子显微分析，明确β型四钼酸铵的松装和粒度检测结果。笔者电子显微分析中设置了六组分析样本，分析结果显示，六组分析样本的松装比重分别为0.93、0.80、0.80、1.06、0.96和1.04，平均粒度分别为5.15、5.01、5.51、7.30、2.38和2.24，粒径为10μm的体积累积粒度分布率分别为2.51%、1.03%、1.05%、1.90%、0.88%和0.88%，粒径为50μm的体积累积粒度分布率分别为16.7%、17.26%、17.53%、17.41%、3.27%和3.46%，粒径为90μm的体积累积粒度分布率分别为为28.92%、35.14%、35.04%、32.63%、9.64%和10.39%，粒徑为50μm的体积累积粒度分布率分别为39.24%、41.84%、42.5%、39.61%、11.41%和12.06%。由此可知，β型四钼酸铵产物结构呈片状，片与片之间有较大孔隙，无明显破碎颗粒。

3 结论

总而言之，在大量人力、物力和有力政策的支持下，我国化工行业具有了坚实发展基础和宽广发展空间，β型四钼酸铵的生产制备过程较为复杂，生产人员和技术人员在制备时需要精细化控制工艺流程，精准设置制备条件，按照制备程序完成全过程质量控制，以满足产物制备要求，使其得以在相关领域中有效应用。

参考文献：

[1]冯寅楠，马高峰，雷宁.某加工料生产钼酸铵酸洗工艺研究[J].中国钼业，2019，43（06）：7-9.

[2]郭株辉.四钼酸铵转化成七钼酸铵的工艺研究[J].铜业工程，2018（06）：46-52.