鉬粉生產工藝
鉬粉生產工藝一般為用用氫還原三氧化鉬生成鉬粉的方法。用碳及含碳氣體以及矽、鋁等都可以將三氧化鉬還原為鉬,但其難獲得純度高的金屬鉬粉。氫還原所生成鉬法純度高,適於生產鉬材或鉬基合金。
鉬粉生產工藝 - 氫還原高純三氧化鉬
氫還原高純三氧化鉬的化學反應式為:
MoO3+H2 |
450~650℃ |
MoO2+H2O↑ △H°298=-85kJ |
→ |
MoO3+H2→Mo+2H2O↑ △H°298=105kJ
反應條件下MoO3與MoO2還可能反應,生成中間氧化物(如Mo4O11等)。
氫還原三氧化鉬的標準工藝分作三階段:
三氧化鉬被還原成二氧化鉬:
MoO3+H2←→MoO2+H2O
這是一個放熱反應。在400~600℃時平衡條件為PH2O/PH2=5.0×107~1.7×106。盛有MoO3粉的鎳舟在四管馬弗爐內緩慢前移,爐溫從400℃上升,在550℃前反應結束,加溫至650℃。排出MoO2粉。若550℃時反應未結束,易熔中間氧化物會在550~600℃熔化,使爐料燒結,還原不充分。
二氧化鉬被還原成鉬粉:這是個吸熱反應,盛MoO2的鎳舟在13管爐內緩慢前移,爐溫延爐管從650℃上升到950℃,反應MoO2+2H2←→Mo + 2H2O平衡中,PH2O/PH2 很小; 645℃為0.234,800℃為0.398,927℃為0.55。所以所通入氫氣要充分乾燥、露點-40~50℃作還原劑。
補充還原:為降低第二段產出鉬粉中含氧量。還要在1000~1100℃下對它補充還原。此種溫度,對第一、二段所用鎳鉻管和加熱器在空氣中化學穩定性下降。第三段是在充滿氫氣,設密閉爐殼的管狀爐中進行。至此,鉬粉中氧含量僅0.25%~0.3%。
這三段工藝在生產實施中,又簡化成:沒有第三段補充氧化;將第一段、第二段在同1台十三管爐內進行;將第一段與仲鉬酸銨分解合在一道工序完成,向仲鉬酸銨分解轉爐通入氫氣,此兩反應溫度接近,經此工藝後,不是產出MoO3,而是直接產出MoO2。不管怎麼變化,都離不了上述化學反應的幾個階段。
通過還原產出的鉬粉,可通過粉冶成型,或電弧爐熔株、電子束熔煉等方法成型。
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