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钼的选矿与加工技术
钼的选矿与加工技术
我国钼的选矿已有半个世纪的前史,钼选厂从旧中国仅有的杨家杖子钼选厂开展到现在有50多个钼选厂、铜钼选厂、钨钼选厂和钼铋选厂出产钼精矿。钼的选矿技能与国外先进国家的距离已越来越小。 我国钼的选矿办法首要是浮选法。在深选含微量铜的以钼为主的矿石时,选用了部分混合—优先浮选的工艺流程。金堆城钼选厂处理的矿石的有价值的矿藏是辉钼矿、黄铁矿和少数黄铜矿,选用了钼铜混合浮选、尾矿浮选黄铁矿、铜-钼别离和钼精矿的部分混合-优先浮选流程。现在,我国还从铜钼矿石中选矿收回钼,常用流程是铜钼混合浮选,进而铜钼别离和钼精矿的精选。 铜钼别离和钼精矿的精选常用的首要有法和法。钼精选的次数首要取决于钼的总富集比。一般是总富集比高,则精选次数一般多些;总富集比低,则精选次数一般少些。如栾川钼选厂所处理的矿石的原矿档次较高(0.2%~0.3%),富集比为133~155,其原规划的精选总次数为7次,而金堆城一选厂所处理的原矿石的钼档次约为0.1%,富集比为430~520,精选总次数达12次。近些年来,为满意钼精矿出口的需求,金堆城钼选厂选用-浸出法除却钼精矿中的杂质。 从我国有色体系的一些钼选厂来看,处理的原矿档次相差很大,高的在0.3%以上,低的在0.1%以下,有的只要0.02%。选矿实践收回率绝大多数在80%以上。所得精矿档次在45%~54%,尾矿档次多在0.02%左右,高的在0.04%,低的在0.01%。 在当时钼的工业出产上,首要是选用辉钼矿精矿进行冶炼,有氧化焙烧、提取纯三氧化钼、复原焙烧成金属钼粉等三个环节。 钼精矿首先在反射炉、多膛炉、欢腾炉,或闪速炉中进行氧化焙烧,脱硫后制成一种不纯三氧化钼(Mo≥40%~48%)的焙砂,焙砂选用金属热法或硅热法等可出产钼铁合金。从焙砂出产纯三氧化钼的办法有两种:一是提高法,二是水冶法。用溶液浸出、净化除掉其间杂质,随后用结晶法或中和法使钼成仲钼酸铵(Mo≥56%)或钼酸状况分出,再经焙解即成纯三氧化钼。最终将纯三氧化钼用氢复原法制成金属钼粉(Mo≥99.7%~99.9%),再用粉末冶金法或进一步用电弧熔炼法制成钼锭或钼条(Mo≥99.8%~99.95%)。 现在国内外对钼精矿的冶炼还研讨实验了一些新技能新办法,例如辉钼矿精矿不经氧化焙烧,直接用氧压煮法或细菌浸出法提取纯三氧化钼。对低档次氧化矿用硫酸浸出,从溶液顶用离子交换法或萃取法提取纯三氧化钼。此外,钼精矿的冶炼办法,还有石灰焙烧法、硝酸浸出法、次浸出法、电氧化浸出法等。 钼精矿中的铼,首要从钼精矿的氧化焙烧烟气淋洗液或氧压煮液中进行收回,然后从溶液中选用萃取法或离子交换法制成高铼酸钾或高铼酸铵,再用复原法制成高纯铼粉。 钼精矿中的有害杂质,如铜、铅、锡、砷、磷、钙、二氧化硅等,不只影响钼制品的质量,并且亦影响钼冶炼的工艺与设备,并污染环境。在冶炼之前需进行严格控制,或在冶炼中加以收回处理,然后成为有用组分,大大提高钼矿床的工业价值。
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我国钼的选矿已有半个世纪的前史,钼选厂从旧中国仅有的杨家杖子钼选厂开展到现在有50多个钼选厂、铜钼选厂、钨钼选厂和钼铋选厂出产钼精矿。钼的选矿技能与国外先进国家的距离已越来越小。 我国钼的选矿办法首要是浮选法。在深选含微量铜的以钼为主的矿石时,选用了部分混合—优先浮选的工艺流程。金堆城钼选厂处理的矿石的有价值的矿藏是辉钼矿、黄铁矿和少数黄铜矿,选用了钼铜混合浮选、尾矿浮选黄铁矿、铜-钼别离和钼精矿的部分混合-优先浮选流程。现在,我国还从铜钼矿石中选矿收回钼,常用流程是铜钼混合浮选,进而铜钼别离和钼精矿的精选。 铜钼别离和钼精矿的精选常用的首要有法和法。钼精选的次数首要取决于钼的总富集比。一般是总富集比高,则精选次数一般多些;总富集比低,则精选次数一般少些。如栾川钼选厂所处理的矿石的原矿档次较高(0.2%~0.3%),富集比为133~155,其原规划的精选总次数为7次,而金堆城一选厂所处理的原矿石的钼档次约为0.1%,富集比为430~520,精选总次数达12次。近些年来,为满意钼精矿出口的需求,金堆城钼选厂选用-浸出法除却钼精矿中的杂质。 从我国有色体系的一些钼选厂来看,处理的原矿档次相差很大,高的在0.3%以上,低的在0.1%以下,有的只要0.02%。选矿实践收回率绝大多数在80%以上。所得精矿档次在45%~54%,尾矿档次多在0.02%左右,高的在0.04%,低的在0.01%。 在当时钼的工业出产上,首要是选用辉钼矿精矿进行冶炼,有氧化焙烧、提取纯三氧化钼、复原焙烧成金属钼粉等三个环节。 钼精矿首先在反射炉、多膛炉、欢腾炉,或闪速炉中进行氧化焙烧,脱硫后制成一种不纯三氧化钼(Mo≥40%~48%)的焙砂,焙砂选用金属热法或硅热法等可出产钼铁合金。从焙砂出产纯三氧化钼的办法有两种:一是提高法,二是水冶法。用溶液浸出、净化除掉其间杂质,随后用结晶法或中和法使钼成仲钼酸铵(Mo≥56%)或钼酸状况分出,再经焙解即成纯三氧化钼。最终将纯三氧化钼用氢复原法制成金属钼粉(Mo≥99.7%~99.9%),再用粉末冶金法或进一步用电弧熔炼法制成钼锭或钼条(Mo≥99.8%~99.95%)。 现在国内外对钼精矿的冶炼还研讨实验了一些新技能新办法,例如辉钼矿精矿不经氧化焙烧,直接用氧压煮法或细菌浸出法提取纯三氧化钼。对低档次氧化矿用硫酸浸出,从溶液顶用离子交换法或萃取法提取纯三氧化钼。此外,钼精矿的冶炼办法,还有石灰焙烧法、硝酸浸出法、次浸出法、电氧化浸出法等。 钼精矿中的铼,首要从钼精矿的氧化焙烧烟气淋洗液或氧压煮液中进行收回,然后从溶液中选用萃取法或离子交换法制成高铼酸钾或高铼酸铵,再用复原法制成高纯铼粉。 钼精矿中的有害杂质,如铜、铅、锡、砷、磷、钙、二氧化硅等,不只影响钼制品的质量,并且亦影响钼冶炼的工艺与设备,并污染环境。在冶炼之前需进行严格控制,或在冶炼中加以收回处理,然后成为有用组分,大大提高钼矿床的工业价值。
钼废料的回收及方法
钼废料的回收及方法
钼的回收(Revivification of Molybdenum)是指由钼的废料,包括含钼废催化剂、废钼化合物,废钼粉、废钼材、废钼合金等,经过氧化焙烧及酸、碱处理而获得钼金属的过程。回收的钼可用来生产工业氧化钼、钼铁、钼酸铵和其它钼酸盐等。废钼的回收,尤其是从废催化剂中获得的钼在钼生产中占着重要地位,被称为钼供给的第三大来源(第一大来源为副产钼,第二大来源为主产钼)。   由于含钼废料种类繁多,再生方法各异,钼的常用再生方法有:升华法、锌熔法和碱浸法等,一般钼的回收率为96-98%。   钼的回收工厂可根据废钼料的具体成分以及工厂的具体条件选择或开发适用的方法,以获取较高的经济效益。 .
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钼的回收(Revivification of Molybdenum)是指由钼的废料,包括含钼废催化剂、废钼化合物,废钼粉、废钼材、废钼合金等,经过氧化焙烧及酸、碱处理而获得钼金属的过程。回收的钼可用来生产工业氧化钼、钼铁、钼酸铵和其它钼酸盐等。废钼的回收,尤其是从废催化剂中获得的钼在钼生产中占着重要地位,被称为钼供给的第三大来源(第一大来源为副产钼,第二大来源为主产钼)。   由于含钼废料种类繁多,再生方法各异,钼的常用再生方法有:升华法、锌熔法和碱浸法等,一般钼的回收率为96-98%。   钼的回收工厂可根据废钼料的具体成分以及工厂的具体条件选择或开发适用的方法,以获取较高的经济效益。 .
钼及钼合金粉末冶金技术研究现状与发展
钼及钼合金粉末冶金技术研究现状与发展
体系总结了钼及钼合金粉末冶金技能的研讨进展和工业运用现状。别离论说了钼粉末冶金理论、超细(纳米)钼粉、大粒度(和高活动性)钼粉、高纯钼粉、新式钼成型技能、新式钼烧结技能、钼粉末冶金进程数值模仿技能等7个研讨方向的技能原理、技能特色、设备结构和工业运用现状,并分析其展开远景。钼及钼合金具有高的高温强度和高温硬度,杰出的导热性和导电性,低的热膨胀系数,优异的耐磨性和抗腐蚀性,被广泛运用于航天航空、动力电力、微电子、生物医药、机械加工、医疗器械、照明、玻纤、国防建设等范畴。本文体系总结钼及钼合金粉末冶金技能的原理、技能特色、设备结构和工业运用现状,并分析其展开远景。   一、钼粉末制备技能展开   跟着轿车、电子、航空、航天等职业的日益展开,对钼粉末冶金制品的质量要求越来越高,因而要求钼粉质料在化学成分、物理描摹、均匀粒度、粒度散布、松装密度、活动性等许多方面具有愈加优异的功能目标,钼粉朝着高纯、超细、成分可调的方向展开,然后对其制备理论和制备技能提出了更高的要求。   (一)钼粉复原理论研讨   钼粉的制取进程是一个包含钼酸铵到MoO3、MoO到MoO2、MoO2到钼粉等3个独立化学反响,阅历一系列杂乱的相变进程,触及钼酸铵质料以及MoO3、MoO2、钼蓝等中间钼氧化产品的描摹、尺度、结构、功能等许多要素的极端杂乱的物理化学进程。   现在,已根本清晰MoO3到Mo的复原进程动力学机制,即:MoO3到MoO2阶段反响进程契合核决裂模型,MoO2到Mo阶段反响契合核减缩模型;MoO2到Mo阶段反响有两种办法,低露点气氛时通过假晶改变,高露点气氛时通过化学气相搬迁。但对MoO3到MoO2阶段的反响办法没有构成共同观点,Sloczynski以为MoO3到MoO2的复原是以Mo4O11为中间产品的接连反响,Ressler等以为在复原进程中,MoO3首要吸附氢原子[H]生成HxMoO3,然后HxMoO3开释所吸附的[H]改变为MoO3和MoO22种产品,跟着温度上升MoO2不断长大,而改变成的中间态MoO3进一步复原为Mo4O11,进而复原成MoO2。国内尹周澜等、刘心宇等、潘叶金等在这一范畴也进行了必定作业,但未见到较完善的物理模型和数学模型的报道。   (二)超细(纳米)钼粉制备技能研讨   现在,制备超细钼粉的办法首要有:蒸腾态三氧化钼复原法、活化复原法和十二钼酸铵复原法。纳米钼粉的制备办法首要有:微波等离子法、电脉冲放电等。   1、蒸腾态三氧化钼复原法   蒸腾态三氧化钼复原法,是将MoO3粉末(纯度达99.9%)装在钼舟上,置于1300~1500℃的预热炉中蒸腾成气态,在流量为150mL/min的H2-N2气体和流量为400mL/min的H2的混合气流的夹载下,MoO3蒸气进入反响区,通过复原成为超细钼粉。该办法可取得粒径为40~70nm的均匀球形颗粒钼粉,但其工艺参数操控比较困难,其间,MoO3-N2和H2-N2气流的混合温度以及MoO3成分都对粉末粒度的影响很大。   2、活化复原法   活化复原法以七钼酸铵(APM)为质料,在NH4Cl的催化效果下,通过复原进程制备超细钼粉,复原进程中NH4Cl彻底蒸发。其复原进程大致分为氯化铵加热分化、APM分化成氧化钼、MoO3和HCl反响生成7MoO2Cl2、MoO2Cl2被复原为超细钼粉等4个阶段。总反响式为:NH4Cl+(NH4)6Mo7O24+4H2O=HCl+7NH3+28H2O+7Mo。该办法比传统办法的复原温度下降约200~300℃,而且只运用一次复原进程,工艺较简略。此办法制备的钼粉均匀粒度为0.1μm,且粉末具有杰出的烧结功能。韩国岭南大学提出了类似办法,仅仅所用质料为高纯MoO3。   3、十二钼酸铵复原法   十二钼酸铵复原法 是将十二钼酸铵在镍合金舟中,并置于管式炉中,在530℃下用复原,然后再在900℃下用复原,可制出比表面积为3.0m2/g以上的钼粉,这种钼粉的粒度为900nm左右。该办法仅有工艺进程描绘,未见到进程机制的分析,其可行性没有可知。   4、羰基热分化法   羟基法是以羟基钼为质料,在常压和350~1000℃的温度及N2气氛下,对羟基钼料进行蒸气热分化处理。因为羟基化合物分化后,在气相中情况下完结形核、结晶、晶核长大,所以制备的钼粉颗粒较细,均匀粒度为1~2μm。运用羟基法制得的钼粉具有很高的化学纯度和杰出的烧结性。   5、微波等离子法   微波等离子法运用羟基热解的原理制取钼粉。微波等离子设备运用高频电磁振荡微波击穿N2等反响气体,构成高温微波等离子体,进而使Mo(CO)6在N2等离子体气氛下热解发生粒度均匀共同的纳米级钼粉,该设备能够将生成的CO当即排走,且使发生的Mo敏捷冷凝进入搜集设备,所以能制备出比羟基热解法粒度更小的纳米钼粉(均匀粒径在50nm以下),单颗粒近似球形,常温下在空气中的稳定性好,因而此种纳米钼粉可广泛运用。   6、等离子氢复原法   等离子复原法的原理是:选用混合等离子反响设备将高压直流电弧喷射在高频等离子气流上,然后构成一种混合等离子气流,运用等离子蒸气复原,开端得到超细钼粉。取得的初始超细钼粉打针在直流弧喷射器上,当即被冷却水冷却成超细粉粒。所得到粉末均匀粒径约为30~50nm,适用于热喷涂用的球形粉末。该办法也可用于制备其他难熔金属的超细粉末,如W、Ta和Nb。微波等离子法和等离子氢复原法制备的纳米钼粉纯度较高,描摹较好,但其出产本钱大大提高。   7、机械合金化法   日本的桑野寿选用碳素钢、SUS304不锈钢、硬质合金钢nm左右的钼粉。这种办引起Fe、Fe-Cr-Ni和W在钼中固溶,其固溶量到达百分数级。此外,电脉冲法和电子束辐照法、冷气流破坏、金属丝电爆破法、高强度超声波法、电脉冲放电、关闭循环氢复原法、电子束辐射法等大多只具有实验研讨的价值,尚不具有工业化制备的条件。   (三)大粒度(和高活动性)钼粉制备技能研讨--钼粉的增大改形技能研讨大粒度(和高活动性)钼粉首要用于精细器材的焊接和喷涂,其物性目标首要有:大粒度(≥10μm)、大松装密度(3.0~5.0g/cm3)、杰出的活动性(10~30s/50g)。相对费氏粒度一般为5μm以下,粒度散布根本呈正态散布,松装密度在0.9~1.3g/cm3之间,钼粉描摹为不规矩颗粒团,活动性较差(霍尔流速计无法测出)的惯例钼粉而言,这类钼粉的制备难点首要有3点:粒度大、密度大、活动性好。满意这3点要求的抱负钼粉描摹是大直径的实心球体,这与惯例钼粉非规格松懈颗粒团的描摹天壤之别。一般地,钼粉增大改形技能首要有化学法和物理法两大类。   1、化学法   制备出大粒度钼酸铵单晶块状颗粒,依照遗传性原理,通过后续焙烧、复原,制备出大粒度的钼粉真颗粒(惯例钼粉颗粒实践上是许多小颗粒的聚会体),随后进行必定的机械处理,取得描摹圆整、密度大、尺度大的钼粉颗粒。这种办法理论上可行,可是制备大单晶钼酸铵颗粒的难度较大,而且后续钼粉尺度和描摹的遗传性量化规矩不清晰,工艺流程较长。   2、机械造粒技能   将加有粘结剂的混合钼粉在模具或造粒设备中,通过机械约束得到必定尺度,然后脱除粘结剂,烧结成必定强度的规矩颗粒团。这种办法原理简略,但实验标明,这种办法增大钼粉粒度较为简略,但对活动性改善不大。   3、等离子造粒技能   等离子造粒技能在粉末改形方面运用由来已久,其原理是,在维护气氛下,通过必定途径将粉末送入等离子火焰心部,运用高达几千摄氏度的高温使粉末颗粒熔化,然后在自在下落进程中运用液滴的表面张力自行球化,球形液滴通过冷却介质激冷呈大粒度、高密度球形粉末。这种办法取得的粉末具有很好的物性目标,商场远景宽广,但其技能难度较大,特别在粉末运送和维护气氛的坚持、制品的冷却搜集等方面较为困难,设备出资大,保养比较困难。   4、流化床复原法   钼粉的流化床复原法由美国Carpenter等提出,通过2阶段流化床复原直接把粒状或粉末状的MoO3复原成金属钼粉。第1阶段选用作流态化复原气体,在400~650℃下把MoO3复原为MoO2;第2阶段选用作流态化复原气体,在700~1400℃下将MoO2复原成金属Mo。因为在流化床内,气-固之间能够取得最充沛的触摸,床内温度最均匀,因而反响速度快,能够有效地完结对钼粉粒度和形状的操控,所以该办法出产出的钼粉颗粒呈等轴状,粉末活动性好,后续烧结细密度高。这种办法没有见到详细出产运用的信息。   (四)高纯钼粉制备技能研讨   高纯钼粉用于耐高压大电流半导体器材的钼引线、声像设备、照相机零件和高密度集成电路中的门电极靶材等。要制备高纯钼粉,有必要首要取得高纯三氧化钼或高纯卤化物。取得高纯三氧化钼的工艺首要有:   1、等离子物理气相堆积法   以空气等离子处理普通的三氧化钼,运用三氧化钼沸点比大大都杂质低的特色,令其在空气等离子焰中敏捷蒸发,然后在等离子焰外引进很多冷空气使气态三氧化钼激冷,取得超纯三氧化钼粉末。   2、离子交换法   将质料粉末溶于聚四氟乙烯容器中加水拌和,然后以1L/h的速度向容器中参加浓度为30%的H2O2。所得溶液通过H型阳离子交换剂,将容器中的溶液加热至95℃,抽气压力在25Pa左右坚持5h,浓缩后构成沉积,即为高纯三氧化钼。   3、化学净化法   通过屡次重结晶,取得高纯钼酸铵,然后煅烧得到高纯三氧化钼。   取得高纯三氧化钼后,选用传统氢复原法和等离子氢复原法均可取得高纯度钼粉。这几种制备技能均有运用的报道,但详细技能思路和细节均未揭露。   取得高纯卤化物的工艺原理是:将工业三氧化钼或钼金属废料(如垂熔条的夹头、钼材边角料、废钼丝等)卤化得到卤化物(一般为),然后在550℃左右的高温条件下对卤化钼进行分馏处理,使里边的杂质蒸发,得到深度提纯的卤化钼(据称纯度可到达5N),终究通过氢氯焰或氢等离子焰复原,得到高纯钼粉。日本学者佐伯雄造报道了800~1000℃下氢复原高纯的研讨,得到的超纯钼粉中金属杂质含量比其时商场上高纯钼粉低2个数量级。氢复原法是一种产品纯度高,简略易行的办法。可是的制备、提纯和氢复原进程均运用了,对操作人员和环境危害较大。   二、新式钼成型技能展开   现在,粉末的成型技能朝着"成型件的高细密化、结构杂乱化、(近)净成型、成型快速化"的方向展开。以下几种约束成型技能具有很大的技能创新性,一旦取得打破,将对钼固结技能(包含约束和烧结)发生性的影响,但这些技能的详细技能细节没有发表。   1、动磁约束(DMC)技能   1995年美国开端研讨“动磁约束”并于2000年取得成功。动磁约束的作业原理是:将粉末装于一个导电的护套内,置于高强磁场线圈的中心腔内。电容器放电在数微秒内对线圈通入高脉冲电流,线圈腔内构成磁场,护套内发生感应电流。感应电流与施加磁场彼此效果,发生由外向内紧缩护套的磁力,因而粉末得到二维约束。整个约束进程缺乏1ms。相对传统的模压技能,动磁约束技能具有工件约束密度高(生坯密度可到达理论密度的95%以上),作业条件愈加灵敏,不运用润滑剂与粘结剂,有利于环保等长处。现在动磁约束的运用已挨近工业化阶段,第1台动磁约束体系已在试运行。   2、温压技能   温压技能由美国Hoeganaes公司于1994年提出,其工艺进程是,在140℃左右,将由质料粉末和高温聚合物润滑剂组成的粉末喂入模具型腔,然后约束取得高细密度的压坯。这种专利聚合物在约150℃具有杰出的润滑性,而在室温则成为杰出的粘结剂。温压技能是一项运用单次约束/烧结制备高细密度零件的低本钱技能,只通过一次约束便可到达复压/复烧或熔渗工艺方能到达的密度,而出产本钱却低得多,乃至可与粉末铸造相竞赛。但现在适合于钼合金的喂料配方需求实验断定。   3、活动温压(WFC)技能   活动温压技能由德国Fraunhofer研讨所提出。其根本原理是:通过在惯例粒度粉末中,参加适量的微细粉末和润滑剂,然后
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体系总结了钼及钼合金粉末冶金技能的研讨进展和工业运用现状。别离论说了钼粉末冶金理论、超细(纳米)钼粉、大粒度(和高活动性)钼粉、高纯钼粉、新式钼成型技能、新式钼烧结技能、钼粉末冶金进程数值模仿技能等7个研讨方向的技能原理、技能特色、设备结构和工业运用现状,并分析其展开远景。钼及钼合金具有高的高温强度和高温硬度,杰出的导热性和导电性,低的热膨胀系数,优异的耐磨性和抗腐蚀性,被广泛运用于航天航空、动力电力、微电子、生物医药、机械加工、医疗器械、照明、玻纤、国防建设等范畴。本文体系总结钼及钼合金粉末冶金技能的原理、技能特色、设备结构和工业运用现状,并分析其展开远景。   一、钼粉末制备技能展开   跟着轿车、电子、航空、航天等职业的日益展开,对钼粉末冶金制品的质量要求越来越高,因而要求钼粉质料在化学成分、物理描摹、均匀粒度、粒度散布、松装密度、活动性等许多方面具有愈加优异的功能目标,钼粉朝着高纯、超细、成分可调的方向展开,然后对其制备理论和制备技能提出了更高的要求。   (一)钼粉复原理论研讨   钼粉的制取进程是一个包含钼酸铵到MoO3、MoO到MoO2、MoO2到钼粉等3个独立化学反响,阅历一系列杂乱的相变进程,触及钼酸铵质料以及MoO3、MoO2、钼蓝等中间钼氧化产品的描摹、尺度、结构、功能等许多要素的极端杂乱的物理化学进程。   现在,已根本清晰MoO3到Mo的复原进程动力学机制,即:MoO3到MoO2阶段反响进程契合核决裂模型,MoO2到Mo阶段反响契合核减缩模型;MoO2到Mo阶段反响有两种办法,低露点气氛时通过假晶改变,高露点气氛时通过化学气相搬迁。但对MoO3到MoO2阶段的反响办法没有构成共同观点,Sloczynski以为MoO3到MoO2的复原是以Mo4O11为中间产品的接连反响,Ressler等以为在复原进程中,MoO3首要吸附氢原子[H]生成HxMoO3,然后HxMoO3开释所吸附的[H]改变为MoO3和MoO22种产品,跟着温度上升MoO2不断长大,而改变成的中间态MoO3进一步复原为Mo4O11,进而复原成MoO2。国内尹周澜等、刘心宇等、潘叶金等在这一范畴也进行了必定作业,但未见到较完善的物理模型和数学模型的报道。   (二)超细(纳米)钼粉制备技能研讨   现在,制备超细钼粉的办法首要有:蒸腾态三氧化钼复原法、活化复原法和十二钼酸铵复原法。纳米钼粉的制备办法首要有:微波等离子法、电脉冲放电等。   1、蒸腾态三氧化钼复原法   蒸腾态三氧化钼复原法,是将MoO3粉末(纯度达99.9%)装在钼舟上,置于1300~1500℃的预热炉中蒸腾成气态,在流量为150mL/min的H2-N2气体和流量为400mL/min的H2的混合气流的夹载下,MoO3蒸气进入反响区,通过复原成为超细钼粉。该办法可取得粒径为40~70nm的均匀球形颗粒钼粉,但其工艺参数操控比较困难,其间,MoO3-N2和H2-N2气流的混合温度以及MoO3成分都对粉末粒度的影响很大。   2、活化复原法   活化复原法以七钼酸铵(APM)为质料,在NH4Cl的催化效果下,通过复原进程制备超细钼粉,复原进程中NH4Cl彻底蒸发。其复原进程大致分为氯化铵加热分化、APM分化成氧化钼、MoO3和HCl反响生成7MoO2Cl2、MoO2Cl2被复原为超细钼粉等4个阶段。总反响式为:NH4Cl+(NH4)6Mo7O24+4H2O=HCl+7NH3+28H2O+7Mo。该办法比传统办法的复原温度下降约200~300℃,而且只运用一次复原进程,工艺较简略。此办法制备的钼粉均匀粒度为0.1μm,且粉末具有杰出的烧结功能。韩国岭南大学提出了类似办法,仅仅所用质料为高纯MoO3。   3、十二钼酸铵复原法   十二钼酸铵复原法 是将十二钼酸铵在镍合金舟中,并置于管式炉中,在530℃下用复原,然后再在900℃下用复原,可制出比表面积为3.0m2/g以上的钼粉,这种钼粉的粒度为900nm左右。该办法仅有工艺进程描绘,未见到进程机制的分析,其可行性没有可知。   4、羰基热分化法   羟基法是以羟基钼为质料,在常压和350~1000℃的温度及N2气氛下,对羟基钼料进行蒸气热分化处理。因为羟基化合物分化后,在气相中情况下完结形核、结晶、晶核长大,所以制备的钼粉颗粒较细,均匀粒度为1~2μm。运用羟基法制得的钼粉具有很高的化学纯度和杰出的烧结性。   5、微波等离子法   微波等离子法运用羟基热解的原理制取钼粉。微波等离子设备运用高频电磁振荡微波击穿N2等反响气体,构成高温微波等离子体,进而使Mo(CO)6在N2等离子体气氛下热解发生粒度均匀共同的纳米级钼粉,该设备能够将生成的CO当即排走,且使发生的Mo敏捷冷凝进入搜集设备,所以能制备出比羟基热解法粒度更小的纳米钼粉(均匀粒径在50nm以下),单颗粒近似球形,常温下在空气中的稳定性好,因而此种纳米钼粉可广泛运用。   6、等离子氢复原法   等离子复原法的原理是:选用混合等离子反响设备将高压直流电弧喷射在高频等离子气流上,然后构成一种混合等离子气流,运用等离子蒸气复原,开端得到超细钼粉。取得的初始超细钼粉打针在直流弧喷射器上,当即被冷却水冷却成超细粉粒。所得到粉末均匀粒径约为30~50nm,适用于热喷涂用的球形粉末。该办法也可用于制备其他难熔金属的超细粉末,如W、Ta和Nb。微波等离子法和等离子氢复原法制备的纳米钼粉纯度较高,描摹较好,但其出产本钱大大提高。   7、机械合金化法   日本的桑野寿选用碳素钢、SUS304不锈钢、硬质合金钢nm左右的钼粉。这种办引起Fe、Fe-Cr-Ni和W在钼中固溶,其固溶量到达百分数级。此外,电脉冲法和电子束辐照法、冷气流破坏、金属丝电爆破法、高强度超声波法、电脉冲放电、关闭循环氢复原法、电子束辐射法等大多只具有实验研讨的价值,尚不具有工业化制备的条件。   (三)大粒度(和高活动性)钼粉制备技能研讨--钼粉的增大改形技能研讨大粒度(和高活动性)钼粉首要用于精细器材的焊接和喷涂,其物性目标首要有:大粒度(≥10μm)、大松装密度(3.0~5.0g/cm3)、杰出的活动性(10~30s/50g)。相对费氏粒度一般为5μm以下,粒度散布根本呈正态散布,松装密度在0.9~1.3g/cm3之间,钼粉描摹为不规矩颗粒团,活动性较差(霍尔流速计无法测出)的惯例钼粉而言,这类钼粉的制备难点首要有3点:粒度大、密度大、活动性好。满意这3点要求的抱负钼粉描摹是大直径的实心球体,这与惯例钼粉非规格松懈颗粒团的描摹天壤之别。一般地,钼粉增大改形技能首要有化学法和物理法两大类。   1、化学法   制备出大粒度钼酸铵单晶块状颗粒,依照遗传性原理,通过后续焙烧、复原,制备出大粒度的钼粉真颗粒(惯例钼粉颗粒实践上是许多小颗粒的聚会体),随后进行必定的机械处理,取得描摹圆整、密度大、尺度大的钼粉颗粒。这种办法理论上可行,可是制备大单晶钼酸铵颗粒的难度较大,而且后续钼粉尺度和描摹的遗传性量化规矩不清晰,工艺流程较长。   2、机械造粒技能   将加有粘结剂的混合钼粉在模具或造粒设备中,通过机械约束得到必定尺度,然后脱除粘结剂,烧结成必定强度的规矩颗粒团。这种办法原理简略,但实验标明,这种办法增大钼粉粒度较为简略,但对活动性改善不大。   3、等离子造粒技能   等离子造粒技能在粉末改形方面运用由来已久,其原理是,在维护气氛下,通过必定途径将粉末送入等离子火焰心部,运用高达几千摄氏度的高温使粉末颗粒熔化,然后在自在下落进程中运用液滴的表面张力自行球化,球形液滴通过冷却介质激冷呈大粒度、高密度球形粉末。这种办法取得的粉末具有很好的物性目标,商场远景宽广,但其技能难度较大,特别在粉末运送和维护气氛的坚持、制品的冷却搜集等方面较为困难,设备出资大,保养比较困难。   4、流化床复原法   钼粉的流化床复原法由美国Carpenter等提出,通过2阶段流化床复原直接把粒状或粉末状的MoO3复原成金属钼粉。第1阶段选用作流态化复原气体,在400~650℃下把MoO3复原为MoO2;第2阶段选用作流态化复原气体,在700~1400℃下将MoO2复原成金属Mo。因为在流化床内,气-固之间能够取得最充沛的触摸,床内温度最均匀,因而反响速度快,能够有效地完结对钼粉粒度和形状的操控,所以该办法出产出的钼粉颗粒呈等轴状,粉末活动性好,后续烧结细密度高。这种办法没有见到详细出产运用的信息。   (四)高纯钼粉制备技能研讨   高纯钼粉用于耐高压大电流半导体器材的钼引线、声像设备、照相机零件和高密度集成电路中的门电极靶材等。要制备高纯钼粉,有必要首要取得高纯三氧化钼或高纯卤化物。取得高纯三氧化钼的工艺首要有:   1、等离子物理气相堆积法   以空气等离子处理普通的三氧化钼,运用三氧化钼沸点比大大都杂质低的特色,令其在空气等离子焰中敏捷蒸发,然后在等离子焰外引进很多冷空气使气态三氧化钼激冷,取得超纯三氧化钼粉末。   2、离子交换法   将质料粉末溶于聚四氟乙烯容器中加水拌和,然后以1L/h的速度向容器中参加浓度为30%的H2O2。所得溶液通过H型阳离子交换剂,将容器中的溶液加热至95℃,抽气压力在25Pa左右坚持5h,浓缩后构成沉积,即为高纯三氧化钼。   3、化学净化法   通过屡次重结晶,取得高纯钼酸铵,然后煅烧得到高纯三氧化钼。   取得高纯三氧化钼后,选用传统氢复原法和等离子氢复原法均可取得高纯度钼粉。这几种制备技能均有运用的报道,但详细技能思路和细节均未揭露。   取得高纯卤化物的工艺原理是:将工业三氧化钼或钼金属废料(如垂熔条的夹头、钼材边角料、废钼丝等)卤化得到卤化物(一般为),然后在550℃左右的高温条件下对卤化钼进行分馏处理,使里边的杂质蒸发,得到深度提纯的卤化钼(据称纯度可到达5N),终究通过氢氯焰或氢等离子焰复原,得到高纯钼粉。日本学者佐伯雄造报道了800~1000℃下氢复原高纯的研讨,得到的超纯钼粉中金属杂质含量比其时商场上高纯钼粉低2个数量级。氢复原法是一种产品纯度高,简略易行的办法。可是的制备、提纯和氢复原进程均运用了,对操作人员和环境危害较大。   二、新式钼成型技能展开   现在,粉末的成型技能朝着"成型件的高细密化、结构杂乱化、(近)净成型、成型快速化"的方向展开。以下几种约束成型技能具有很大的技能创新性,一旦取得打破,将对钼固结技能(包含约束和烧结)发生性的影响,但这些技能的详细技能细节没有发表。   1、动磁约束(DMC)技能   1995年美国开端研讨“动磁约束”并于2000年取得成功。动磁约束的作业原理是:将粉末装于一个导电的护套内,置于高强磁场线圈的中心腔内。电容器放电在数微秒内对线圈通入高脉冲电流,线圈腔内构成磁场,护套内发生感应电流。感应电流与施加磁场彼此效果,发生由外向内紧缩护套的磁力,因而粉末得到二维约束。整个约束进程缺乏1ms。相对传统的模压技能,动磁约束技能具有工件约束密度高(生坯密度可到达理论密度的95%以上),作业条件愈加灵敏,不运用润滑剂与粘结剂,有利于环保等长处。现在动磁约束的运用已挨近工业化阶段,第1台动磁约束体系已在试运行。   2、温压技能   温压技能由美国Hoeganaes公司于1994年提出,其工艺进程是,在140℃左右,将由质料粉末和高温聚合物润滑剂组成的粉末喂入模具型腔,然后约束取得高细密度的压坯。这种专利聚合物在约150℃具有杰出的润滑性,而在室温则成为杰出的粘结剂。温压技能是一项运用单次约束/烧结制备高细密度零件的低本钱技能,只通过一次约束便可到达复压/复烧或熔渗工艺方能到达的密度,而出产本钱却低得多,乃至可与粉末铸造相竞赛。但现在适合于钼合金的喂料配方需求实验断定。   3、活动温压(WFC)技能   活动温压技能由德国Fraunhofer研讨所提出。其根本原理是:通过在惯例粒度粉末中,参加适量的微细粉末和润滑剂,然后
稀有金属中有哪些“硬汉子”
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在稀有金属家族中,有许多成员“性格顽强”。它们不仅熔点高,而且具有很强的抗腐蚀能力,在空气中不易被氧化,因此被称作金属中的“硬汉子”。它的熔点高达3410℃,是所有金属中***高的,因此可以作为灯丝材料。忍耐2000℃的高温对钨来说是小菜一碟。金属钨主要用于硬质合金、特种钢等产品, 被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业,有人送给它“工业的牙齿”的称号。   熔点排名第二的是金属铼,为3180℃。值得一提的是,铼是一种真正的稀有元素。它在地壳中的含量非常稀少、分散,仅仅高于镤和镭这些元素。因此,它是***后一种被人们发现的存在于自然界中的元素。自门捷列夫发现元素周期律以后,科学家经过半个多世纪的努力都没有找到它,直至1925年,它才被德国化学家发现。   熔点排名第三的是金属锇,为3045℃。同时,它也是自然界中***重的金属,其密度高达22.4克/厘米3。位居第四的是金属钽,其熔点为2996℃。   熔点超过2000℃的金属,还有钼、铪等。钼是人体和动植物必需的微量元素。一个成年人体内所含的钼总量为9毫克,其中肝、肾中含量***高。植物在钼的作用下可以固氮,将氮气转化为能吸收的形式。钼主要用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,又被称作“战争金属”。金属铪的熔点为2233℃。值得一提的是,铪的一种合金是已知熔点***高的物质,约为4215℃。
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在稀有金属家族中,有许多成员“性格顽强”。它们不仅熔点高,而且具有很强的抗腐蚀能力,在空气中不易被氧化,因此被称作金属中的“硬汉子”。它的熔点高达3410℃,是所有金属中***高的,因此可以作为灯丝材料。忍耐2000℃的高温对钨来说是小菜一碟。金属钨主要用于硬质合金、特种钢等产品, 被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业,有人送给它“工业的牙齿”的称号。   熔点排名第二的是金属铼,为3180℃。值得一提的是,铼是一种真正的稀有元素。它在地壳中的含量非常稀少、分散,仅仅高于镤和镭这些元素。因此,它是***后一种被人们发现的存在于自然界中的元素。自门捷列夫发现元素周期律以后,科学家经过半个多世纪的努力都没有找到它,直至1925年,它才被德国化学家发现。   熔点排名第三的是金属锇,为3045℃。同时,它也是自然界中***重的金属,其密度高达22.4克/厘米3。位居第四的是金属钽,其熔点为2996℃。   熔点超过2000℃的金属,还有钼、铪等。钼是人体和动植物必需的微量元素。一个成年人体内所含的钼总量为9毫克,其中肝、肾中含量***高。植物在钼的作用下可以固氮,将氮气转化为能吸收的形式。钼主要用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,又被称作“战争金属”。金属铪的熔点为2233℃。值得一提的是,铪的一种合金是已知熔点***高的物质,约为4215℃。
有色金属粉体材料在新型高科技产业应用前景广阔
有色金属粉体材料在新型高科技产业应用前景广阔
有色冶金粉体材料如镍粉、铜粉、钴粉及合金粉末等被广泛应用于家电、摩托车、硬质合金、金刚石工具、汽车工业等许多行业和领域,其市场需求量与日剧增,在新型高科技产业应用前景更为广阔。目前汽车、摩拖车、家电、农机、缝纫机、办公自动化等行业应用粉末冶金机械零件的领域和范围越来越广。在工业化程度较高的国家,粉末冶金零件的主要用途在汽车工业。北美成为世界上粉末冶金零件用量较多、技术发展较快的地区,粉末冶金零件中用于汽车工业的高达70%,在日本用于汽车工业的高达84%左右,在西欧约为80%。从目前的技术水平来看,每辆车使用冶金粉末零件的数量呈不断增多的趋势。
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有色冶金粉体材料如镍粉、铜粉、钴粉及合金粉末等被广泛应用于家电、摩托车、硬质合金、金刚石工具、汽车工业等许多行业和领域,其市场需求量与日剧增,在新型高科技产业应用前景更为广阔。目前汽车、摩拖车、家电、农机、缝纫机、办公自动化等行业应用粉末冶金机械零件的领域和范围越来越广。在工业化程度较高的国家,粉末冶金零件的主要用途在汽车工业。北美成为世界上粉末冶金零件用量较多、技术发展较快的地区,粉末冶金零件中用于汽车工业的高达70%,在日本用于汽车工业的高达84%左右,在西欧约为80%。从目前的技术水平来看,每辆车使用冶金粉末零件的数量呈不断增多的趋势。
从钴的砷化矿中提钴的方法
从钴的砷化矿中提钴的方法
一、砷化钴精矿的湿法冶金流程,湿法处理砷钴精矿要以法国的尤琴钴厂的舍日诺-库鲁曼法和诺贝尔-波载法较好。舍日诺-库鲁曼法是精确操控欢腾焙烧的条件,使砷以As2O3蒸发除掉。砷化物的氧化反响主要按下式进行:一同也有部分反响继续进行而生成钴。高温文大的气-固界面利于As2O3蒸发并促进盐分化。因而欢腾焙烧在原则上可以用快速加热促进精矿脱砷。将产出的贫砷烧渣氯化拌和浸出。浸出液经中和、净化,使贵金属、重金属、溶液中剩下的铁沉积,溶液中的钴用电解或加压氢复原制得钴粉。也可加苏打沉积出Co(OH)2,再经煅烧成Co2O3。   依据诺贝尔-波载法,选用硫酸、硝酸混合液溶解,砷可进入溶液。经过冷却,大部分砷、脉石进入一次浸出渣,与含有大部分钴(钴一次浸出率为88%~92%)的溶液别离。用93℃的水溶解出As2O3,经冷却结晶出As2O3,枯燥后出售。滤渣进行二次浸出,可使钴总浸出率达99.5%。在pH值较低的时分用氯和石灰石沉积铁,溶液中的砷便跟铁一同沉积下来。纯钴液用氯和苏打使其呈三价钴状况沉积,然后将Co(OH)3再处理成钴盐和氧化钴。   二、砷化钴矿的高压湿法冶金流程   本世纪五十年代,关于砷钴矿的高压湿法冶金流程的研讨较多,我国、美国做的作业更多。下面介绍美国曾一度出产过的加菲尔德钴精粹厂的高压酸浸流程和纽伯钴厂的高压碱浸流程。   (一)砷化钴矿的高压酸浸流程。加菲尔德钴精粹厂处理黑乌区域的砷钴矿。1955年12月底按高压酸浸及高压氢复原法出产,遇到酸浸高压釜配件的防腐质料问题,钴粉质量也差,1957年11月又用电解法替代高压氯复原法出产金属钴。   (二)砷化钴矿高压碱浸流程。纽伯钴厂是1957年建成的实验厂,日处理加拿大安大略省的砷钴矿与精矿30~60吨。选用高压碱浸(西尔法Sillmethod)出产Co2O3粉。其质料成分为(%):Co12、Ni3.0、Cu1.0、As45、Fe19、S20、Ag3000~4500克∕吨。将砷以Ca3(AsO4)2从出产流程中除掉是其特色。   三、砷钴精矿的火法-涅法联合处理流程   这种流程是适应性较广的老办法。二次世界大战前西德的哥斯拉钴厂用该法处理摩洛哥,加拿大和缅甸的砷钴矿。加拿大德洛诺钴厂也是选用该法出产的老供应商。   我国某钴厂曾处理从摩洛哥进口的砷钴矿,其化学成分为(%):Co9~l4、As40~60、Ni1.3~5、Fe5~10、Cu0.03~1、S1~5、MnO 0.4~1。该厂曩昔对摩洛哥砷钴矿的处理流程见图3。   在出产中发现这个流程太长,钴液不断稀释而使处理溶液量添加,设备容积大,产出较多的渣和液。因而曾研讨用国产P204萃取脱除杂质和萃取别离镍、钴,用反萃制取CoCl2溶液,此溶液用一般办法制得合适硬质合金要求的纯氧化钴粉。
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一、砷化钴精矿的湿法冶金流程,湿法处理砷钴精矿要以法国的尤琴钴厂的舍日诺-库鲁曼法和诺贝尔-波载法较好。舍日诺-库鲁曼法是精确操控欢腾焙烧的条件,使砷以As2O3蒸发除掉。砷化物的氧化反响主要按下式进行:一同也有部分反响继续进行而生成钴。高温文大的气-固界面利于As2O3蒸发并促进盐分化。因而欢腾焙烧在原则上可以用快速加热促进精矿脱砷。将产出的贫砷烧渣氯化拌和浸出。浸出液经中和、净化,使贵金属、重金属、溶液中剩下的铁沉积,溶液中的钴用电解或加压氢复原制得钴粉。也可加苏打沉积出Co(OH)2,再经煅烧成Co2O3。   依据诺贝尔-波载法,选用硫酸、硝酸混合液溶解,砷可进入溶液。经过冷却,大部分砷、脉石进入一次浸出渣,与含有大部分钴(钴一次浸出率为88%~92%)的溶液别离。用93℃的水溶解出As2O3,经冷却结晶出As2O3,枯燥后出售。滤渣进行二次浸出,可使钴总浸出率达99.5%。在pH值较低的时分用氯和石灰石沉积铁,溶液中的砷便跟铁一同沉积下来。纯钴液用氯和苏打使其呈三价钴状况沉积,然后将Co(OH)3再处理成钴盐和氧化钴。   二、砷化钴矿的高压湿法冶金流程   本世纪五十年代,关于砷钴矿的高压湿法冶金流程的研讨较多,我国、美国做的作业更多。下面介绍美国曾一度出产过的加菲尔德钴精粹厂的高压酸浸流程和纽伯钴厂的高压碱浸流程。   (一)砷化钴矿的高压酸浸流程。加菲尔德钴精粹厂处理黑乌区域的砷钴矿。1955年12月底按高压酸浸及高压氢复原法出产,遇到酸浸高压釜配件的防腐质料问题,钴粉质量也差,1957年11月又用电解法替代高压氯复原法出产金属钴。   (二)砷化钴矿高压碱浸流程。纽伯钴厂是1957年建成的实验厂,日处理加拿大安大略省的砷钴矿与精矿30~60吨。选用高压碱浸(西尔法Sillmethod)出产Co2O3粉。其质料成分为(%):Co12、Ni3.0、Cu1.0、As45、Fe19、S20、Ag3000~4500克∕吨。将砷以Ca3(AsO4)2从出产流程中除掉是其特色。   三、砷钴精矿的火法-涅法联合处理流程   这种流程是适应性较广的老办法。二次世界大战前西德的哥斯拉钴厂用该法处理摩洛哥,加拿大和缅甸的砷钴矿。加拿大德洛诺钴厂也是选用该法出产的老供应商。   我国某钴厂曾处理从摩洛哥进口的砷钴矿,其化学成分为(%):Co9~l4、As40~60、Ni1.3~5、Fe5~10、Cu0.03~1、S1~5、MnO 0.4~1。该厂曩昔对摩洛哥砷钴矿的处理流程见图3。   在出产中发现这个流程太长,钴液不断稀释而使处理溶液量添加,设备容积大,产出较多的渣和液。因而曾研讨用国产P204萃取脱除杂质和萃取别离镍、钴,用反萃制取CoCl2溶液,此溶液用一般办法制得合适硬质合金要求的纯氧化钴粉。
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