Topirea concentratului de molibden: prăjire, leșiere și reducerea hidrogenului

Feed și formulare de produs

Alimentarea primară este molibdenită, MoS2, care conține 59,94% molibden și 40,06% sulf prin stoichiometrie. Topitoria transformă acest lucru într-unul dintre cele trei produse comerciale: oxid de molibden tehnic pentru fabricarea oțelului, feromolibden pentru aceeași piață unde este preferat un aliaj principal sau trioxid de molibden pur și molibdat de amoniu pentru utilizarea chimică și a pulberii metalice. Feromolibdenul este comercializat în conformitate cu ASTM A132 și, în comerțul internațional, sub ISO 5451, cu clase comerciale care conțin aproximativ 60% până la 70% Mo.

Prăjirea oxidativă

Pe calea convențională, molibdenitul este prăjit în aer până la nisip prăjit de molibden, din care trioxidul de molibden este recuperat prin sublimare sau pe cale umedă. Prăjirea concentratului transformă sulfura în oxid și respinge sulful ca SO2 din gazul rezidual, care trebuie captat și tratat. În funcție de echipament și de aditivii utilizați, procesul se desfășoară ca prăjire în cuptor rotativ, prăjire în cuptor cu reflector, prăjire în cuptor cu mai multe camere, prăjire în pat fluidizat sau prăjire în cuptor rapid.

Selectarea prăjitorului este o funcție de gradul de concentrat și de manipulare a gazului. Tipurile mai vechi de cuptoare sunt simple, dar generează un volum mare de praf și fum, oferă o recuperare mai mică a molibdenului și permit ca cea mai mare parte a reniului din concentrat să se raporteze la praful de ardere, mai degrabă decât la un produs colectat. Pentru concentratele de grad scăzut-și complexe, aceste căi sunt mai puțin potrivite decât prăjirea în pat fluidizat sau prăjirea rapidă, unde volumul de gaz pe tonă de furaj este mai mic și recuperarea reniului din circuitul de curățare este practică.

Leşiere, purificare şi reducere

Calcina prăjită este levigată cu amoniac, care dizolvă molibdenul ca molibdat de amoniu și lasă reziduuri insolubile în urmă. Soluția este purificată, apoi concentrată și cristalizată pentru a produce cristale de molibdat de amoniu sau acidulată pentru a precipita un molibdat care se separă de impuritățile solubile. Oricare produs este calcinat la trioxid de molibden pur.

Molibdenul metalic este apoi produs prin reducerea trioxidului cu hidrogen. Reducerea se realizează în două etape în practica convențională, mai întâi la dioxid de molibden și apoi la pulbere metalică, deoarece o reducere într-o singură etapă este dificil de controlat și produce pulbere grosieră, slab sinterabilă. Temperatura de reducere și punctul de rouă al hidrogenului stabilesc dimensiunea particulelor de pulbere, care, la rândul său, determină comportamentul de sinterizare a compactului ulterior. Produsele de moară fabricate din acea pulbere sunt comandate conform ASTM B386 pentru plăci, foi, benzi și folii și ASTM B387 pentru bară, tijă și sârmă.

Alternative hidrometalurgice

Pe calea acidului azotic, autoclava transformă MoS2 în molibdat solubil folosind aer sau oxigen ca oxidant. Metoda consumă un oxidant ieftin, dar necesită temperatură și presiune ridicată, echipament de reacție robust și control strict al condițiilor de leșiere și prezintă pericole de siguranță care au limitat utilizarea sa. Leșierea cu hipoclorit de sodiu este aplicată pe materialul cu grad scăzut-și de steril; dizolvă ușor molibdenul, dar hipocloritul se descompune odată cu degajarea de oxigen și, de asemenea, oxidează alte sulfuri metalice, ai căror hidroxizi pot co-precipita molibdenul și returnează molibdenul în reziduu. Leșierea prin electro-oxidare este o îmbunătățire a acelei rute, în care concentratul în suspensie este alimentat într-o celulă electrolitică care conține soluție de clorură de sodiu și hipocloritul generat anodic efectuează oxidarea, dând o rată mare de leșiere, condiții blânde și un control mai ușor al direcției și vitezei de reacție.

Rute emergente și economie de recuperare

Alte două abordări sunt utilizate. Concentratul de molibdenit poate fi procesat fără o prăjire oxidantă prin levigare sub presiune a oxigenului direct la trioxid de molibden pur. Minereul oxidat de grad scăzut-poate fi levigat cu acid sulfuric, cu molibdenul recuperat din soluție prin schimb ionic sau extracție cu solvent. În ambele cazuri, economia depinde de-recuperarea produsului secundar, în special de reniu, și de dacă amplasamentul poate gestiona încărcăturile de reactiv și efluent pe care le impune ruta aleasă.

Întrebări frecvente

Q:Care este conținutul de molibden al molibdenitei?
R: MoS2 conține 59,94% molibden și 40,06% sulf prin stoichiometrie.

Q:De ce molibdenul este redus în două etape?
R: Reducerea trioxidului la dioxid și apoi la metal oferă un control mai bun asupra dimensiunii particulelor de pulbere și sinterabilității decât o singură etapă de reducere.

Q:Ce rute de prăjire sunt cel mai puțin potrivite pentru concentratul de grad scăzut-?
R: Căile mai vechi cu mai multe-camere și cuptoare cu reflectoare, din cauza încărcăturii mari de praf și fum, a recuperării mai scăzute și a captării slabe a reniului.

Q:Cum se recuperează molibdenul din lichidul de leșiere cu amoniac?
A: Lichiorul este purificat și apoi fie cristalizat ca molibdat de amoniu, fie acidulat pentru a precipita un molibdat, iar produsul este calcinat la trioxid de molibden.

Q:Ce specificații acoperă produsele finite ale morții?
A: ASTM B386 pentru placă, foaie, bandă și folie; ASTM B387 pentru bară, tijă și sârmă; feromolibden conform ASTM A132.