Molybdenkoncentratsmältning: Rostning, urlakning och väteminskning

Foder och produktformulär

Den primära tillförseln är molybdenit, MoS2, som innehåller 59,94 % molybden och 40,06 % svavel enligt stökiometri. Smältverket omvandlar detta till en av tre kommersiella produkter: teknisk molybdenoxid för ståltillverkning, ferromolybden för samma marknad där en masterlegering föredras, eller ren molybdentrioxid och ammoniummolybdat för användning i kemikalier och metallpulver. Ferromolybden handlas under ASTM A132 och, i internationell handel, enligt ISO 5451, med kommersiella kvaliteter som bär ungefär 60 % till 70 % Mo.

Oxidativ rostning

På den konventionella vägen rostas molybdenit i luft till molybdenrostad sand, från vilken molybdentrioxid utvinns genom sublimering eller på våt väg. Rostning av koncentratet omvandlar sulfiden till oxid och avvisar svavlet som SO2 i avgasen- som måste fångas upp och behandlas. Beroende på utrustningen och de tillsatser som används, drivs processen som roterande ugnsrostning, reflektorugnsrostning, flerkammarugnsrostning, fluidiserad bäddsrostning eller snabbugnsrostning.

Val av stekare är en funktion av koncentratkvalitet och gashantering. De äldre ugnstyperna är enkla men genererar en stor volym damm och rök, ger lägre molybdenåtervinning och låter det mesta av reniumet i koncentratet rapportera till rökgasstoftet snarare än till en uppsamlad produkt. För låg- och komplexa koncentrat är dessa vägar mindre lämpliga än fluidiserad bädd eller snabbrostning, där gasvolymen per ton foder är lägre och rheniumåtervinning från skrubberkretsen är praktisk.

Lakning, rening och reduktion

Rostad calcine lakas med ammoniak, som löser molybden som ammoniummolybdat och lämnar olösliga rester efter sig. Lösningen renas, koncentreras sedan och kristalliseras för att producera ammoniummolybdatkristaller, eller surgörs för att fälla ut ett molybdat som separerar från lösliga föroreningar. Båda produkterna kalcineras till ren molybdentrioxid.

Molybdenmetall framställs sedan genom vätereduktion av trioxiden. Reduktion utförs i två steg i konventionell praxis, först till molybdendioxid och sedan till metallpulver, eftersom en enstegsreduktion är svår att kontrollera och ger grovt, dåligt sintringsbart pulver. Reduktionstemperaturen och vätets daggpunkt bestämmer pulverpartikelstorleken, vilket i sin tur bestämmer sintringsbeteendet för den efterföljande presskroppen. Bruksprodukter tillverkade av det pulvret beställs under ASTM B386 för plåt, plåt, remsa och folie och ASTM B387 för stång, stång och tråd.

Hydrometallurgiska alternativ

I salpetersyravägen omvandlar autoklaven MoS2 till lösligt molybdat med hjälp av luft eller syre som oxidationsmedel. Metoden förbrukar ett billigt oxidationsmedel men kräver hög temperatur och tryck, robust reaktionsutrustning och noggrann kontroll av lakningsförhållandena, och den medför säkerhetsrisker som har begränsat dess användning. Natriumhypokloritlakning appliceras på låg-material och avfallsmaterial; det löser lätt molybden men hypokloriten sönderdelas med syreutveckling och oxiderar även andra metallsulfider, vars hydroxider kan sam-fälla ut molybdat och återföra molybden till återstoden. Elektro-oxidationsurlakning är en förbättring av den vägen, där uppslammat koncentrat matas till en elektrolytisk cell som innehåller natriumkloridlösning och anodiskt genererad hypoklorit utför oxidationen, vilket ger hög lakningshastighet, milda förhållanden och enklare kontroll av reaktionsriktning och hastighet.

Emerging Routes and Recovery Economics

Två ytterligare tillvägagångssätt används. Molybdenitkoncentrat kan bearbetas utan en oxiderande rostning genom att syretryck lakas direkt till ren molybdentrioxid. Låg-oxiderad malm kan urlakas med svavelsyra, med molybden som återvinns från lösningen genom jonbyte eller lösningsmedelsextraktion. I båda fallen beror ekonomin på återvinning av-produkt, särskilt rhenium, och på om platsen kan hantera reagens- och avloppsbelastningar som den valda vägen medför.

Vanliga frågor

Q:Vad är molybdenhalten i molybdenit?
S: MoS2 innehåller 59,94 % molybden och 40,06 % svavel enligt stökiometri.

Q:Varför reduceras molybden i två steg?
S: Att reducera trioxid till dioxid och sedan till metall ger bättre kontroll över pulverpartikelstorlek och sintringsförmåga än ett enstaka reduktionssteg.

Q:Vilka stekvägar är minst lämpade för låg-koncentrat?
S: De äldre fler-kammar- och reflektorugnarna, på grund av deras höga damm- och rökbelastning, lägre återvinning och dålig rheniumfångst.

Q:Hur utvinns molybden från ammoniakluten?
S: Vätskan renas och sedan antingen kristalliseras som ammoniummolybdat eller surgörs för att fälla ut ett molybdat, och produkten kalcineras till molybdentrioxid.

Q:Vilka specifikationer täcker de färdiga bruksprodukterna?
A: ASTM B386 för plåt, plåt, remsa och folie; ASTM B387 för stång, stång och tråd; ferromolybden enligt ASTM A132.