二钼酸铵结晶过程控制及形成单晶的工艺条件研究

摘要

钼酸铵属于典型的同多酸盐，类型较多，主要包括二钼酸铵、四钼酸铵、七钼酸铵、八钼酸铵、十二钼酸铵以及β型四钼酸铵等。工业上所用的钼酸铵多为上述各种钼酸铵不同比例的混合物，易于吸湿和团聚，不易分散。钼酸铵是制备钼基产品，尤其是钼粉的主要原材料，其物相纯度和化学物理特性对钼粉产品的质量影响很大。此外，钼酸铵的晶型、粒径大小、粒度分布和流散性也能在很大程度上制约钼粉产物的物化性质及其后加工性能。因而，制备非团聚态、分散性好、粒度分布均匀、物相较纯的钼酸铵产品，已成为近年来科学技术界争相研发的热点。研究结果证实，单晶态的二钼酸铵具有纯度高、粒度分布均匀、不易团聚、流散性好、易于储存等特点，在焙解还原制钼粉过程中，不易破碎，夹生量少，还原彻底，产物均匀，而且焙解温度易控，焙解收率较高，有望成为还原制备高质量钼粉的首选原料。因此，研究如何制得高分散大粒径单晶态的二钼酸铵，具有重要的应用价值和理论意义。
　　本论文首先考察了以钼焙砂为原料，通过传统的硝酸酸洗、氨浸和化学净化工艺，制备了钼酸铵溶液。同时，用硫酸代替硝酸进行了对比实验，分析了两种酸处理法所得钼酸铵溶液杂质含量的变化，以及硫酸根的残留量，获得了硫酸代替硝酸的可行性结论，为钼矿业界联产的硫酸副产物找到了就地转化的适宜出路，并可以有效地降低综合生产成本。为了制备杂质含量更少的高端钼酸铵产品，我们尝试了对钼酸铵溶液的深度除杂研究，筛选出了适用的阳离子交换树脂，实验结果表明，采取离子交换树脂串联法可以较好地降除钼酸铵溶液中的阳离子金属杂质。其次，我们以四钼酸铵为原料，详细地研究了制备二钼酸铵单晶的工艺技术路线，考察了溶液温度、酸度、密度、蒸发速率以及晶种的粒径和分布对于二钼酸铵单晶的物相结构和形貌的影响，而且还通过加入助剂的方式，对二钼酸铵单晶实施有效的形貌调控。对二钼酸铵单晶的物相结构和形貌进行了综合表征，获得了精确的 XRD、FT-IR、Raman、TG-DSC等图谱以及粒度粒径分析结果，为相关领域的进一步理论研究提供了比较可靠的基础数据。
　　最后，为了进一步优化制备二钼酸铵单晶的工艺技术方案，减少各种物料和能源消耗，降低成本，我们选择由钼焙砂为原料，不经过传统的酸沉结晶中间步骤，而直接制备出二钼酸铵单晶。不但系统地考察了温度、浓度、酸度和晶种等反应工艺条件对产物的影响，制备出了纯度和形貌均合格的产品，而且还对二钼酸铵单晶的形核和生长机理进行了初步探讨。

目录

第1章 前言

1.1金属钼概述

1.2钼酸铵的性质、制备及应用

1.3二钼酸铵的结构、制备及其应用

1.4本课题的选题依据及研究意义

第2章 钼酸铵溶液的制备与纯化

2.1钼焙砂的来源与组成

2.2钼焙砂制备钼酸铵的基本原理

2.3硝酸处理法制备钼酸铵

2.4硫酸代替硝酸处理法制备钼酸铵

2.5离子交换法纯化钼酸铵溶液

2.6本章结果与讨论

第3章 四钼酸铵为原料制备二钼酸铵单晶体

3.1二钼酸铵单晶体（ADM）的制备

3.2工艺条件对生成ADM晶体的影响

3.3大粒径、高分散ADM单晶的形成机理初探

3.4 ADM产物样品的表征与分析

3.5本章结果与讨论

第4章 钼焙砂为原料直接制备二钼酸铵单晶体

4.1实验部分

4.2硝酸法直接制备二钼酸铵单晶

4.3本章结果与讨论

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

缩略语词汇表

附录A 所用主要试剂的名称、等级和生产厂家

附录B 所用主要仪器及生产厂家

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果