一种利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法

摘要

本发明涉及一种利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，属于火法冶金技术领域。首先将辉钼精矿粉压制成块状料，将块状料在压力为5Pa～50Pa、温度1400℃～1700℃条件下真空蒸馏1h～3h，真空蒸馏次数为1次～3次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；将残留物球磨至粒径为100～300目，按照液固比为2～12：1ml/g加入稀盐酸溶液，在温度为50℃～100℃条件下浸出1h～4h，经固液分离后滤渣采用浓度为0.05g/ml～0.10g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。该方法直接以辉钼矿精矿为原料制备钼粉，生产成本大幅降低；同时原料中的硫元素直接以硫磺的形式回收，不仅从根本上避免了二氧化硫的排放问题，同时副产品硫磺具备附加的经济价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，属于火法冶金技术领域。

背景技术

金属钼是重要的难熔金属，具有卓越的高温强度和导电导热性能，其化学性质稳定，耐腐蚀，是一种环境友好材料，在高温炉、电子及半导体材料、光电材料、溅射靶材及喷涂等领域具有重要的作用。

常见的钼粉制备方法有还原法、羟基热分解法、氯化钼蒸汽法及氯化钼热解法等。传统的钼粉生产工艺，以辉钼精矿作为原料。一方面，通过氧化焙烧使辉钼精矿转化为可溶于氨水的钼焙砂；另一方面，通过在酸性或碱性介质中加压氧化辉钼精矿可得到钼酸滤饼。上述钼焙砂或钼酸滤饼通过氨溶浸出得到钼酸铵溶液，钼酸铵溶液通过净化、浓缩、酸沉得到多钼酸铵，多钼酸铵通过溶解、蒸发结晶得到仲钼酸铵，仲钼酸铵通过煅烧得到三氧化钼，三氧化钼通过两阶段氢气还原得到钼粉。上述工艺较成熟、生产成本较低，但其存在工艺流程长、设备多、操作复杂等缺点。

目前，在采用氧化焙烧法处理辉钼精矿得到钼焙砂的工艺中，辉钼精矿中的硫以二氧化硫的形式排放，存在二氧化硫气体的废气处理问题，环境友好性差；在采用加压氧化浸出法处理辉钼精矿得到钼酸滤饼的工艺中，辉钼精矿中的硫以硫酸根形式进入液相，从而避免了废气处理问题，但是原料中的硫尚未得到较好的利用，经济效益不高。

相关人员对钼粉的制备也进行了广泛的报道。中国专利CN102601385.A公布了一种钼粉的制备方法、中国专利CN102728845.A公布了一种低铁钼粉的制备方法、中国专利CN103273073.A公布了一种利用三氧化钼制备钼粉的方法、中国专利CN103286317.A公布了一种利用钼酸铵制备钼粉的方法，上述方法以高纯三氧化钼或钼酸铵为原料，均采用两阶段氢气还原法制备工业级钼粉，但上述方法对原料的纯度要求很高，故钼粉的生产成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种成本低且环境友好的钼粉制备方法，该方法直接以辉钼矿精矿为原料制备钼粉，生产成本大幅降低；同时原料中的硫元素直接以硫磺的形式回收，不仅从根本上避免了二氧化硫的排放问题，同时副产品硫磺具备附加的经济价值，本发明通过以下技术方案实现。

一种利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将辉钼精矿粉压制成块状料，将块状料在压力为5Pa～50Pa、温度1400℃～1700℃条件下真空蒸馏1h～3h，真空蒸馏次数为1次～3次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；

（2）将残留物球磨至粒径为100～300目，按照液固比为2～12：1ml/g加入稀盐酸溶液，在温度为50℃～100℃条件下浸出1h～4h，经固液分离后滤渣采用浓度为0.05g/ml～0.10g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。

所述步骤（1）中的块状料为圆柱状，直径为20mm～25mm，料厚为15mm～30mm。

所述步骤（2）中稀盐酸溶液的浓度为5wt%～50wt%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明工艺易于控制，操作简便，安全可靠，适合于工业化批量生产；

（2）本发明工艺制备钼粉的工艺流程短，制得的钼粉含钼质量百分含量较高（最高纯度能到达98wt%），能够用作制备工业级钼粉的原料；

（3）本发明工艺制备硫磺的工艺环境友好性强、附加经济效益高，制得的硫磺含硫质量百分含量较高(质量纯度大于95wt%)，能够用作制备工业级硫磺的原料。

附图说明

图1是本发明工艺流程图；

图2是本发明实施例1制备得到的钼粉SEM图；

图3是本发明实施例2制备得到的硫磺实物照片；

图4是本发明实施例2制备得到的钼粉SEM图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，该利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将辉钼精矿粉（含钼50.73wt%）压制成块状料（在压力为2MPa条件下压制成圆柱状，直径为23mm，料厚为25mm），将块状料在压力为5Pa～35Pa、温度1550℃条件下真空蒸馏1h，真空蒸馏次数为1次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；

（2）将残留物球磨至粒径为250目，按照液固比为10：1ml/g加入稀盐酸溶液（稀盐酸溶液的浓度为33wt%），在温度为90℃条件下浸出3h，经固液分离后滤渣采用100ml浓度为0.10g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。

本实施例制备得到的钼粉SEM图如图2所示，钼粉的组成成分和质量百分比含量如表1所示。

表1

。

实施例2

如图1所示，该利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将辉钼精矿粉（含钼50.73wt%）压制成块状料（在压力为2MPa条件下压制成圆柱状，直径为23mm，料厚为25mm），将块状料在压力为5Pa～35Pa、温度1700℃条件下真空蒸馏2h，真空蒸馏次数为1次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；硫磺冷凝物实物图如图3所示，硫磺冷凝物中含硫96.28wt%。

（2）将残留物球磨至粒径为250目，按照液固比为12：1ml/g加入稀盐酸溶液（稀盐酸溶液的浓度为33wt%），在温度为95℃条件下浸出4h，经固液分离后滤渣采用50ml～100ml浓度为0.05g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。

本实施例制备得到的钼粉SEM图如图4所示，钼粉的组成成分和质量百分比含量如表2所示。

表2

。

实施例3

如图1所示，该利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将辉钼精矿粉（含钼50.73wt%）压制成块状料（在压力为2MPa条件下压制成圆柱状，直径为20mm，料厚为15mm），将块状料在压力为35Pa～50Pa、温度1400℃条件下真空蒸馏3h，真空蒸馏次数为2次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；

（2）将残留物球磨至粒径为100目，按照液固比为2：1ml/g加入稀盐酸溶液（稀盐酸溶液的浓度为50wt%），在温度为100℃条件下浸出4h，经固液分离后滤渣采用75ml浓度为0.07g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。

本实施例制备得到的钼粉组成成分和质量百分比含量如表3所示。

表3

。

实施例4

如图1所示，该利用辉钼精矿制备钼粉和硫磺的方法，其具体步骤如下：

（1）首先将辉钼精矿粉（含钼50.73wt%）压制成块状料（在压力为2MPa条件下压制成圆柱状，直径为25mm，料厚为30mm），将块状料在压力为35Pa～45Pa、温度1600℃条件下真空蒸馏2h，真空蒸馏次数为3次，蒸馏完成后得到硫磺冷凝物和残留物；

（2）将残留物球磨至粒径为300目，按照液固比为10：1ml/g加入稀盐酸溶液（稀盐酸溶液的浓度为5wt%），在温度为100℃条件下浸出1h，经固液分离后滤渣采用75ml浓度为0.07g/ml的氢氧化钠溶液进行碱洗，最后干燥后制备得到钼粉。

本实施例制备得到的钼粉组成成分和质量百分比含量如表4所示。

表4

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。