纯钼化合物的制取(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:381

    钼酸铵溶液的净化
    a  基本原理
    焙砂氨浸所得的酸铵溶液中含有和少量二价等杂质离子。为除去这些杂质,可利用它们的硫化物浓度积很小的特性,加入硫化铵,使之成为硫化物沉淀。其主要反应为:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">                              [CuHN34]OH2+NH42S+4H2O ==== CuS+6NH4OH

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 22.5pt; mso-char-indent-count: 2.5">                          [FeHN34]OH2+NH42S+4H2O ==== FeS+6NH4OH

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 22.5pt; mso-char-indent-count: 2.5">
    其它二价重属离子也能生成MS沉淀。二价的铜、铁、以及基本上可沉淀完全。由于Ni(NH342+、Zn(NH342+的络合稳定常数较大,同时其硫化物的溶度积又较小,故除镍、锌的效果差。
    b  工业实践
    沉淀过程在不锈钢或搪瓷搅拌槽中进行。搅拌槽容积为12.5m3,装有蛇形加热管和搅拌器,搅拌速度为80100r/min。(NH42S溶液浓度为8%12%,加主量略高于沉淀铜、铁所需的理论量,最终pH=8.59.0。在8590℃条件下搅拌1020min,净化后的(NH42MoO4溶液为无色透明,密度大于1.16g/cm3,对工业
纯要求而言,其铜、铁含量应低于0.003g/L,对高纯产品则应低于0.0006g/L。钼的回收率高于99%。
    从纯钼酸铵溶液中析出钼化合物
    从净化后的(NH42MoO4溶液中析出钼化合物的方法主要有:1)直接从净化后的溶液析出钼化合物;2)净化后的溶液先经浓缩、低温酸沉、氨浸,再从氨浸液中析出钼化合物。后者也称联合法,可获得纯度高、粒度均匀、符合煅烧或还原要求的仲钼酸铵。
    a  联合法
   (1)浓缩(NH42MoO4溶液  浓缩过程在不锈钢搅拌槽中进行,技术条件为:搅拌速度80100r/min,沸腾蒸发至密度为1.181.20g/cm3(热时)或1.201.23g/cm3(冷时),pH值为7.0,或游离氨约15g/L,然后滤去凝聚的Fe(OH)2、Fe(OH)3等。
   (2)低温酸沉   在搪瓷搅拌槽中用盐酸中和钼酸铵溶液至pH=23,最终温度为5560℃,在强烈搅拌下析出二水多钼酸铵:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt">                    4NH42MoO4+6HCl ====NH42O·4MoO3·2H2O+6NH4Cl+H2O
                    
4NH42MoO4+ 5H2O pH=2~2.5 →(NH42O·4MoO3·2H2O+6NH4OH[next]

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 22.5pt; mso-char-indent-count: 2.5">由于二水多钼酸铵不稳定,故酸沉后需立即过滤,用1%~2%的盐酸或硝酸洗涤12次。滤液中含0.51.0g/L的MoO3和少量铁、镍、锌、等杂质。所得多钼酸铵应为白色、颗粒均匀松散的晶体,水分<8.5%。
   (3)多钼酸铵的氨溶  氨溶在不锈钢搅拌槽中进行,技术条件为:按多钼酸铵晶体(kg):纯水(L):氨水(L)=1:(11.1)0.5加料。搅拌速度为7580r/min,温度为7080℃,最终pH=6.57.0,氨溶后的(NH42MoO4溶液密度约1.4g/cm3,然后过滤,少量杂质铁等进入渣中。
   (4)从纯(NH42MoO4溶液蒸发析出纯钼化合物   溶液蒸发除去部分氨,则MoO42-聚合成Mo2O72-、Mo7O246-、Mo8O264-(或Mo4O132-),并生成相应的铵盐析出。析出仲钼酸铵或二钼酸铵的反应为:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 76.5pt; mso-char-indent-count: 8.5">                 7NH42MoO4 →(NH46Mo7O24·4H2O+8NH3
                                   
            2NH42MoO4 →(NH42Mo2O7+2NH3+H2O

    蒸发过程在耐腐搅拌槽中进行,技术条件为:搅拌速度为7580r/min,蒸汽压力为0.10.15MPa,以保持槽内溶液沸腾。蒸发过程应保持游离氨46g/L,母液密度1.201.24g/cm3,冷却结晶后过滤。对纯度要求高的产品,结晶率一般为70%左右;对一般纯度的产品,结晶率为85% 90%。
    联合法所得仲钼酸铵的化学成分见表

联合法所得仲钼酸铵化学组成

等级

Mo

FeAlSiMn

CaMgNiCu

TiV

PbBiSnCd

W

高纯

5

<0.0006

<0.0003

<0.0015

<0.0001

<0.15

工业纯

55

<0.003

<0.0030.01

 

<0.00060.001

 

    b   直接从净化后的钼酸铵溶液析出钼化合物
   (1)蒸发结晶法  蒸发前溶液密度为1.091.12gcm3(120140g/L MoO3),蒸发至密度1.21.23 g/cm3,静置过滤,然后滤液再蒸发至密度1.381.4g/cm3(含400g/L MoO3),冷却结晶、过滤。此时约有50%60%的钼成仲钼酸铵结晶。[next]
   (2)中和结晶法  用硝酸或盐酸中和至溶液pH=1.52.5,析出四钼酸铵(NH4)MoO13或四钼酸铵的聚合物(NH44Mo8O26、(NH46Mo12O39、(NH412Mo24O78。反应为:

8NH42MoO4+12HCl ==== NH44Mo8O26·4H2O+12NH4Cl+2H2O

    一般认为较恰当的工艺条件为温度 4555℃,pH=1.52.5原始溶液比重为1.161.20,在正确控制的情况下往往可得β型四钼酸铵。
    仲钼酸铵的煅烧
    仲钼酸铵在高于350℃分解出氨和水,生成MoO3

3NH42O·7MoO3·4H2O 7MoO3+6NH3+7H2O

    在不同温度下仲钼酸铵脱水和氨的过程为:

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>3NH42O·7MoO3·4H2O 90value="110" UnitName="℃">1103NH42O·7MoO3
value="200" UnitName="℃">200NH42O·4MoO3 280380MoO3

    工业上的煅烧在回转式煅烧炉中进行,回转管为不锈钢制作,其结构和操作与钨酸的煅烧相似。炉温为(600±20)℃,(物料表面为500~550℃),所得MoO3粉末应为淡黄绿色,堆装密度为1.201.60g/cm3,其高纯MoO3化学成分为:Pb,Sn,Cd<0.0001%;Mg、Sb <0.001%;V、Co、Ti、Mn<0.0013%;Fe<0.003%;S、P、As、Ni、Bi<.0005%;Cu<0.0004%;Ca,Si<.0008%;Al<.0006%;W<.15%。

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