СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА МОЛИБДЕНА ИЛИ ЕГО КОМПОЗИТОВ С ВОЛЬФРАМОМ Российский патент 2006 года по МПК B22F9/18 C22B34/30 C22C1/10 

Описание патента на изобретение RU2285586C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, может быть использовано для получения тонкодисперсного порошка молибдена или его композитов с вольфрамом и в производстве твердосплавных материалов на основе молибдена и вольфрама.

Известен способ получения металлического порошка молибдена восстановлением его из окисла (МоО3) водородом в трубчатой печи. Восстановление протекает с постепенным нагревом от 700 до 1100°С [1]. К недостаткам водородного восстановления следует отнести низкую производительность и повышенную взрывоопасность процесса.

Порошок молибдена получают в результате реакции в газовой среде между восстанавливающим газом, например водородом, и парами хлоридов, фторидов молибдена при 900-1200°С [2].

Известен способ получения порошков молибдена и вольфрама восстановлением их высших хлоридов, фторидов в высокотемпературной (выше 2000°С) струе водорода или смеси аргона с водородом [3].

К недостаткам способов восстановления металлов из их галогенидов следует отнести повышенную токсичность, высокую коррозионную активность среды при температуре процесса, большой расход реагентов, сложность аппаратурного оформления.

Известен процесс электролитического осаждения вольфрама и молибдена из расплавленных солей NaCl-KCl, KCl-KF на катоды из различных материалов: молибдена, графита, карбида кремния, хрома, вольфрама [4].

К недостаткам следует отнести высокую энергоемкость, относительно низкую производительность и скорость процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения композиционного материала из вольфрамсодержащего минерального сырья [5], по которому получают молибден и вольфрамсодержащие материалы - W-Co-Mo, W-Ni-Мо путем алюмотермического восстановления шеелитового концентрата с добавками оксидов молибдена, кобальта, никеля. Кроме этого, в состав шихты вводят термитную добавку (NaNO3), повышающую удельный тепловой эффект реакции, и флюс (CaF2, СаО), улучшающий условия формирования сплава в компактном виде. При этом в процессе плавки развивается температура более 2400°С. Конечные продукты получают в виде компактных слитков металла и шлака.

К недостаткам известного способа следует отнести высокую температуру процесса (более 2400°С), обуславливающую применение специального жаропрочного реактора, использование многокомпонентной шихты (алюминий, легирующие и термитные добавки, флюсы), повышающей затраты.

В основу изобретения положена задача разработки способа, обеспечивающего получение молибдена или его композиционных материалов с вольфрамом при температуре не выше 900°С. Весьма важной задачей является получение материалов в виде тонкодисперсных порошков.

Поставленные задачи решаются тем, что в способе получения порошков молибдена или его композитов с вольфрамом согласно изобретению кислородсодержащие соединения молибдена и вольфрама (МоО3 и WO3) восстанавливают металлическим магнием в среде расплавов солей: NaCl, KCl, Na2CO3, Na2CO3-K2CO3, Na2CO3-NaCl, К2СО3-KCl при температуре 770-890°С, не превышающей их температуру плавления на 20-30°С. Оксид вольфрама вносят в расплав в соотношении к оксиду молибдена массовых частей в пределах (0,2-0,8):1. Порошок металлического магния берут в количестве, соответствующем расчетному (реакции 1,2):

1. МоО3+3Mg=Mo+3MgO

2. WO3+3Mg=W+3MgO.

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что в рамках одностадийного процесса обеспечивается получение материалов (Мо, Mo-W) при более низкой, в сравнении с известным способом, температуре, с меньшими затратами исходных материалов.

Способ реализуется следующим образом.

Пример №1.

100 г KCl или NaCl или смеси KCl-NaCl (1:1) расплавляют при температуре 770-820°С. В прозрачный расплав вносят 10 г оксида молибдена или 10 г смеси оксида молибдена и оксида вольфрама. При этом соотношение оксида молибдена к оксиду вольфрама в пределах 1:(0,2-0,8). Затем в расплав солей вносят порошок магния в количестве 3,2-5 г. В результате образуется тонкий порошок молибдена или композиционного материала молибден-вольфрам, осаждающийся на дно реактора. Расплав выдерживают 15-20 минут до полного осаждения порошков. Затем расплав сливают с осадка, порошок отмывают от остатка солей водой. Готовый продукт исследуют с применением методов физико-химии.

Пример №2.

100 г Na2CO3 или смесь Na2CO3-K2CO3 (1:1) расплавляют при температуре 870-890°С, в расплав вносят 10 г оксида молибдена или 10 г смеси оксида молибдена с оксидом вольфрама 1:(0,2-0,8). В расплав вносят порошок магния в количестве 3,2-5 г. Образующийся порошок молибдена или композит с вольфрамом осаждается на дно реактора. Расплав выдерживают до полного осаждения порошков (=20 мин), сливают с осадка. Осадки порошков отмывают водой от остатков солей.

Пример №3.

100 г смеси KCl-К2СО3 или NaCl-Na2CO3 (1:1) расплавляют при 820-870°С. В расплав вносят 10 г оксида молибдена или 10 г смеси оксидов молибдена и вольфрама 1:(0,2-0,8). В раствор в расплаве вносят порошок магния 3,2-5 г. Образующийся молибден или его композит с вольфрамом осаждаются на дно реактора в виде тонких порошков. Расплав выдерживают до полного осаждения порошков, декантируют, осадки отмывают водой.

Рентгенофазовым анализом на дифрактометре «ДРОН-ЗМ» установлено, что полученные порошковые материалы представляют собой молибден в металлической фазе и композиты молибдена с вольфрамом в металлической фазе.

Элементный анализ свидетельствует о следующем составе материалов:

Наименование материаловСодержание элементов, мас.%Порошок молибденаМоFeCuWNb98.40.30.30.50.5Порошковый композиционный материал Mo-WМоWCuFe-74.520.30.40.3-17.180.20.60.5-

По результатам гранулометрического анализа полученный порошок молибдена представляет собой однородный материал, на 80% состоящий из частиц размером 2,5-3 мкм. Композиционный материал Mo-W в зависимости от содержания Мо имеет размер частиц 5-15 мкм.

Источники информации

1. B.C.Панов, A.M.Чувилин. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. М. МИССИС, 2001, с.68.

2. Р.У.Каламазов, Ю.В.Цветков, А.А.Кальков. Высокодисперсные порошки вольфрама и молибдена. М. Металлургия. 1988, с.7-10.

3. Ю.М.Королев, В.И.Столяров. Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом. М. Металлургия. 1981, с.184.

4. Б.Ф.Ковалев, А.В.Волкович, В.И.Журавлев. Выбор катодных материалов для рафинирования вольфрама и молибдена в галогенидных расплавах. Цветная металлургия. 1988, №3, с.53-55.

5. Патент России №2098232. Способ получения композиционного материала из вольфрамсодержащего минерального сырья. Зарегистрирован 10 декабря 1997 г.

Похожие патенты RU2285586C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА МОЛИБДЕНА 2010
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Химухин Сергей Николаевич
  • Ри Хосен
  • Комков Вячеслав Григорьевич
RU2425900C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОБОРИДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРОШКОВ МОЛИБДЕНА ИЛИ ВОЛЬФРАМА 2010
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Бутуханов Владимир Лаврентьевич
  • Хромцова Елена Викторовна
RU2455377C2
Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама 2017
  • Колосов Валерий Николаевич
  • Мирошниченко Марина Николаевна
  • Орлов Вениамин Моисеевич
RU2655560C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКОВОГО ВОЛЬФРАМА 2003
  • Мулин Ю.И.
  • Гостищев В.В.
RU2243063C1
Способ получения порошка молибдена электроэрозией молибденовых отходов 2023
  • Хорьякова Наталья Михайловна
  • Агеев Евгений Викторович
  • Агеева Екатерина Владимировна
  • Агарков Никита Сергеевич
  • Садова Кристина Викторовна
RU2804892C1
Способ получения порошка бинарного композита из металлов подгруппы хрома 2021
  • Колосов Валерий Николаевич
  • Орлов Вениамин Моисеевич
  • Мирошниченко Марина Николаевна
  • Прохорова Татьяна Юрьевна
RU2764276C1
Способ получения композиционного материала WB -WC-AlO из шеелитового концентрата ДВ-региона 2020
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Ри Хо Сен
  • Ким Евгений Давидович
  • Ермаков Михаил Александрович
RU2758654C1
Способ получения порошка карбида 2016
  • Леонтьев Леопольд Игоревич
  • Лисин Вячеслав Львович
  • Петрова Софья Александровна
  • Костылев Виктор Алексеевич
  • Вараксин Александр Владимирович
RU2639797C1
МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ КОМПОЗИТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2010
  • Суханов Максим Викторович
  • Петьков Владимир Ильич
  • Ермилова Маргарита Мееровна
  • Орехова Наталья Всеволодовна
  • Терещенко Геннадий Федорович
RU2450082C2
Способ получения порошка металла подгруппы хрома 2016
  • Колосов Валерий Николаевич
  • Мирошниченко Марина Николаевна
  • Орлов Вениамин Моисеевич
RU2620213C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА МОЛИБДЕНА ИЛИ ЕГО КОМПОЗИТОВ С ВОЛЬФРАМОМ

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения тонкодисперсного порошка молибдена, его композитов с вольфрамом и в производстве твердосплавных материалов на основе молибдена и вольфрама. Техническим результатом является разработка способа, обеспечивающего получение молибдена и его композиционных материалов с вольфрамом при температуре не выше 900°С, а также получение материалов в виде тонкодисперсных порошков. Для этого соединения молибдена и вольфрама (МоО3 и WO3) восстанавливают металлическим магнием в среде расплавов хлоридов: (NaCl, KCl) или карбонатов (Na2CO3, К2СО3) или их бинарных смесей (NaCl-KCl, Na2СО32СО3, NaCl-Na2CO3, KCl-К2СО3) при температуре 770-890°С. По результатам гранулометрического анализа полученный порошок молибдена представляет собой однородный материал, на 80% состоящий из частиц размером 2,2-3 мкм. Композиционный материал Мо-W в зависимости от содержания Мо имеет размер частиц 5-15 мкм. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 285 586 C1

Способ получения металлического порошка молибдена или его композитов с вольфрамом из их кислородных соединений, заключающийся в том, что ведут расплавление исходных соединений, термическое восстановление их до металлов с последующим отделением металлической фазы от реакционной массы, при этом восстановление ведут магнием в расплавах хлоридов натрия или калия (NaCl, KCl), или карбонатов натрия или калия (Na2CO3, К2СО3), или их бинарных смесей (NaCl-KCl, Na2СО32СО3, NaCl-Na2CO3, KCl-К2СО3) при температуре 770-890°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2285586C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ 1995
  • Верхотуров А.Д.
  • Мулин Ю.И.
  • Гостищев В.В.
RU2098232C1
Способ получения металлических порошков 1974
  • Стерлядкина Зинаида Константиновна
  • Мальцева Нина Николаевна
  • Алексеева Лариса Сергеевна
  • Сидорова Елена Николаевна
  • Михеева Вера Ивановна
SU516467A1
Пожарный двухцилиндровый насос 0
  • Александров И.Я.
SU90A1
US 4668282 A, 26.05.1987
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БОРЬБЫ С КОНОПЛЕЙ НА ПАШНЯХ В УСЛОВИЯХ ЯКУТИИ 2011
  • Абрамов Алексей Федорович
  • Эверстова Ульяна Ксенофонтовна
  • Протопопова Анна Викторовна
RU2488990C2

RU 2 285 586 C1

Авторы

Гостищев Виктор Владимирович

Ри Эрнст Хосенович

Даты

2006-10-20Публикация

2005-03-21Подача