СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК C22C1/00 C22B34/34 C22C27/04 

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического молибдена и ферромолибдена из молибденитового концентрата.

Известны способы получения молибдена и его сплавов с железом, кремнием и другими металлами из следующих источников.

Известен способ получения молибдена и его сплавов с железом, кремнием и другими металлами путем металлотермического восстановления из оксида молибдена (М.А.Рысс «Производство ферросплавов», Москва, Металлургия, 1985 г., с.282-294).

Поскольку основным молибденсодержащим минералом в природе является сульфид молибдена, то перевод его в окисную форму осуществляется путем окислительного обжига с выделением в атмосферу большого количества содержащих серу газов. Это является основным недостатком способа.

Известен способ получения сплавов молибдена непосредственно из сульфидов молибдена (Ю.Я.Демидов и др. «Новые варианты производства сплавов молибдена» в сборнике «Металлотермия», Челябинск, Металлургия, 1991 г., с.89-92).

Восстановление сульфида молибдена марганцем позволяет получать ферромолибден и сульфидный шлак.

Недостатком способа является относительно высокое содержание марганца в металле (7-11%), необходимое для обеспечения удаления серы до концентраций менее 0,2%, что ограничивает область его применения, а также необходимость проводить процесс восстановления в закрытых электропечах с выпуском продуктов плавки в нейтральной атмосфере.

Известен способ получения молибдена путем термической диссоциации сульфидов в вакууме (А.В.Горох, Л.Н.Русаков «Петрографический анализ процессов в металлургии», Москва, Металлургия, 1973 г., с.105-117 - прототип). Способ заключается в разложении сульфидмолибденсодержащего материала в виде сульфида молибдена в вакууме на молибден и серу. Полное разложение до остаточного содержания серы менее 0,1% происходит при разрежении 2660-13,3 Па и температуре 1500-1700°С, либо при разрежении 1,33-1,33·10^-2 Па и температуре 1200°С.

Недостатками способа является отсутствие решения сбора активной газообразной серы и необходимость использования специального вакуум-термического оборудования, позволяющего создавать высокую температуру (более 1500°С) или высокую степень разрежения (менее 1,33 Па). Кроме того, срок службы такого оборудования в присутствии высокоактивной газообразной серы будет весьма ограничен.

Известен способ обработки сульфидмолибденсодержащего материала для получения молибдена или его сплавов, включающий термическую обработку в вакууме сульфидмолибденсодержащего материала, при этом сульфидмолибденсодержащий материал предварительно смешивают с кремнием или ферросилицием, а термическую обработку в вакууме ведут при температуре 900-1300°С и разрежении 665,0-13,3 Па в присутствии порошкообразного железа (патент РФ №2261932, МПК С22В 34/34, публикация 2005 г.).

Изобретение направлено на разработку экономичного и экологически чистого способа получения из молибденитового концентрата молибдена и ферромолибдена прямым восстановлением в режиме горения, минуя процесс обжига.

Технический результат, который обеспечивает изобретение, заключается в создании экономичного и экологически чистого термического процесса получения молибдена и ферромолибдена.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Способ обработки молибденитового концентрата включает получение молибдена с предварительным смешиванием шихты, содержащей молибденитовый концентрат и восстановитель, и ее термическую обработку, при этом шихта содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: молибденитовый концентрат - 69, восстановитель - 31, а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 1400-1600°С в течение 10-15 мин.

В качестве восстановителя используют порошки металлов из группы алюминий, магний, кальций, или порошки сплавов этих металлов, или силициды этих металлов, или смесь порошков этих металлов и их сплавов и силицидов этих металлов.

Сущность предложенного способа заключается также в следующем.

Способ обработки молибденитового концентрата включает получение ферромолибдена с предварительным смешиванием шихты, содержащей молибденитовый концентрат, восстановитель, железосодержащее соединение и шлакообразующие, и ее термическую обработку, при этом шихта содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: молибденитовый концентрат - 53-55, восстановитель - 15-17, железосодержащие соединения - 25-27, шлакообразующие - 3-5, а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 2000-2200°С в течение 30-40 мин.

В качестве восстановителя используют порошки металлов из группы алюминий, магний, кальций, или порошки сплавов этих металлов, или силициды этих металлов, или смесь порошков этих металлов и их сплавов и силицидов этих металлов.

В качестве шлакообразующих используют оксиды или карбонаты или нитраты щелочных металлов.

В качестве железосодержащих соединений используют железный концентрат с содержанием железа 96% или окалину, или лом железа, или смесь соединений и окислов железа.

Способ осуществляется следующим образом.

Для получения молибдена молибденитовый концентрат (молибденовый сульфидный концентрат) перемешивают с восстановителем в следующем соотношении, мас.%: молибденитовый концентрат - 69, восстановитель - 31. Шихту (полученную смесь концентрата и восстановителя) засыпают в графитовый стакан и помещают в реактор, снабженный электровводами для инициирующей спирали. Спираль выполнена из вольфрамовой проволоки диаметром 0,2-0,5 мм, диаметром витка 3-4 мм и длиной 4-5 см.

Реактор закрывают крышкой и на спираль подают электрический импульс. Спираль разогревается до 1400-1600°С и при этой температуре происходит реакция взаимодействия между дисульфидом молибдена и восстановителем. Начинается горение, которое распространяется по всему объему шихты.

Процесс длится 10-15 мин. После охлаждения полученный спеченный продукт отправляют на выщелачивание для отделения порошка молибдена.

Для получения ферромолибдена молибденитовый концентрат предварительно смешивают с восстановителем, железосодержащими соединениями и шлакообразующими при следующем соотношении компонентов, мас.%: молибденитовый концентрат - 53-55, восстановитель - 15-17, железосодержащие соединения - 25-27, шлакообразующие - 3-5.

Шихту загружают в засыпают в графитовый стакан и помещают в реактор, снабженный электровводами для инициирующей спирали. На шихту подают тепловой импульс от спирали или электрической дуги. Начинается горение, которое распространяется по всему объему шихты.

После горения, через 30-40 мин сливают шлак, а сплав оставляют до полного остывания, после чего его достают из стакана, дробят на куски и складируют. Шлак отправляют на выщелачивание для разложения и удаления серы.

Способ не энергоемкий, экологически чистый.

В качестве примера в таблице приведены данные экспериментов, показывающие зависимость выхода молибдена от соотношения концентрата и восстановителя.

Таблица Соотношение Mk/Mu
F°С Температура горения Tr, °С Фазовый состав продуктов горения Условия выщелачивания Фазовый состав после выщелачивания F₁ 1600 MgS·Mo 5% раствор HCl Mo·MoS₂ (следы) F₂ 1550 MgS·Mo То же Mo·CuMgS₂ (следы) F₃ 1400 MgS·Mo·MoSi₂·MgO То же Mo·MoSi₂·CuMgS₂ (следы)

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлического молибдена и ферромолибдена из молибденитового концентрата. В первом способе используют предварительно смешанную шихту, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%: молибденитовый концентрат 69, восстановитель 31, а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 1400-1600°С в течение 10-15 мин. Во втором способе используют предварительно смешанную шихту, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%: молибденитовый концентрат 53-55, восстановитель 15-17, железосодержащие соединения 25-27, шлакообразующие 3-5, а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 2000-2200°С в течение 30-40 мин. Изобретение позволяет создать экономичный и экологически чистый термический процесс получения молибдена и его сплавов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки молибденитового концентрата, включающий предварительное смешивание шихты, содержащей молибденитовый концентрат и восстановитель, и ее термическую обработку с получением молибдена, отличающийся тем, что используют шихту, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%:
молибденитовый концентрат 69 восстановитель 31,

а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 1400-1600°С в течение 10-15 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют порошки металлов из группы алюминий, магний, кальций, или порошки сплавов этих металлов, или силициды этих металлов, или смесь порошков этих металлов и их сплавов и силицидов этих металлов.

3. Способ обработки молибденитового концентрата, включающий предварительное смешивание шихты, содержащей молибденитовый концентрат, восстановитель, железосодержащее соединение и шлакообразующие, и ее термическую обработку с получением ферромолибдена, отличающийся тем, что используют шихту, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%:
молибденитовый концентрат 53-55 восстановитель 15-17 железосодержащие соединения 25-27 шлакообразующие 3-5,

а термическую обработку осуществляют в графитовом стакане при температуре горения 2000-2200°С в течение 30-40 мин.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют порошки металлов из группы алюминий, магний, кальций, или порошки сплавов этих металлов, или силициды этих металлов, или смесь порошков этих металлов и их сплавов и силицидов этих металлов.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве шлакообразующих используют оксиды, или карбонаты, или нитраты щелочных металлов.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве железосодержащих соединений используют железный концентрат с содержанием железа 96%, или окалину, или лом железа, или смесь соединений и окислов железа.