CN103318961B - 一种高纯二硫化钼的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯二硫化钼的制备方法，该方法为：一、对钼精矿进行过筛，向筛下物中加水进行调和，然后置于陶瓷匣体或石英坩埚内压制成钼精矿湿饼；二、将盛放有钼精矿湿饼的陶瓷匣体或石英坩埚置于微波马弗炉中，在氮气保护下微波处理；三、将经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到浆料，对浆料进行超导磁分离处理，然后过滤，得到滤饼；四、对滤饼进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到二硫化钼。本发明通过微波处理和超导磁分离去除钼精矿中的异相矿物杂质，精制了钼精矿，最后通过酸浸可得到产品质量纯度不小于99.3%的高纯二硫化钼，大幅提升了产品品质。

Description

一种高纯二硫化钼的制备方法

技术领域

本发明属于二硫化钼润滑材料制备技术领域，具体涉及一种高纯二硫化钼的制备方法。

背景技术

二硫化钼，俗称固体润滑之王。具有耐高温、耐真空、抗极压、抗磁化、耐磨、耐腐蚀、化学性能稳定等特性，广泛用于航空、航天及工、农、业、军工机械润滑、材料制备等领域。

二硫化钼制备方法分为二种，即天然法和合成法。天然法制备高纯二硫化钼一般是以辉钼矿矿石为原料，经磨矿，浮选得钼精矿、再经化学浸出等过程分离出润滑级的二硫化钼，MoS₂含量一般在98％～99％左右。因其整个提纯过程中没有破坏二硫化钼的结构构造，始终保持了天然辉钼六方片层结构晶型晶系。钼精矿中二硫化钼含量一般为80％～94％，其它杂质主要为硫化矿、黄铁矿、硫化铜、方铅矿、黄铜矿等硫化矿物和长石、云母、绿泥石等硅酸盐矿物。生产二硫化钼时，钼精矿去杂，主要方法有盐酸加氧化剂浸出、盐酸(硫酸)加氢氟酸浸出、氯盐浸出等，为了提高浸出效果通常分两段、三段混酸浸出或在微波或超声波辅助下的两段、三段酸浸或酸盐浸出。

化学合成法是将钼酸铵溶液硫化，转化为硫代钼酸铵；然后酸化，得三硫化钼沉淀，热解脱硫、粉碎，即得二硫化钼成品。合成的二硫化钼晶型构造属人工合成，润滑性能不如天然二硫化钼。其它方法如(1)钼酸钙、硫、碳酸钠反应；(2)钼和硫化合反应；(3)三氧化钼、硫、碳酸钾高温反应；(4)钼酸钠、硫脲反应等等。

近年来，随着科学技术迅猛发展，二硫化钼应用越来越广泛，而且还在不断拓展，市场的细分带来了客户对二硫化钼品质提出了更高要求。需要纯度更高的二硫化钼，纵观国内外二硫化钼天然法生产工艺，除了除去二氧化硅氢氟酸不可缺少外，无外乎钼精矿的酸、盐分一段、两段或者三段浸出。或在微波、超声波辅助下的酸、盐分一段、两段或者三段浸出。虽然有的工艺有所进步。但暴露出的多次酸浸造成废水污染和合成法生产二硫化钼工艺暴露出废气、废水污染问题较为突出。文献报道，美国Climax公司曾经为改变此弊端，将钼精矿在氮气保护下，于650℃的回转炉内，将钼精矿焙烧2～5小时，虽然钼精矿杂质黄铁矿转型。但钼精矿中的二硫化钼持续高温性质也发生了改变，该工艺也未能得到推广应用。因此急需寻求一种新的工艺，能大幅提升二硫化钼品质，且能减少二硫化钼生产过程中的污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种方法独特，操作简单，具有高效、节能等优点的高纯二硫化钼的制备方法。该方法。该方法通过微波处理和超导磁分离处理去除钼精矿中的异相矿物杂质，精制了钼精矿，最后通过酸浸可得到产品质量纯度不小于99.3％的高纯二硫化钼，大幅提升了产品品质。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用孔径为2.00mm的筛网对破碎后的钼精矿进行过筛，向过筛后的筛下物中加入筛下物质量的8％～12％的去离子水进行调和，然后将调和后的筛下物置于陶瓷匣体或石英坩埚内，压制成钼精矿湿饼；

步骤二、将步骤一中盛放有钼精矿湿饼的陶瓷匣体或石英坩埚置于微波马弗炉中，在氮气保护下微波处理50s～150s；

步骤三、将步骤二中经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到固体质量含量为25％～30％的浆料，对所述浆料进行超导磁分离处理，然后对经超导磁分离处理后的浆料进行过滤，得到滤饼；

步骤四、对步骤三中所述滤饼进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度不小于99.3％的二硫化钼。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤一中所述钼精矿中钼的质量百分含量不小于54％。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤一中所述去离子水的电导率不大于0.6μS/cm。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤二中所述氮气的质量纯度不小于99％。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤二中所述微波处理的频率为2450MHz，功率为800W～2000W。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤三中所述超导磁分离的磁场强度不小于30千高斯。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤四中所述酸浸采用的酸浸液为氢氟酸、水和盐酸的混合溶液，混合溶液中HF的质量浓度为11％～16％，HCl的质量浓度为2％～4％。

上述的一种高纯二硫化钼的制备方法，步骤四中所述酸浸的温度为60℃～85℃，时间为5h～6h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明与传统的两步浸出和合成法提纯以及超声波或微波辅助的两段、三段浸出提纯相比，通过微波处理和超导磁分离去除钼精矿中的异相矿物杂质，精制了钼精矿，最后通过酸浸可得到产品质量纯度不小于99.3％的高纯二硫化钼，大幅提升了产品品质。

2、本发明采用将钼精矿在充氮的微波马弗炉内进行微波处理，由于时间短仅有50～150秒，钼精矿整个过程中温度最高未超过150℃，而且全程由氮气保护，二硫化钼的结构和性质未发生任何改变，整个微波功率仅为2000W，不仅节能，而且效率高。

3、本发明采用超导磁选机，磁流强度最高可达55千高斯，大大提高了对钼精矿中的磁性或弱磁性矿物如磁性黄铁矿、云母、陨铁等的去除。由于采用超导技术能耗低，仅为传统去杂的1/30，运行成本非常低。

4、本发明方法独特，操作简单，具有高效、节能等优点。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

步骤一、采用孔径为2.00mm的筛网对钼的质量百分含量不小于54％的破碎后的钼精矿进行过筛，向过筛后的筛下物中加入筛下物质量的12％的去离子水进行调和，然后将调和后的筛下物置于陶瓷匣体(或石英坩埚)内，压制成钼精矿湿饼；所述去离子水的电导率为0.6μS/cm；

步骤二、将步骤一中盛放有钼精矿湿饼的陶瓷匣体(或石英坩埚)置于微波马弗炉中，在氮气保护下，频率为2450MHz，功率为2000W的条件下微波处理50s；所述氮气的质量纯度不小于99％；

步骤三、将步骤二中经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到固体质量含量为25％的浆料，采用磁场强度不小于30千高斯的超导磁选机(例如潍坊零挥发5.5T低温超导磁选机、英国MK4型超导磁选机、德国DEsCOS筒式超导磁选机或捷克往复串罐式超导磁选机)对所述浆料进行超导磁分离处理，去除浆料中的磁性矿物杂质，然后过滤，得到滤饼；

步骤四、将步骤三中所述滤饼加入酸浸液中进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为99.3％的二硫化钼；所述酸浸液为氢氟酸、水和盐酸的混合溶液，混合溶液中HF的质量浓度为13.5％，HCl的质量浓度为3％。

实施例2

步骤一、采用孔径为2.00mm的筛网对钼的质量百分含量不小于54％的破碎后的钼精矿进行过筛，向过筛后的筛下物中加入筛下物质量的8％的去离子水进行调和，然后将调和后的筛下物置于石英坩埚(或陶瓷匣体)内，压制成钼精矿湿饼；所述去离子水的电导率为0.5μS/cm；

步骤二、将步骤一中盛放有钼精矿湿饼的石英坩埚(或陶瓷匣体)，置于微波马弗炉中，在氮气保护下，频率为2450MHz，功率为1500W的条件下微波处理100s；所述氮气的质量纯度不小于99％；

步骤三、将步骤二中经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到固体质量含量为28％的浆料，采用磁场强度不小于30千高斯的超导磁选机(例如潍坊零挥发5.5T低温超导磁选机、英国MK4型超导磁选机、德国DEsCOS筒式超导磁选机或捷克往复串罐式超导磁选机)对所述浆料进行超导磁分离处理，去除浆料中的磁性矿物杂质，然后过滤，得到滤饼；

步骤四、将步骤三中所述滤饼加入酸浸液中进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为99.51％的二硫化钼；所述酸浸液为氢氟酸、水和盐酸的混合溶液，混合溶液中HF的质量浓度为11％，HCl的质量浓度为4％。

实施例3

步骤一、采用孔径为2.00mm的筛网对钼的质量百分含量不小于54％的破碎后的钼精矿进行过筛，向过筛后的筛下物中加入筛下物质量的10％的去离子水进行调和，然后将调和后的筛下物置于陶瓷匣体(或石英坩埚)内，压制成钼精矿湿饼；所述去离子水的电导率为0.2μS/cm；

步骤二、将步骤一中盛放有钼精矿湿饼的陶瓷匣体(或石英坩埚)，置于微波马弗炉中，在氮气保护下，频率为2450MHz，功率为800W的条件下微波处理150s；所述氮气的质量纯度不小于99％；

步骤三、将步骤二中经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到固体质量含量为30％的浆料，采用磁场强度不小于30千高斯的超导磁选机(例如潍坊零挥发5.5T低温超导磁选机、英国MK4型超导磁选机、德国DEsCOS筒式超导磁选机或捷克往复串罐式超导磁选机)对所述浆料进行超导磁分离处理，去除浆料中的磁性矿物杂质，然后过滤，得到滤饼；

步骤四、将步骤三中所述滤饼加入酸浸液中进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为99.62％的二硫化钼；所述酸浸液为氢氟酸、水和盐酸的混合溶液，混合溶液中HF的质量浓度为16％，HCl的质量浓度为2％。

对比例1

对实施例1中过筛后的筛下物直接进行酸浸(酸浸过程与实施例1相同)，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为97.6％的二硫化钼。

对比例2

对实施例1中经微波处理后的钼精矿湿饼破碎后直接进行酸浸(酸浸过程与实施例1相同)，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为98.8％的二硫化钼。

对比例3

对实施例1中过筛后的筛下物加水调和成固体质量含量为25％的浆料，然后采用磁场强度不小于30千高斯的超导磁选机对浆料进行超导磁分离，过滤，得到滤饼；再对滤饼进行酸浸(酸浸过程与实施例1相同)，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度为98.4％的二硫化钼。

通过实施例1、2、3与对比例1、2、3的对比，可明显看出，本发明将微波处理、超导磁分离和酸浸结合，可明显提高二硫化钼的纯度，制备的二硫化钼的质量纯度不小于99.3％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用孔径为2.00mm的筛网对破碎后的钼精矿进行过筛，向过筛后的筛下物中加入筛下物质量的8％～12％的去离子水进行调和，然后将调和后的筛下物置于陶瓷匣体或石英坩埚内，压制成钼精矿湿饼；

步骤二、将步骤一中盛放有钼精矿湿饼的陶瓷匣体或石英坩埚置于微波马弗炉中，在氮气保护下微波处理50s～150s；

步骤三、将步骤二中经微波处理后的钼精矿湿饼加水捣碎，得到固体质量含量为25％～30％的浆料，对所述浆料进行超导磁分离处理，然后对经超导磁分离处理后的浆料进行过滤，得到滤饼；

步骤四、对步骤三中所述滤饼进行酸浸，然后过滤，对过滤后的滤饼进行洗涤，烘干，粉碎，得到质量纯度不小于99.3％的二硫化钼。

2.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤一中所述钼精矿中钼的质量百分含量不小于54％。

3.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤一中所述去离子水的电导率不大于0.6μS/cm。

4.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤二中所述氮气的质量纯度不小于99％。

5.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤二中所述微波处理的频率为2450MHz，功率为800W～2000W。

6.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤三中所述超导磁分离的磁场强度不小于30千高斯。

7.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤四中所述酸浸采用的酸浸液为氢氟酸、水和盐酸的混合溶液，混合溶液中HF的质量浓度为11％～16％，HCl的质量浓度为2％～4％。

8.根据权利要求1所述的一种高纯二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤四中所述酸浸的温度为60℃～85℃，时间为5h～6h。