RU1777311C - Process for preparing molybdenum carbide - Google Patents

Process for preparing molybdenum carbide Download PDF

Info

Publication number
RU1777311C
RU1777311C SU884445560A SU4445560A RU1777311C RU 1777311 C RU1777311 C RU 1777311C SU 884445560 A SU884445560 A SU 884445560A SU 4445560 A SU4445560 A SU 4445560A RU 1777311 C RU1777311 C RU 1777311C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
molybdenum
particle size
magnesium
combustion
Prior art date
Application number
SU884445560A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Мержанов
С.С. Мамян
Г.В. Микаберидзе
Г.Ф. Тавадзе
Original Assignee
Институт структурной макрокинетики РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт структурной макрокинетики РАН filed Critical Институт структурной макрокинетики РАН
Priority to SU884445560A priority Critical patent/RU1777311C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1777311C publication Critical patent/RU1777311C/en

Links

Images

Abstract

FIELD: processes for preparing inorganic pyromelting compounds. SUBSTANCE: the process for preparing molybdenum carbide is carried out under conditions of combustion of a mixture comprising a beneficiated molybdenum ore consisting of 55.2-64.1 wt % MoO3 and MoO2 and 23.2-30.3 wt % a magnesium metal as a reducing agent; 1.7-3.5 wt % black and 10-15 wt % magnesium oxide as an inert diluent. The density of the mixture 1,2-1,45g/cm3 and the combustion temperature 1900-2400 C. The yield of the product with a dispersity of 1-3 microns 97 %. EFFECT: greater efficiency of the process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения порошкообразных тугоплавких неорганических соединений, и может быть использовано в твердосплавной промышленности для изготовления изделий твердосплавного назначения, а также для легирования инструментальных материалов и т.п. The invention relates to inorganic chemistry, in particular to methods for producing powdered refractory inorganic compounds, and can be used in the carbide industry for the manufacture of carbide products, as well as for alloying tool materials, etc.

Цель изобретения - создание возможности выделения карбида молибдена в виде порошка однородного гранулометрического состава с дисперсностью частиц 1-3 мкм. The purpose of the invention is the creation of the possibility of separation of molybdenum carbide in the form of a powder of uniform particle size distribution with a particle size of 1-3 microns.

Способ осуществляют в режиме горения смеси, содержащей обогащенную молибденовую руду, состоящую из MoO3 и MoO2, магний-металл-восстановитель оксид магния - инертный разбавитель, сажу при содержании исходных компонентов в смеси, мас.%:
Обогащенная молибде- новая руда 55,2-64,1 Магний 23,2-30,03 Оксид магния 10-15 Сажа 1,7-3,5 при плотности смеси 1,2-1,45 г/см3, причем процесс горения смеси ведут при температуре 1900-2400оС. Для достижения цели необходимо в исходную шихту ввести инертный разбавитель - оксид магния в количестве 10-15 мас.%.
The method is carried out in the combustion mode of a mixture containing enriched molybdenum ore, consisting of MoO 3 and MoO 2 , magnesium-metal reductant magnesium oxide is an inert diluent, soot with the content of the starting components in the mixture, wt.%:
Enriched molybdenum ore 55.2-64.1 Magnesium 23.2-30.03 Magnesium oxide 10-15 Soot 1.7-3.5 with a mixture density of 1.2-1.45 g / cm 3 , and the process combustion of the mixture is carried out at a temperature of 1900-2400 ° C is necessary to attain the object in the initial charge to introduce an inert diluent -. magnesium oxide in an amount of 10-15 wt%.

Присутствие в исходной шихте обогащенной молибденовой руды, содержащей MoO3 и MoO2, приводит к тому, что во фронте горения легколетучие микропримеси, содержащиеся в руде, испаряются и происходит газостатическое измельчение полученного карбида. Это обеспечивает однородность гранулометрического состава карбида молибдена в интервале дисперсности 1-3 мкм.The presence in the initial batch of enriched molybdenum ore containing MoO 3 and MoO 2 leads to the fact that in the combustion front the volatile microimpurities contained in the ore evaporate and gas-static grinding of the carbide obtained occurs. This ensures uniformity of the particle size distribution of molybdenum carbide in the range of dispersion of 1-3 microns.

При содержании обогащенной молибденовой руды в шихте менее указанного предела (55,2 мас.%) процесс протекает бурно, при этом нарушается однородность конечного продукта. Кроме того, часть углерода не вступает в реакцию и остается в продукте в виде инертного разбавителя, что нарушает однородность гранулометрического состава конечного продукта. When the concentration of enriched molybdenum ore in the charge is less than the specified limit (55.2 wt.%), The process proceeds violently, while the uniformity of the final product is violated. In addition, part of the carbon does not react and remains in the product as an inert diluent, which violates the uniformity of the particle size distribution of the final product.

При увеличении этого же компонента в шихте более чем 64,1 мас.% также цель не достигается, т.к. в данном случае часть восстановленного молибдена не участвуют в реакции с сажей и остается в целевом продукте в виде твердого раствора. Это также нарушает однородность гранулометрического состава целевого продукта. Этим же объясняется целесообразность придерживаться указанных границ содержания сажи в шихте 1,7-3,5 мас.%. Уменьшение сажи в шихте ниже указанной границы приводит к появлению твердого раствора молибдена в целевом продукте, т.к. для его полной карбидизации сажи недостаточно. Превышение содержания сажи выше указанной границы приводит к появлению в целевом продукте углерода в виде инертного разбавителя. В обоих случаях нарушается однородность и однофазность гранулометрического состава конечного продукта. With the increase of the same component in the charge of more than 64.1 wt.% Also the goal is not achieved, because in this case, part of the reduced molybdenum does not participate in the reaction with soot and remains in the target product as a solid solution. It also violates the uniformity of the particle size distribution of the target product. This also explains the advisability of adhering to the indicated limits of the soot content in the charge of 1.7-3.5 wt.%. The decrease in soot in the mixture below the specified boundary leads to the appearance of a solid solution of molybdenum in the target product, because soot is not enough for its complete carbidization. Exceeding the carbon black content above the specified boundary leads to the appearance in the target product of carbon in the form of an inert diluent. In both cases, the uniformity and single-phase particle size distribution of the final product is violated.

При уменьшении содержания магния в шихте менее чем 23,3 мас.% процесс протекает с неполным восстановлением оксида молибдена, который остается в конечном продукте в виде побочной примеси, а это нарушает однородность фазового и гранулометрического состава целевого продукта. With a decrease in the magnesium content in the charge of less than 23.3 wt.%, The process proceeds with incomplete reduction of molybdenum oxide, which remains in the final product as a side impurity, and this violates the uniformity of the phase and particle size distribution of the target product.

Увеличение содержания магния в шихте более чем 30,3 мас.% приводит к бурному испарению избыточного магния, что нарушает однородность гранулометрического состава целевого продукта. А эндотермический процесс испарения магния может снизить температуру горения и остановить распространение фронта горения по всему объему исходной шихты, нарушая этим однородность целевого продукта по фазовому составу. Продукт получается нечистый, с примесями недореагированной исходной шихты. An increase in the magnesium content in the charge of more than 30.3 wt.% Leads to rapid evaporation of excess magnesium, which violates the uniformity of the particle size distribution of the target product. And the endothermic process of magnesium evaporation can lower the combustion temperature and stop the propagation of the combustion front over the entire volume of the initial charge, thereby violating the uniformity of the target product in phase composition. The product is unclean, with impurities of the unreacted initial charge.

При плотности исходной шихты ниже 1,2 г/см3 процесс горения из-за недостаточного контакта частиц исходных компонентов не осуществлятся. Процесс горения не осуществляется также и тогда, когда плотность исходной шихты превышает 1,45 г/см3. Из-за недостаточной пористости исходного образца распространение фронта горения по всему образцу прекращается, поскольку в этих процессах большую лимитирующую роль играет реакция, протекающая между исходными компонентами в газовой фазе. Высокая плотность смеси уменьшает фильтрацию газообразных компонентов в фронте горения.When the density of the initial charge below 1.2 g / cm 3 the combustion process due to insufficient contact of the particles of the starting components is not carried out. The combustion process is not carried out also when the density of the initial charge exceeds 1.45 g / cm 3 . Due to the insufficient porosity of the initial sample, the propagation of the combustion front throughout the sample ceases, since in these processes a large limiting role is played by the reaction proceeding between the initial components in the gas phase. The high density of the mixture reduces the filtration of gaseous components in the combustion front.

При температурах процесса ниже 1900оС распространение фронта горения прекращается и этим нарушается однородность конечного продукта. При температурах выше 2400оС в режиме горения происходит спекание конечного продукта и для получения фракции менее 3 мкм необходим длительный размол продукта. Однако, как известно, в процессе размола нарушается однородность порошка и невозможно достичь достаточную однородность с содержанием фракции 1-3 мкм.Process at temperatures below 1900 C. propagation of the combustion front is terminated and this disturbed homogeneity of the final product. At temperatures above 2400 ° C in the combustion mode, the final product sintering and to obtain a fraction of less than 3 microns requires long grinding product. However, as you know, in the process of grinding the uniformity of the powder is broken and it is impossible to achieve sufficient uniformity with a content of fractions of 1-3 microns.

При разбавлении реакционной шихты инертным оксидом магния менее 10 мас. % температура горения во фронте превышает температуру плавления исходных компонентов и целевой продукт получается в литом виде и образование порошков невозможно. В лучшем случае при размоле конечного продукта выход фракции 1-3 мкм не будет превышать 10-15%. When diluting the reaction mixture with an inert magnesium oxide of less than 10 wt. % the combustion temperature in the front exceeds the melting temperature of the starting components and the target product is obtained in cast form and the formation of powders is impossible. In the best case, when grinding the final product, the yield of a fraction of 1-3 microns will not exceed 10-15%.

При разбавлении реакционной шихты инертным оксидом магния более 15 мас. % температура горения падает и распространение фронта горения по всему объему прекращается, этим нарушается однородность гранулометрического и фазового состава целевого продукта. When diluting the reaction mixture with an inert magnesium oxide of more than 15 wt. % the combustion temperature drops and the propagation of the combustion front throughout the entire volume ceases, this violates the uniformity of the particle size and phase composition of the target product.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Исходные компоненты в виде порошков дозируют согласно заданному соотношению и смешивают. Смешанные порошки при определенной плотности загружают в реактор самораспространяющего высокотемпературного синтеза (СВС). В каждой загрузке содержится от 2 до 15 кг шихты. Реактор герметизируют, заполняют инертным газом - аргоном и инициируют процесс горения локальным воспламенением при помощи электрической спирали. The starting components in the form of powders are dosed according to a predetermined ratio and mixed. Mixed powders at a certain density are loaded into a self-propagating high temperature synthesis (SHS) reactor. Each load contains from 2 to 15 kg of the charge. The reactor is sealed, filled with an inert gas, argon, and the combustion process is initiated by local ignition using an electric spiral.

Образуется фронт горения в тонком слое, самораспространяющийся в реакционном объеме. A combustion front forms in a thin layer, self-propagating in the reaction volume.

После прохождения фронта горения по всему объему шихты, регистрируемому контрольной термопарой, продукт реакции охлаждают и обрабатывают раствором минеральной кислоты, например, соляной или серной. Полученный целевой продукт представляет собой мелкодисперсный однофазный порошок с размерами частиц 1-3 мкм. Исследование по гранулометрическому составу проводили на счетчике CULTER TA-2, на котором определяли распределение частиц по размерам. After the combustion front passes through the entire charge volume recorded by the control thermocouple, the reaction product is cooled and treated with a solution of mineral acid, for example, hydrochloric or sulfuric. The resulting target product is a finely divided single-phase powder with a particle size of 1-3 microns. The study of particle size distribution was carried out on a CULTER TA-2 counter, on which the particle size distribution was determined.

Рентгенофазовый анализ полученных продуктов определяют на дифрактометре. Содержание связанного неметалла в целевом продукте определяли способом химического анализа. По химическому составу полученные продукты близки к стехиометрическому. Выход целевого продукта по предлагаемому способу составляет 96-98% от содержания основного элемента в шихте. X-ray phase analysis of the obtained products is determined on a diffractometer. The content of bound non-metal in the target product was determined by chemical analysis. In terms of chemical composition, the products obtained are close to stoichiometric. The yield of the target product by the proposed method is 96-98% of the content of the main element in the charge.

Предлагаемый способ в отличие от прототипа позволяет получить целевой продукт в виде порошка с такой однородностью и размером частиц (1-3 мкм), которые позволяют изготовить из порошка компактные изделия целевых назначений традиционными методами порошковой металлургии без предварительного размола и классификации порошков. The proposed method, in contrast to the prototype, allows to obtain the target product in the form of a powder with such uniformity and particle size (1-3 microns) that make it possible to make compact products of the intended purpose from the powder using traditional methods of powder metallurgy without preliminary grinding and classification of powders.

Предлагаемый способ иллюстрируется нижеследующими примерами. The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Смешивают 5,95 кг обогащенной молибденовой руды (59,5 мас.%), 2,69 кг порошка магния марки МПФ-1 (26,9 мас.%) и 0,26 кг порошка сажи марки ПМ-15ТС (2,6 мас. % ), что составляет реакционную шихту. К исходной шихте в качестве инертного разбавителя добавляют 1,1 кг порошка оксида магния марки "Ч" (11 мас. %) и приготовленную смесь загружают в барабан из нержавеющей стали и перемешивают в течение 3 ч. После этого приготовленную шихту прессуют и при определенной плотности загружают в герметический реактор самораспространяющего высокотемпературного синтеза (СВС), после чего реактор закрывают, продувают 2-3 раза инертным газом, заполняют реактор инертным газом (аргоном) и воспламеняют шихту с помощью поджигающей спирали, подведенной к шихте. Температура горения 2150оС.5.95 kg of enriched molybdenum ore (59.5 wt.%), 2.69 kg of MPF-1 magnesium powder (26.9 wt.%) And 0.26 kg of PM-15TS soot powder (2.6) are mixed wt.%), which is the reaction mixture. 1.1 kg of “Ch” grade magnesium oxide powder (11 wt.%) Is added to the initial charge as an inert diluent, and the prepared mixture is loaded into a stainless steel drum and stirred for 3 hours. After that, the prepared charge is pressed and at a certain density loaded into a sealed self-propagating high-temperature synthesis reactor (SHS), after which the reactor is closed, purged 2-3 times with an inert gas, the reactor is filled with an inert gas (argon), and the charge is ignited using an ignition coil fed to the charge. Combustion temperature 2150 о С.

Образуется фронт горения в тонком слое, который распространяется в реакционном объеме за счет внутренней энергии исходных реакционных компонентов. A combustion front is formed in a thin layer, which propagates in the reaction volume due to the internal energy of the initial reaction components.

После прохождения фронта горения по всему объему шихты, регистрируемому контрольной термопарой, продукт реакции охлаждают в месте с реактором в течение 1 ч. Охлажденный продукт выгружают из реактора и обрабатывают в растворе соляной кислоты. Выделенный целевой продукт представляет собой порошок карбида молибдена с однородностью 97% и размером частиц 1-3 мкм. After the combustion front passes through the entire volume of the charge recorded by the control thermocouple, the reaction product is cooled in place with the reactor for 1 hour. The cooled product is discharged from the reactor and treated in a solution of hydrochloric acid. The selected target product is a molybdenum carbide powder with a uniformity of 97% and a particle size of 1-3 μm.

В таблице приведены другие примеры осуществления способа с указанием условий синтеза и характеристики полученных продуктов при разных содержаниях в шихте компонентов. The table shows other examples of the method indicating the synthesis conditions and characteristics of the obtained products at different contents in the charge of the components.

Из представленных данных следует, что максимальный выход порошкообразного карбида молибдена Mo2C с однородным составом 1-3 мкм достигается при соблюдении всех заявляемых условий проведения процесса. При выходе содержания исходных компонентов за предельные значения выход целевого продукта падает, нарушается фазовый и гранулометрический состав целевого продукта, прекращается распространение фронта горения и инициирование процесса.From the presented data it follows that the maximum yield of powdered molybdenum carbide Mo 2 C with a uniform composition of 1-3 microns is achieved when all the claimed process conditions are observed. When the content of the starting components exceeds the limit values, the yield of the target product decreases, the phase and particle size distribution of the target product is violated, the propagation of the combustion front and the initiation of the process cease.

Преимуществом предлагаемого способа является его упрощение, поскольку в условиях проведения процесса по прототипу продукт получают в литом виде и для выделения целевой фракции 1-3 мкм требуется дополнительная его обработка в шаровых мельницах. При этом выход карбида молибдена снижается до 10-15%. The advantage of the proposed method is its simplification, since in the process of the prototype the product is obtained in cast form and to isolate the target fraction of 1-3 μm, additional processing is required in ball mills. The yield of molybdenum carbide is reduced to 10-15%.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА МОЛИБДЕНА в режиме горения смеси, содержащей молибденсодержащий компонент, магний - металл - восстановитель, углерод, выделение целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью создания возможности выделения карбида молибдена в виде порошка однородного гранулометрического состава с дисперсностью частиц 1 - 3 мкм, смесь дополнительно содержит инертный разбавитель - оксид магния, в качестве молибденсодержащего компонента она содержит обогащенную молибденовую руду, состоящую из MoO3 и MoO2, а в качестве углерода - сажу при следующем соотношении исходных компонентов в смеси, мас.%:
Обогащенная молибденовая руда 55,2 - 64,1
Магний 23,2 - 30,3
Оксид магния 10 - 15
Сажа 1,7 - 3,5
при этом процесс горения смеси осуществляют при температуре 1900 - 2400oС и плотности смеси 1,2 - 1,45 г/см3.
METHOD FOR PRODUCING MOLYBDENUM CARBIDE in the combustion mode of a mixture containing a molybdenum-containing component, magnesium - metal - reducing agent, carbon, the selection of the target product, characterized in that, in order to create the possibility of molybdenum carbide precipitation in the form of a powder of uniform particle size distribution with a particle size of 1-3 microns mixture further comprises an inert diluent - magnesium oxide, as a molybdenum-enriched component it contains molybdenum ore, consisting of MoO 3 and MoO 2, and as a carbon - carbon blacks with the following ratio of the starting components in the mixture, wt.%:
Enriched molybdenum ore 55.2 - 64.1
Magnesium 23.2 - 30.3
Magnesium Oxide 10 - 15
Soot 1.7 - 3.5
while the combustion process of the mixture is carried out at a temperature of 1900 - 2400 o C and a density of the mixture of 1.2 - 1.45 g / cm 3 .
SU884445560A 1988-07-12 1988-07-12 Process for preparing molybdenum carbide RU1777311C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884445560A RU1777311C (en) 1988-07-12 1988-07-12 Process for preparing molybdenum carbide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884445560A RU1777311C (en) 1988-07-12 1988-07-12 Process for preparing molybdenum carbide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1777311C true RU1777311C (en) 1994-10-15

Family

ID=30441024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884445560A RU1777311C (en) 1988-07-12 1988-07-12 Process for preparing molybdenum carbide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1777311C (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489351C2 (en) * 2011-10-04 2013-08-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН Method of producing molybdenum carbide nanoparticles
RU2752624C1 (en) * 2020-11-05 2021-07-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Electrochemical method for obtaining molybdenum carbide
RU2806950C1 (en) * 2023-02-22 2023-11-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Low-temperature carbothermic synthesis of massive dimolybdenum carbide

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1167852, кл. C 01B 31/34, 1985. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489351C2 (en) * 2011-10-04 2013-08-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН Method of producing molybdenum carbide nanoparticles
RU2752624C1 (en) * 2020-11-05 2021-07-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Electrochemical method for obtaining molybdenum carbide
RU2806950C1 (en) * 2023-02-22 2023-11-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Low-temperature carbothermic synthesis of massive dimolybdenum carbide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3379503A (en) Process for preparing tungsten monocarbide
TWI329330B (en) Production of high-purity niobium monoxide and capacitor production therefrom
JP2617140B2 (en) Ultrafine WC powder and method for producing the same
US2448479A (en) Uranium monocarbide and method of preparation
RU1777311C (en) Process for preparing molybdenum carbide
US5092921A (en) Method for producing high-purity metallic chromium
JPS62501081A (en) Processing methods for refining metals and alloys
JPS61106461A (en) Manufacture of aluminum oxynitride refractories
JPS62158109A (en) Two component metal oxy compound
US3737301A (en) Process for producing iron-molybdenum alloy powder metal
RU2680339C1 (en) Method of obtaining ultra- and nanodispersion powders of unfusible carbides of transition metals of iv and v subgroups
US2037672A (en) Method of producing metal powders
EP0950454A1 (en) Nickel alloy for hydrogen battery electrodes
Chen et al. A study on the preparation of zinc ferrite
KR20020066863A (en) Method of producing metal sulfides
SU778285A1 (en) Method of regenerating carbide-containing waste of hard alloys
RU2766878C1 (en) Method for obtaining highly dispersed refractory transition metal carbides
JPH0224881B2 (en)
Manashev Possibility of Processing of Ferrovanadium Fines in the Combustion Mode
AU4111685A (en) Production of alloy steels using chemically prepared v2 o3 as a vanadium additive
JPH0791617B2 (en) Method for producing vanadium-containing aggregate and vanadium-containing alloy steel
RU2035260C1 (en) Titanium-based charge for production of abrasive material
JPH04160012A (en) Production of fine born carbide powder
EP0719348B1 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF FeSi
SU1186682A1 (en) Exothermic briquette for alloying and deoxidizing cast iron