RU2425900C1 - Procedure for production of fine-dispersed powder of molybdenum - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: procedure for production of metal powder of molybdenum consists in reduction of molybdenum oxide (MoO3) with metal-reducer in melt of sodium chloride of potassium chloride or their mixture at ratio 1:1 at temperature 770-850C. Upon reduction metal phase of molybdenum powder is separated from reaction mass. Reduction is performed with aluminium powder at ratio of source molybdenum oxide (MoO3) to melt equal to 1:3-5. ^ EFFECT: reduced temperature of melting at sufficiently complete extraction of molybdenum from oxide in form of metal high dispersed powder of molybdenum and reduced consumption of reagents. ^ 2 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии, в частности касается технологии получения тонкодисперсных порошков молибдена, которые используют в производстве твердосплавных материалов и ферросплавов молибдена. При этом важной характеристикой порошков является дисперсность, определяющая технологические условия дальнейшей переработки порошков.The present invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to a technology for producing fine molybdenum powders, which are used in the production of carbide materials and molybdenum ferroalloys. An important characteristic of powders is dispersion, which determines the technological conditions for the further processing of powders.

Традиционный способ получения металлического порошка молибдена заключается в восстановлении его оксида (МоО₃) водородом в трубчатых печах. Восстановление протекает с постепенным нагревом от 700 до 1100°С [1].A traditional method for producing a molybdenum metal powder is to reduce its oxide (MoO ₃ ) with hydrogen in tube furnaces. Recovery proceeds with gradual heating from 700 to 1100 ° C [1].

К недостаткам водородного восстановления следует отнести низкую производительность, повышенную взрывоопасность, большие затраты.The disadvantages of hydrogen reduction include low productivity, increased explosion hazard, high costs.

Известен способ получения порошка молибдена в газофазном процессе; восстановление протекает между восстанавливающим газом, например водородом, и парами хлоридов, фторидов молибдена при 900-1200°С [2]. По другому варианту восстановление исходных высших хлоридов, фторидов ведут в высокотемпературной (выше 2000°С) струе водорода или смеси аргона с водородом.A known method of producing molybdenum powder in a gas-phase process; reduction takes place between a reducing gas, for example hydrogen, and vapors of molybdenum chlorides, fluorides at 900-1200 ° С [2]. In another embodiment, the reduction of the starting higher chlorides and fluorides is carried out in a high-temperature (above 2000 ° С) stream of hydrogen or a mixture of argon and hydrogen.

К недостаткам способов восстановления металлов из галогенов относят сложность аппаратурного оформления, высокую коррозионную активность среды при 2000°С, большой расход реагентов [3].The disadvantages of methods for the recovery of metals from halogens include the complexity of the hardware design, high corrosivity of the medium at 2000 ° C, high consumption of reagents [3].

Способ электролитического осаждения молибдена из растворов в расплавленных солях: (NaCl - KCl; KCl - KF) на катоды из различных материалов (графита, карбида кремния, хрома и др.).The method of electrolytic deposition of molybdenum from solutions in molten salts: (NaCl - KCl; KCl - KF) on cathodes of various materials (graphite, silicon carbide, chromium, etc.).

Его недостатки - высокая энергоемкость и относительно низкая производительность процесса [4].Its disadvantages are high energy intensity and relatively low productivity of the process [4].

Известен способ получения порошков молибдена и вольфрама, включающий смешивание исходных соединений с цинком, восстановление шихты в замкнутом реакторе при 700°С.A known method of producing molybdenum and tungsten powders, including mixing the starting compounds with zinc, the restoration of the mixture in a closed reactor at 700 ° C.

Недостатками способа являются: большой расход цинка (40-50% массы исходных соединений) и необходимость диспергирования спека, образующегося в результате горения цинка [5].The disadvantages of the method are: high consumption of zinc (40-50% of the mass of the starting compounds) and the need for dispersion of the cake formed as a result of burning zinc [5].

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения металлического порошка молибдена, по которому порошок получают восстановлением кислородных соединений молибдена магнием в среде расплавов солей щелочных металлов NaCl, KCl, Na₂CO₃, К₂СО₃ и их двойных смесях [6].Closest to the claimed invention is a method for producing a metal molybdenum powder, in which the powder is obtained by reducing oxygen compounds of molybdenum with magnesium in an environment of molten alkali metal salts of NaCl, KCl, Na ₂ CO ₃ , K ₂ CO ₃ and their binary mixtures [6].

К недостаткам известного способа следует отнести, согласно описанию изобретения, большой расход магния - дорогостоящего металла восстановителя и реагентов растворителей (NaCl, KCl, Na₂CO₃, K₂CO₃).The disadvantages of this method include, according to the description of the invention, the high consumption of magnesium - an expensive metal reducing agent and solvent reagents (NaCl, KCl, Na ₂ CO ₃ , K ₂ CO ₃ ).

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат при производстве металлического порошка молибдена за счет замены и сокращения расхода реагентов.The technical task of the invention is to reduce costs in the production of metal molybdenum powder by replacing and reducing the consumption of reagents.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения порошка молибдена кислородные соединения молибдена восстанавливают металлическим алюминием в сокращенном объеме расплава солей NaCl, KCl, NaCl-KCl при 770-850°С. Состав шихты выдерживают, исходя из соотношения: оксид молибдена - растворитель (NaCl, KCl, NaCl - KCl), равного 1:3-5. Порошок металлического алюминия берут в количестве, соответствующем расчетному по реакции:The problem is achieved in that in the method for producing molybdenum powder, oxygen compounds of molybdenum are reduced with aluminum metal in a reduced volume of molten salts of NaCl, KCl, NaCl-KCl at 770-850 ° C. The composition of the mixture is maintained based on the ratio: molybdenum oxide - solvent (NaCl, KCl, NaCl - KCl), equal to 1: 3-5. Powder of aluminum metal is taken in an amount corresponding to the calculated by the reaction:

МоО₃+2Al=Мо+Al₂O₃,MoO ₃ + 2Al = Mo + Al ₂ O ₃ ,

или с избытком 10% относительно расчетного.or with an excess of 10% relative to the calculated.

Преимущество предлагаемого технологического решения состоит в том, что способ обеспечивает получение тонкодисперсного порошка молибдена с меньшими затратами, за счет замены магния на алюминий и сокращения расхода растворителя (KCl, NaCl) в 2-3 раза при сохранении полноты выхода и чистоты целевого продукта.The advantage of the proposed technological solution is that the method provides a finely dispersed molybdenum powder with lower costs by replacing magnesium with aluminum and reducing the consumption of solvent (KCl, NaCl) by 2–3 times while maintaining the complete yield and purity of the target product.

Примеры реализации способаMethod implementation examples

Пример 1.Example 1

50 грамм NaCl или KCl расплавляют при температуре 780-820°С. В прозрачный расплав вносят 10 граммов оксида молибдена. Затем в расплав солей вносят порошок алюминия в количестве 2,9 грамма. В результате прохождения металлотермической реакции оксид молибдена восстанавливается до металлического порошка. Реакционную массу охлаждают, порошок молибдена отмывают водой от солей. Выход металла 96%.50 grams of NaCl or KCl is melted at a temperature of 780-820 ° C. 10 grams of molybdenum oxide are added to the transparent melt. Then, aluminum powder in the amount of 2.9 grams is introduced into the molten salt. As a result of the metallothermal reaction, molybdenum oxide is reduced to a metal powder. The reaction mass is cooled, the molybdenum powder is washed with water from salts. The yield of metal is 96%.

Пример 2.Example 2

40 грамм NaCl-KCl (1:1) расплавляют при 780-810°С. В прозрачный расплав вносят 10 граммов оксида молибдена. Затем в раствор МоО₃ в расплаве вносят порошок алюминия в количестве 3,2 грамма. В результате оксид молибдена восстанавливается до металлического порошка. Реакционную массу охлаждают, порошок молибдена отмывают водой от солей. Выход металла - 98%.40 grams of NaCl-KCl (1: 1) is melted at 780-810 ° C. 10 grams of molybdenum oxide are added to the transparent melt. Then, an aluminum powder in an amount of 3.2 grams is added to the solution of MoO ₃ in the melt. As a result, molybdenum oxide is reduced to a metal powder. The reaction mass is cooled, the molybdenum powder is washed with water from salts. The metal yield is 98%.

По результатам рентгенофазового анализа полученные порошки представляют собой молибден в металлической фазе. Элементный анализ свидетельствует о следующем составе порошков: Мо 97-98,6; Fe 0,2-0,3; Cu 0,1-0,3; W 0,3-0,5.According to the results of x-ray phase analysis, the obtained powders are molybdenum in the metal phase. Elemental analysis indicates the following composition of the powders: Mo 97-98.6; Fe 0.2-0.3; Cu 0.1-0.3; W 0.3-0.5.

Анализ гранулометричекого состава порошков молибдена показал, что средний размер частиц порошка равен 1,5 мкм.Analysis of the granulometric composition of molybdenum powders showed that the average particle size of the powder is 1.5 μm.

Список использованных источниковList of sources used

1. Панов B.C., Чувилин A.M. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. М.: МИСиС, 2001, с.68.1. Panov B.C., Chuvilin A.M. Technology and properties of sintered hard alloys and products from them. M .: MISiS, 2001, p. 68.

2. Каламазов Р.У., Цветков Ю.В., Кальков А.А. Высокодисперсные порошки вольфрама и молибдена. М.: Металлургия. 1988, с.7.2. Kalamazov R.U., Tsvetkov Yu.V., Kalkov A.A. Fine powders of tungsten and molybdenum. M .: Metallurgy. 1988, p. 7.

3. Королев Ю.М., Столяров В.И. Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом. М.: Металлургия, 1981. 184 с.3. Korolev Yu.M., Stolyarov V.I. Recovery of refractory metal fluorides with hydrogen. M .: Metallurgy, 1981. 184 p.

4. Ковалев Б.Ф., Волкович А.В., Журавлев В.И. Выбор катодных материалов для рафинирования вольфрама и молибдена в галогенидных расплавах. Цветная металлургия. 1988. №3, с.53.4. Kovalev B.F., Volkovich A.V., Zhuravlev V.I. Selection of cathode materials for refining tungsten and molybdenum in halide melts. Non-ferrous metallurgy. 1988. No. 3, p. 53.

5. Авторское свидетельство СССР на изобретение №1626530 «Способ получения порошков молибдена и вольфрама». Опубликован 27.02.2004.5. USSR author's certificate for the invention No. 1626530 “Method for producing molybdenum and tungsten powders”. Published 02/27/2004.

6. Патент РФ на изобретение №2285586 «Способ получения порошка молибдена или его композитов с вольфрамом». Опубликован 20.10.2006.6. RF patent for the invention No. 2285586 “Method for producing molybdenum powder or its tungsten composites”. Published October 20, 2006.

Claims (1)

Способ получения металлического порошка молибдена, включающий восстановление оксида молибдена (МоО₃) металлом-восстановителем в расплаве хлорида натрия или хлорида калия, или их смеси в соотношении 1:1, при температуре 770-850°С и последующее отделение металлической фазы порошка молибдена от реакционной массы, отличающийся тем, что восстановление ведут порошком алюминия при соотношении исходного оксида молибдена (МоО₃) к расплаву, равном 1:3-5. A method of producing a molybdenum metal powder, comprising reducing molybdenum oxide (MoO ₃ ) with a reducing metal in a melt of sodium chloride or potassium chloride, or a mixture thereof in a ratio of 1: 1, at a temperature of 770-850 ° C and subsequent separation of the metal phase of the molybdenum powder from the reaction mass, characterized in that the reduction is carried out by aluminum powder at a ratio of the initial molybdenum oxide (MoO ₃ ) to the melt equal to 1: 3-5.