СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА (ВАРИАНТЫ)
PROCEDURE FOR TREATMENT OF MOLYBDENUM CONCENTRATE (VERSIONS)

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.
-2
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 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/MuF°С
Температура горения Tr, °С
Фазовый состав продуктов горения
Условия выщелачивания
Фазовый состав после выщелачивания
F<sub>1</sub>
1600
MgS·Mo
5% раствор HCl
Mo·MoS<sub>2</sub> (следы)
F<sub>2</sub>
1550
MgS·Mo
То же
Mo·CuMgS<sub>2</sub> (следы)
F<sub>3</sub>
1400
MgS·Mo·MoSi<sub>2</sub>·MgO
То же
Mo·MoSi<sub>2</sub>·CuMgS<sub>2</sub> (следы)