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有色金属(冶炼部分)(http://ysyl.bgrimm.cn)
2014年第10期
dol:10.3969/.isn.1007-7545.2014.10.009
钼精矿真空分解热力学分析
王磊12,罗林根2,郭培民2,虎建明2,赵沛2
(1.北京科技大学治金与生态工程学院,北京100083;
2.中国钢研科技集团有限公司低温冶金与资源高效利用中心,北京100081)
摘要:对铺精矿真空分解过程进行了热力学分析。结果表明,在分解温度1500~1800℃、炉内压力0.1
~100Pa条件下钼精矿内的各种含碗化合物都能实现分解或升华,主物相MoS2遵循逐级分解规律,
PbS、AsS8直接变为气态挥发,SnS2、Bi2S3分解和挥发的可能性都有,CuS较容易分解为CupS,但Cu2S
分解需要更高的温度和更低的压力。
关键词:铝精矿;真空分解;热力学
中图分号:TF841.2文就标志码:A文章编号:1007-7545(2014)10-0036-04
Thermod ynamic Analysis of Vacuum Decomposition Process of
Molybdenum Concentrate
WANG Lei,2, LUO Lin-gen', GUO PEI-MIN,PANG Jian-ming, ZHAO Pei
1. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;
2. Center of Efficient Utilization of Resources by Low-temperature Metallurgy, China Iron
Steel Research Institute Group, Beijing 100081, China)
Abstract: Thermal decomposition process of molybdenum concentrate in vacuum was thermodynamically
analyzed. The results show that sulfur compounds in-molybdenum concentrate can decompose or sublimate
under the conditions of temperature of 1 1 800 C and furnace pressure of 0. 1 100 Pa.
Decomposition of Mos(main phase of molybdenum concentrate) follows stepwise principle. Pbs and
As S, can directly volatile into gas, but Sns2 and Big S, may decompose and evaporate. It is easy for Cus to
decompose to Cuz S, while it is difficult for Cug S to decompose; which calls for higher temperature and
lower pressure.
Key words: molybdenum concentrate; vacuum decomposition; thermodynamics
在自然界的钼矿石中,最具有工业意义的是辉度较低,回收制酸成本较高;2)流程长,工艺复杂,在
钥矿。辉钼矿可浮性好,采用浮选的方法可以得到后续提纯过程中,钼的损失比较严重。为解决这些
钼精矿。目前主要采用氧化焙烧的方法将钼精矿转问题,研究了一些新的工艺。如氧化焙烧法2、氯
变为工业氧化钼,然后再用化学方法提纯氧化钼,最化焙烧、和湿法冶金6,但都没有用于大规模生产
后采用氢气还原得到金属钼。但是,在此过程中为了避免辉钼矿氧化焙烧过程中二氧化硫的排放和
存在一些向题:1)辉钼精矿氧化焙烧过程中释放出进一步降低生产成本,钢铁研究总院于2008年提出
的二氧化硫对环境危害极大,而这些二氧化硫的浓了钼精矿真空分解的工艺流程,其主要步骤是
收稿目期:2014-04-02
基金项目:国家自然科学基金资助项目(5114105;国家环保公益性行业科研专项(201209023)
作者简介:王磊(1986-),男,山西临汾人,博士研究生
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将钼精矿置于真空炉内加热使其分解,直接得到金行较系统的研究就显得尤为重要。
属钼粉和硫磺两种产品。采用此工艺具有流程短
环保等优点。但是对该过程目前尚缺乏系统的热力1钼精矿成分分析
学研究,特别是各种微量元素的走向及分布规律更
辉钼精矿典型成分如表1所示,主要成分都是
不清楚。因此,对钼精矿真空分解过程的热力学进MoS2、SiO2、CaO,其他杂质较少。
表1典型钼精矿成分
Table 1 Composition of typical molybdenum concentrates
/%
杂质,≤
种类
≥
Si02
P
Cao
Bi
Mo-57
2.0
0,001
0.01
0,01
Mo-53
53,00
6,5
0,001
0.01
0、01
0.15
0.10
1.50
0.02
2硫化物分解压的计算
500
硫化物的分解反应为
反应(4)
o-反应(6)
2MS→2M(s)+S2(g)
AGE=-RTINK =-RTINPS/Pe
pe
△CG
XP(RT
(3)
分解反应达到平衡时,分解出的硫气体的平衡
分压称为该硫化合物的分解压2。
11001200130014001500160017001800
钼精矿真空分解热力学分析
温度/
图1MoS2、Mo2S的分解
在工业生产中,温度可控制在1773~2073K
压力与温度的关系
(1500~1800℃),采用二级或者三级真空泵体组
合,一般可控制炉内压力至0.1~100Pa,若进一步
Fig 1 R
eaton
ip between decomposition
提高温度,降低压力,则整个真空系统的成本以及生
pressure and temperature of Mos, and Mo2 S3
产成本将进一步增大,因此以下考察的分解温度在度在1500~1800℃、炉内压力0.1~100Pa,实现
1500~1800C,炉内压力在0.1~100Pa
MoS2及Mo2S3分解得到金属钼是完全可能的。
3.1MoS2真空分解热力学分析
3.2其他杂质元素的去除
在Mo-S系中,有2种稳定化合物:MoS2和3.2.1铋的硫化物
Mo2S3[13]。按照化合物的逐级分解原则41]1,MoS2
钼精矿中的鉍主要以硫化物形式存在,在Bi-S
先分解为Mo2S,然后继续分解为金属钼