400℃焙解二钼酸铵制备纯三氧化钼空气流量研究.pdf

第 卷 第 期 年 月 中 国 钼 业 收稿日期:基金项目:陕西省青年科技新星项目(编号:)第一作者:张 晓()女高级工程师主要研究方向:钼及钼合金材料研究及产品开发:焙解二钼酸铵制备纯三氧化钼空气流量研究张 晓王快社牛 帅刘旭洋李 森薛光弟(西安建筑科技大学冶金学院陕西 西安)(金堆城钼业股份有限公司技术中心陕西 西安)(陕西省“四主体一联合”先进钼化合物功能材料校企联合研究中心陕西 西安)摘 要:本文采用 低温焙解二钼酸铵制备纯三氧化钼研究了不同空气流量对纯三氧化钼的物相组成、微观组织及理化指标的影响 结果表明:当空气流量小于 /时二钼酸铵焙解制备的三氧化钼为 与 的混合物由少量不规则颗粒团聚体三氧化钼与大部分细片状三氧化钼组成当空气流量为 /时制备的三氧化钼为片状 单质 空气流量对纯三氧化钼杂质元素含量影响不大但随着空气流量增大高纯三氧化钼的粒度和松装密度稍有增加关键词:纯三氧化钼空气流量焙解:/中图分类号:文献标识码:文章编号:()()()(“”):/:引 言钼高温强度高、硬度高、弹性模量高、膨胀系数小具有良好的导热性、导电性及抗腐蚀性能等特征被广泛应用于新能源、电子、显示及航空航天等工业领域 钼粉是钼产品的重要原料直接影响后续加工产品的质量 钼酸铵焙解是钼粉生产的第一步 常温下二钼酸铵化学性质较为稳定在加热过程中会发生一系列分解反应放出 和 生 成 多 种 钼 酸 铵 中 间 相 最 终 产 物 为 理论上当温度达到 时二钼酸铵中氨气完全溢出焙解成三氧化钼 然而由于原料粒度、料层厚度、焙解温度、焙解时间、气流量等多种因素影响二钼酸铵焙解过程十分复杂并存在差异在理论温度 下很难反应完全实际生产过程中为了提高产品合格率与生产稳定性二钼酸铵的焙解温度多在 以上 温度是焙解二钼酸铵制备三氧化钼的主要影响因素影响三氧化钼的晶体形貌、尺寸等 目前对二钼酸铵 以下低温焙解的研究很少因此有必要开展低温()下二钼酸铵焙解制备纯三氧化钼的研究进一步了解低温条件下二钼酸铵制备纯三氧化钼的实际情况 本文考察了 下气体流量对焙解二钼酸铵制备纯三氧化钼的影响分析了空气流量与高纯三氧化钼微观组织、物理化学性能之间的联系以期为纯三氧化钼生产工艺优化、产品质量提升以及三氧化钼类新产品开发提供重要依据 试 验本试验所用原料为二钼酸铵其理化指标见表 表 二钼酸铵的理化指标样 品/松装密度/()二钼酸铵 二钼酸铵焙解在天津中环真空/气氛管式电炉()中进行首先将二钼酸铵原料放入试验用石英坩埚内盖好炉体检查气密性完好之后通入压缩空气然后在不同的空气流量(、/)下加热至 在温度达到 后保温 再随炉冷却至室温出炉粉料的流动性及松装密度检测参照国家标准/、/采用漏斗法和霍尔流速计测量取 次测量结果平均值通过 型 射线衍射仪对粉体进行物相分析通过 观察粉体的微观形貌 结果与讨论 空气流量对二钼酸铵焙解产物的影响图 为不同空气流量下二钼酸铵焙解产物的 图谱图 不同空气流量下二钼酸铵焙解产物的 图谱从图 可知:在 不同空气流量下焙解 后二钼酸铵中氨气完全溢出产物为三氧化钼 但在不同的空气流量下三氧化钼的晶型有所不同当空气流量 为 /时存 在 正 交 三 氧 化 钼()、单斜三氧化钼()衍射峰即焙解产物为正交三氧化钼()与单斜三氧化钼()的混合物(为 热力学稳定相 为 热力学亚稳相)随着空气流量的增大 衍射峰逐渐增加 衍射峰逐渐减少最后完全消失当空气流量为 /时仅有 衍射峰 衍射峰完全消失 空气流量对纯三氧化钼组织形貌的影响图 为不同空气流量下二钼酸铵焙解产物的微观组织图 不同空气流量下二钼酸铵焙解产物的微观组织当空气流量为 /时二钼酸铵释放出氨气、水后晶体结构被破坏此时只有少量原位转变的不规则颗粒聚集体的三氧化钼(如红色箭头所指)、大部分为结构发生重组后转变成细片状的三氧化钼(如绿色箭头所指)见图()随着空气流量的增加原位转变的不规则颗粒团聚体逐渐减少以细片状增多见图()、()当空气流量为 /时不规则颗粒团聚体完全消失以细片状存在且部分第 卷 第 期张 晓等:焙解二钼酸铵制备纯三氧化钼空气流量研究片状颗粒长大(如黄色箭头所指)见图()由此可见:不规则颗粒团聚体为 细片状为 不同空气流量下三氧化钼微观形貌差异是由于二钼酸铵焙解总反应为()当反应在恒温恒压、空气流量为 /条件下进行时二钼酸铵静态焙解 随着反应的进行溢出的氨气、水局部聚集造成分解反应速度减慢会原位转变生成亚稳态三氧化钼但随着空气流量增加二钼酸铵焙解过程中溢出的氨气、水被更快更多地带走通入气体对反应中的氨气、水的稀释作用也更强这使得二钼酸铵焙解反应进一步加快生成亚稳态三氧化钼的量逐渐减少直至消失同时单位时间内形成三氧化钼小核心增多这些小核心逐渐演变成超细的片状三氧化钼晶粒同时新形成的三氧化钼小核心很容易依附在超细晶粒上迅速长大形成更大的片状三氧化钼颗粒 空气流量对纯三氧化钼理化指标的影响表 为不同空气流量下制备的纯三氧化钼的理化指标 由表 可见空气流量分别为、/时纯三氧化钼的钼、铁、铜、钙等杂质元素含量基本没有变化各项杂质元素的含量均满足国标的要求但随着空气流量增大纯三氧化钼的粒度和松装密度稍有增加表 纯三氧化钼的理化指标空气流量/()/松装密度/()结 论()在 、小空气流量(小于/)条件下二钼酸铵焙解制得三氧化钼为少量 与 的混合物 为不规则颗粒聚集体 为细片状颗粒()随着空气流量的增大 逐渐增加 逐渐减少直至完全消失当空气流量为 /时仅 存在且部分细片状颗粒长大()空气流量变化对纯三氧化钼元素含量影响不大但随着空气流量增大纯三氧化钼的粒度和松装密度稍有增加参考文献 .():.():.():.肖江涛 汤烈明.应用于钼靶材的大粒度钼粉制备技术.铸造技术 ():.():.王小康 陈艳芳 尤强周 等.钼粉形貌对纯钼板坯组织和性能的影响.南方金属 ():.陈艳芳 谢敬佩 苌清华 等.钼粉制备技术的研究进展.材料热处理学报 ():.张瑞华 郝振华 车玉思 等.钼粉的制备方法及研究进展.稀有金属 ():.孙凯学.钼酸铵制备技术研究现状.云南化工():.冯卫国 厉学武 崔玉青 等.原料厚度对二钼酸铵热分解的影响.中国钼业 ():.何江山 佀龙祥 刘涛雷 等.非团聚二钼酸铵热分解机理及热力学分析.中国钼业 ():.向铁根.钼冶金.长沙:中南大学出版社:.傅小明 杨在志 刘照文.仲钼酸铵热分解过程的研究.中国钼业 ():.庄飞 崔玉青.温度对制备高纯三氧化钼的影响.中国钨业 ():.周晓平 马琳 徐旭耀 等.仲钼酸铵热分解过程及热力学分析.稀有金属与硬质合金 ():.中 国 钼 业 年 月