(一)本发明属于钼质金属领域的新技术方法。 (二)现有技术通常用反射炉,回转炉,多层炉,沸腾炉等先将钼精矿焙烧氧化脱硫。由于钼精矿焙烧温度(约为600-700度)与三氧化钼的熔点(795度)接近,如果焙烧温度过高,焙烧的钼精矿熔融粘结,阻碍焙烧过程正常进行。而且三氧化钼在约600度升华,到1155度完全升华。长期以来,惟恐焙烧的钼精矿粘结和三氧化钼的升华。所以将焙烧的温度控制在较低的范围内。钼精矿中其它杂质熔点有的很高(如二氧化硅为1730度,三氧化二铝为2040度,氧化钙为2570度,氧化镁为2800度)。所以即使将焙烧温度提高到1150度,三氧化钼仍然与其它杂质处于固态混合,三氧化钼并不能顺利充分升华。这样,焙烧后的钼精矿,需要再次加工处理,才能取得高纯度的三氧化钼。
现有技术与本发明同类专利有关文件都可以检索到,
(三)本发明的目的,是创造一种能一次性地取得高品位的三氧化钼并连续性地综合利用,炼出钼质金属的新技术方法。
(四)本发明的内容:
(1)以新颖的构思,创造共同内容和多种形式的钼精矿熔炼炉。共同内容是:用氧气(或空气),把钼精矿喷入熔炼炉内,以方程
MoS2+3.5O2=MoO3+2SO2+266200卡
进行反应。利用其自身反应的热量,必要时,用煤气或电力补充热量。并按钼精矿地成份和熔点,决定熔炼温度,一般应达到1450-1500度以上或以下,使钼精矿融化成流动性良好的液体(或加助溶剂)。于是,一方面,MoS2在高温下充分氧化脱硫;另一方面,MoO3在高温下充分升华,然后冷凝收集;再一方面,杂质成液态排出炉外。
这是运用量变与质变规律,从中温(约700度)到高温(约1500度),使钼精矿从固态的质变成液态的质,从焙烧方法改成熔炼方法,从而在生产技术上也引起一次质的飞跃,使本发明与其它技术相比具有“突出的实质性的特点和显著进步”。
多种形式:本发明使用的钼精矿熔炼炉的形式,可采用氧气-煤气-顶吹,底吹,侧吹,对吹,复吹等等。
此外,本发明又创造一种新颖性的钼精矿熔炼炉,其要点如下:
1.一股氧气或空气将钼精矿从炉顶喷入炉内,使钼精矿处于粉状的悬浮状态,以最大的立体表面积与氧气接触脱硫燃烧,利用钼精矿和空气反应自身产生的热量,可将炉温提高到700度以上。
2.另一股氧气(或空气)和煤气,从炉腰侧面喷入炉内。顶吹与侧吹两股气流相遇呈旋浮状态运动,这两股气流会合产生的热量,可使炉内温度达到所需的1450度到1500度左右的高温有余。
3.经融化的液体和升华的气体,下流到中间层,再强化温度和压力,喷入底层。最终使三氧化钼充分升华成气体,从底层的出气口逸出。杂质充分融化成流动性良好的液体沉淀(可加助溶剂),经底层的出渣口排出。这样,两相分离。
本发明可称为气(体)液(体)分离法,一次性地制造高品位三氧化钼的新技术。
(2)由于自炉中排出的是约1500度左右的高温气体,必须冷却到600度以下,才能使三氧化钼凝固成固体。所以要用余热锅炉吸收其热量,产生的蒸气可发电,然后用于供热。
(3)又由于炉中排出的是浓二氧化硫,可以经触媒直接回收做硫酸,增加产值,保护环境。
(4)高品位的三氧化钼,可以直接还原成金属钼或钼合金。
本发明的钼精矿熔炼炉;余热锅炉;发电机组;气体过滤器;硫酸和铼的回收装置;还原成金属钼和钼合金的设备等等,是一个整体工程。如果不用余热锅炉冷却高温三氧化钼气体,使之到600度以下,不能凝固成固体收集。如果没有气体过滤器,三氧化钼外漫,导致产品落空。浓二氧化硫如不加回收,会毒害生物,为环境保护法所不许。所以,本发明整体的各个部分之间,需要综合平衡和系统控制。否则,过程不能正常进行。
(五)本发明与现有技术相比具有的优点和效果。
(1)低品位的钼精矿(小于45%钼),再选矿要提高1%精矿含钼量通常要多损失1%的钼的回收率。本发明的优点,可以用低品位的钼精矿,经熔炼后一次性地成为高品位的三氧化钼。
(2)辉钼矿中常有伴生的金属矿物,如铜,铁,钨,以及钾,钠等,用其它方法很难除去。而用本发明的方法处理,使二硫化钼氧化成三氧化钼升华成气体,其它金属呈液体渣子排除。所以本发明可谓“火法选矿”,对于某些含钼低(16-35%)含铜多(7%)的钼精矿用本发明的气液分离法,两全其美。
(3)作为制造纯三氧化钼,过去焙烧后的钼精矿,用水法冶金处理,加工费就要3000元/吨以上。如果用电热法将焙烧后的钼精矿加热,又需消耗成千度电力,再使三氧化钼升华,而渣中仍残留一定的钼,需反复提取。用本发明制造,消耗的氧气和煤气等加工费,可以用发电和回收硫酸等抵消有余。
(六)本申请人认为实现本发明的最好方式:
(1)本申请人有小型的模拟实验设备,图纸,数据,诀窍(know-how),可在技术转让中提供,从而保证了本发明以最好方式实现。
(2)本发明在既有的现代化钼质金属工厂中,原有工程技术人员就可进行设计制造,工人就可学会操作。
(3)本发明最好用氧气,不用空气,因为空气中含有80%的氮气,徒然吸收热量,势必要增多煤气加热量。并且,所出产的二氧化硫浓度很低(1-2%),不便直接回收成硫酸。
(4)本发明不希望用空气煤气或半水煤气,因为其中含氮气量高。也不希望用焦炉煤气,液化气,乙炔以及油类。因为其中的碳氢化合物(CmHn)会分解成游离碳素,从而污染三氧化钼的纯度。
(5)本发明所使用的钼精矿中,对于磷,砷,铅,汞等杂质,应按所出产的三氧化钼要求的纯度,加以控制,因为它们都是挥发性物质。
(6)本发明最好使用电滤器,即可将三氧化钼的收集率达到98-99%。如果使用旋风除尘器和袋式除尘器,需要耐温和耐酸材料。
(七)本发明的整体示意图如下: