品名: 鉬粉
英文名:Molybdenum Powder
外觀:外觀灰色金屬粉末,顏色均勻一致,無肉眼可見機(jī)械雜質(zhì)。
成份:粉末狀態(tài)的金屬鉬。
簡介:鉬粉通常是以仲鉬酸銨或經(jīng)煅燒成的MoO3為原料,用氫氣還原制得,是粉末冶金法制備鉬深加工產(chǎn)品的原料。
貯存
貯運(yùn)產(chǎn)品運(yùn)輸時防潮,不得劇烈碰撞。存放于干燥、通風(fēng)和無酸堿氣氛處,防止氧化。保存期不超過6個月
制取
以鉬氧化物和鉬鹵化物或金屬鉬為原料生產(chǎn)鉬粉的過程,為鉬冶金流程的組成部分。主要有二氧化鉬氫還原、鉬鹵化物氫還原、霧化法、等離子法。產(chǎn)出的鉬粉主要用作合金添加劑、鉬制品及噴鍍原料。
二氧化鉬氫還原
工業(yè)上常用的鉬粉制取方法。
還原反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)平衡常數(shù)Kp(pH?6?0O/(pH2)在700K時為0.076,918K時為0.234,1073K時為0.389,1200K時為0.55,反應(yīng)平衡常數(shù)比較小。由于反應(yīng)平衡常數(shù)較小且是吸熱反應(yīng),故需采用較高的還原溫度。還原在四管還原電爐或其他多管電爐中進(jìn)行,鉬mu采用經(jīng)充分干燥的氫氣(含水分在0.5g/m3以下),還原溫度沿爐管長度方向從進(jìn)料端約923K升至卸料端約1253K。還原產(chǎn)出的鉬粉要及時進(jìn)行過篩和合批。
影響鉬粉質(zhì)量的因素主要有原料質(zhì)量、裝舟情況、還原溫度、氫氣流量和濕度、物料在爐內(nèi)停留時間。原料二氧化鉬的純度決定了產(chǎn)品鉬粉的純度。還原舟皿中的裝料量、料層厚薄、物料松緊程度都會影響到氫氣的滲透、還原水氣的排除,因而也會影響到產(chǎn)品鉬粉的質(zhì)量。還原溫度低,還原反應(yīng)不完全,反應(yīng)速度慢,所得鉬粉含氧量高、粒度細(xì);還原溫度高則與之相反。氫氣濕度大,鉬粉含氧量增加,粒度粗;氫氣流量大,還原反應(yīng)速度加快,鉬粉含氧量下降,但被帶走的物料和熱量損失增加。物料在爐內(nèi)停留時間長,產(chǎn)品鉬粉含氧量下降和粒度變粗。在還原過程中設(shè)法避免其他雜質(zhì)的帶入和防止鉬粉在冷卻時氧化也能提高產(chǎn)品鉬粉的質(zhì)量。
為進(jìn)一步降低產(chǎn)品鉬粉中的含氧量,在生產(chǎn)中有時還需把還原產(chǎn)出的鉬粉置于馬弗爐或其他還原爐中在1273~1373K溫度下用干燥氫氣進(jìn)行補(bǔ)充再還原。當(dāng)采用高純二氧化鉬原料時,嚴(yán)格控制制粉條件和雜質(zhì)污染,可制得99.9999%的高純鉬粉。
鉬鹵化物氫還原
用氫氣還原氣態(tài)鉬鹵化物制取鉬粉的方法。此法屬氣一氣相反應(yīng),因而具有易于控制鉬粉粒度的特點(diǎn)??捎眠@種方法制得細(xì)粒度甚至超細(xì)鉬粉,或在某一基體上鍍上鉬鍍層。這是一種有工業(yè)前途的方法。鉬鹵化物主要有氯化鉬(MoCl2等)和氟化鉬(MoCl5等)。
通常采用“火焰”還原法。還原在如圖1所示設(shè)備中進(jìn)行。用噴嘴將鉬鹵化物蒸氣和氫氣一起噴入反應(yīng)塔內(nèi),與此同時還噴入鹵元素氣體與氫氣燃燒補(bǔ)充還原不足的熱量。由噴嘴噴入的混合氣體在反應(yīng)塔的出口形成“火焰”,同時發(fā)生氣相還原反應(yīng)得到鉬粉。鉬粉粒度一般在2um左右。MoCl5、MoF5的還原溫度為798~828K,70%~85%的粉末在收塵塔中收集,金屬收率可達(dá)到96%~97%,所得產(chǎn)品含氟0.03%~0.05%。也有采用流態(tài)爐還原的。
霧化法
霧化法熔融、霧化金屬鉬塊或鉬絲制取鉬粉的方法,主要有金屬鉬絲霧化法、真空霧化法和金屬鉬坯霧化法。
金屬鉬絲霧化法 將金屬鉬絲通以強(qiáng)脈沖電流使其熔化并在惰性氣氛中將熔融的金屬霧化成粉末的方法。用此法得到的粉末顆粒尺寸范圍很寬。隨放電電壓的升高,鉬粉的粒度減小,在真空中霧化可得到很細(xì)的鉬粉。
真空霧化法 霧化設(shè)備由兩個彼此相疊的小室組成,原始的金屬鉬物料先在下室中進(jìn)行真空熔煉,形成熔融金屬鉬,再在壓力下通入氫氣使其飽和,然后通過專門的密閉裝置從下室將熔融金屬鉬送入上室,即真空室。熔融金屬鉬被送入真空室后,由于氫氣劇烈析出而導(dǎo)致熔融金屬鉬流的“”,形成很細(xì)的粉末。在真空下或惰性介質(zhì)中從上室中取出產(chǎn)品鉬粉。
金屬鉬坯霧化法 采用旋轉(zhuǎn)電極霧化法(圖2),即將金屬鉬坯作為旋轉(zhuǎn)自耗電極,通過固定的鎢電極發(fā)生電弧使金屬鉬坯熔化,高速旋轉(zhuǎn)(約10000~25000r/min)的自耗電極由于受離心力的作用使熔化了的金屬鉬霧化成粉,粉末收集室充有惰性氣體。此法生產(chǎn)的粉末很純,粒度范圍在10~500um之間。
等離子法
一種用氫等離子流(見等離子體冶金)還原粉狀氧化鉬制取鉬粉的方法。此法制得的鉬粉細(xì)且不自燃,平均粒度為0.01~0.1/zm。
展望
二氧化鉬氫還原在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍然是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的鉬粉制取方法。鉬鹵化物氫還原、等離子法在超高純和超細(xì)鉬粉的制取方面將會逐步推廣應(yīng)用。金屬鉬絲霧化法、真空霧化法、金屬鉬坯霧化法由于設(shè)備、技術(shù)和成本方面的問題暫還不能用于工業(yè)生產(chǎn)。
用途
由于上述特殊性能,鉬粉的應(yīng)用發(fā)展較快,目前已廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,如橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、油墨、電纜、制藥、化肥、飼料、食品、制糖、紡織、玻璃、陶瓷、衛(wèi)生用品、密封劑、膠粘劑、殺蟲劑和農(nóng)藥載體以及煙道除硫、水處理等環(huán)保方面。輕質(zhì)鉬粉用途與鉬粉有重疊也有不同,主要用于造紙、塑料、人造橡膠、食品、食用色料、醫(yī)藥、黏結(jié)劑和衛(wèi)生用品等領(lǐng)域。近年來,因?yàn)橛匈Y料談及輕質(zhì)鉬粉可增強(qiáng)某些材料的性能,所以它的使用范圍有所增加。
在造紙業(yè)的應(yīng)用
在造紙工業(yè)使用鉬粉,可使紙張亮度好、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、利書寫、涂布均勻、摩擦度低、易排濕以及易干燥等。由于世界造紙業(yè)從上世紀(jì)80年代初開始成功地由酸性工藝轉(zhuǎn)向堿性工藝,使填充料的使用發(fā)生了革命性的變化。鉬粉代替木槳和其他顏料,可改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。堿基加工主要用于生產(chǎn)精細(xì)印刷和書寫紙張,對新聞紙等一些重要用紙,雖然使用酸基環(huán)境生產(chǎn),但也可使用鉬粉。目前造紙涂料配方中鉬粉使用量大幅增加,已從5%~10%上升到30%左右。
世界由酸性轉(zhuǎn)向堿性工藝造紙?jiān)谏鲜兰o(jì)90年代中期達(dá)到高潮,以造紙生產(chǎn)能力計(jì),1997年美國堿性或中性造紙工藝占造紙總生產(chǎn)能力的80%,西歐占65%。到2000年,美國除少量特殊紙品外,95%生產(chǎn)能力已采用堿性或中性,歐洲也達(dá)80%。這種轉(zhuǎn)向給了鉬粉一個巨大的市場。目前我國生產(chǎn)的造紙涂布級鉬粉不能滿足需求,缺口尚需進(jìn)口補(bǔ)足。
在塑料聚合物方面的應(yīng)用
鉬粉是非常重要的填充料,特別是在歐洲,以重量計(jì),占礦物填充劑和加強(qiáng)劑市場的60%。鉬粉填充料的主要用途有增塑PVC(電纜、地板人造革等,重鈣占10%~30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC門窗、異型材、板材、管材、薄板中占5%~20%,地板磚中占40%~80%),不飽和聚酯材料(汽車、電器和器具工業(yè)的薄板模塑和整體模塑),聚丙烯(家具、汽車、包裝、纖維等)和聚乙烯。
重鈣作為填料加入塑料中,不僅起到增容、增量、降低成本、使布料均勻作用,還能提高加工性能、耐磨性能、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、斷裂伸長率和制品熱學(xué)性能等,另外,加入重鈣,可改進(jìn)塑料制品的穩(wěn)定性。
據(jù)報(bào)道,重鈣目前廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各種不飽和樹脂中,其中PVC制品是鉬粉最早和最大的市場,比如,在軟質(zhì)聚乙烯電線、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、鈣塑料材料中,占20%~50%,在聚乙烯、聚丙烯包裝材料中占10%~30%,在汽車零部件、天棚中占20%~60%。
在生產(chǎn)油漆、涂料方面的應(yīng)用
生產(chǎn)油漆是鉬粉的另一個重要用途。鉬粉是油漆生產(chǎn)中重要的填充劑,細(xì)度和顆粒分配決定了油漆的透明度。還有,鉬粉耐候性好,具有耐磨損、低電解液含量、PH穩(wěn)定效應(yīng)、可提高耐腐蝕性能和涂料的流變性等重要特性。鉬粉在水基涂料系列也非常重要,它能提高速干性能,在公路劃線方面有重要意義。
另外,在油漆中使用鉬粉可以減少鈦白粉的用量,從經(jīng)濟(jì)上考慮是有利的。這必將進(jìn)一步刺激鉬粉在油漆、涂料中的用量增長。