钼酸铵生产工艺试验及实践

图 1 试验样品晶体形貌
3 生产实践
按试验选择的工艺条件进行生产, 半年来生产 500 余 t 钼酸铵产品, 产品粒径大, 晶体形貌好, 结 构成分主要是四钼酸铵和八钼酸铵, 基本满足了钼 深加工生产钼制品的需要并部分外销。酸沉在 1 500 L 不锈钢反应釜中进行, 硝酸酸沉, 用工业 pH 计和 铜电阻工业热电偶检测溶液 pH 值和反应温度。 产 品随机样品分析数据见表 6, 晶体形貌见图 2。
S209 1114
85
60
310 7157 20125
℃, 产品发粘, 固液分离困难, 烘干后结块, 未测平均
酸沉法生产仲钼酸铵及反应温度试验条件和试 验结果见表 3。
粒径和松装密度。 21213 产品结构
产品结构成分是试验主要研究内容, 工业钼酸
表 3 酸沉法生产仲钼酸铵试验条件及试验结果
反应温度 平均粒径
钼酸铵酸沉正交试验条件及样品费氏平均粒径
和四钼酸铵及其聚合物含量见表 2。
表 4 费氏平均粒径数据处理结果
考察因子 K
原液密度 搅拌转数 反应温度 终点 pH 值
K1
23137
22124
24102
24184
K2
26102
29110
26124
26105
K3
22197
21102
22110
21147
K1
7179
21212 产品粒径
终点 pH 值 410, 反应温度 95 ℃, 与 S214 的结构成
钼酸铵酸沉各工艺条件对产品粒径的影响数据 分明显不同。 说明酸沉时反应温度对酸沉沉淀物结
处理结果见表 4。
构成分影响很大, 因此酸沉时控制好反应温度十分
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K1
41140
50139
52145
41110
K2
60159
48161
21163
59173
K3
56152
59150
84142
57168
极差 R
57159
32168
188136
55137
最佳工艺条件
1114 g cm - 3
85 r m in- 1
55 ℃
215
重要。酸沉生产仲钼酸铵的 6 个试验结果说明, 当反 应温度为 60 ℃、终点 pH 值 315～ 610 h, 酸沉沉淀 物中不含四钼酸铵, 产品的结构成分主要是二钼酸 铵、三钼酸铵、七钼酸铵、十钼酸铵及其他钼的铵盐, 但终点 pH 值不同其含量也不同。终点 pH 值由 315 升高到 415, 仲钼酸铵含量越来越高, 终点 pH 值由 415 升高到 610, 仲钼酸铵含量越来越少, 终点 pH 值 415 时仲钼酸铵含量最高, 为 73177%。说明在相 同反应温度下产品结构成分主要取决于终点 pH 值。
55
310 9190 76122
65
215 8125 73177
55
215 7100 92155
65
210 8140 56175
的顺序为: 搅拌转数、终点 pH 值、反应温度、原始溶 液密度。说明搅拌转数快、化学反应完全, 晶核少, 有 利于晶核长大, 反之, 搅拌转数慢、晶核多, 不利于晶 核长大, 粒径小。终点 pH 值和反应温度主要影响产 品的结构成分, 不同分子结构的钼酸铵结晶粒径也 不同。 仲钼酸铵酸沉试验的 6 个样品平均粒径差别 较大, 在 24～ 40 Λm 之间。 S211、S213 反应温度 95
Test and O pera tion of Process for Produc ing Amm on ium M olybda te
[A b stract ] R esea rch is given to effects of o rigina l so lu tion den sity, m ix ing frequency, reaction tem p era tu re and pH va lue a t end po in t, etc. in the p rocess fo r p roducing amm on ium m o lybda te on p a rticle size, bu lk den sity, crysta l shap e and structu rea l com ponen ts of amm on ium m o lybda te. T he p ap er describes a lso op tim um p rocess condition s selected and facts abou t p ractice. [Key w o rds ] amm on ium m o lybda te; crysta l shap e; structu ra l com ponen t
610
60
28160
26176
铵酸沉试验表明, 不同酸沉工艺条件产品中四钼酸 铵及其聚合物含量差别很大。试验样品中 S207 四钼 酸铵含量 92155% , S202 四钼酸铵含量 12186% , 相 差 79169%。 样品中 AQM 含量见表 2, 数据处理结 果见表 5。
从表 5 的极差 R 值可以看出, 酸沉时 4 个工艺 因素对产品结构成分影响的顺序为: 反应温度、原始 溶液密度、终点 pH 值、搅拌转数。 试验表明, 终点 pH 值相同, 反应温度不同, 酸沉沉淀物结构成分不 同。S211 终点 pH 值 215, 反应温度 95 ℃, 沉淀中各 种钼酸化合物含量 32% , 其余是仲钼酸铵, 不含四 钼酸铵, 与其它试验样品的结构成分差别很大。S213
表 6 工艺改革前后钼酸铵产品检测结果
试验序号 w M o %
0127 0920 0807 1012 1144 1283
58134 57187 58174 57187 57182 57187
粒径
Λm 7187 8160 7140 10130 8175 10170
松装密度
g·cm - 3 1101 1103 1102 1110 1102 1111
另外为了探索用酸沉法生产仲钼酸铵的工艺条
件, 作了终点 pH 值 315、410、415、510、515、和 610 共 6 个试验。 反应温度 60 ℃、搅拌转数 85 r m in。
反应温度对产品结构成分影响很大, 在以上试 验的基础上作了反应温度 95 ℃、终点 pH 值 215、 410 的两个试验。
2000 年 8 月
钼酸铵生产工艺试验及实践 —— 荆春生
·27·
向反应釜中加入 400 L 钼酸铵溶液, 开搅拌, 加 入硝酸, 加酸时不断检测溶液的 pH 值并通水或蒸 汽保持反应温度在要求的范围内, 当 pH 值接近终 点 pH 值时放慢加酸速度, 小心加酸直至终点 pH 值。停止加酸, 搅拌 1 m in 沉淀大量出现后, 停搅拌, 关水或蒸汽阀门, 立即在离心机中进行固液分离, 产 品甩干后, 经烘干、筛分后包装。 每釜约得产品 80 kg 左右, 采样 100 g。 212 试验结果及讨论 21211 试验结果
2 试验过程及结果
211 试验过程 21111 试验方法
[ 作者简介 ] 荆春生 (1946- ) , 男, 陕西延安人, 高级工程师, 从事有 色冶炼科研工作。 [ 收稿日期 ] 2000202212, 2000204210 收修改稿。
为了生产粒径大、四钼酸铵含量高、晶体形貌好
的 钼酸铵产品, 采用 L 9 (34) 正交表, 对原始溶液密 度、搅拌转数、反应温度和终点 pH 值进行了四因 素、三水平共 9 次试验。
·28·
有色冶炼
第 29 卷第 4 期
表 5 钼酸铵酸沉试验AQM 含量数据处理结果
考察因子 K
原液密度 搅拌转数 反应温度 终点 pH 值
K1
124119 151118 157136 123131
K2
181178 145183
64190
179118
K3
169155 178151 253126 173103
7141
8101
8128
K2
8167
9170
8175
8168
K3
7166
7101Leabharlann Baidu
7137
7116
极差 R 最佳工艺条件
3105 1116 g cm - 3
8108
110 r m in- 1
4114 60 ℃
4158 215
表 2 正交试验条件及试验结果
酸沉时不同工艺条件对钼酸铵的费氏平均粒径
1
2
3
4
S201 1118
130
S202 1118
110
S203 1118
85
S204 1116
130
S205 1116
110
S206 1116
85
S207 1114
130
S208 1114
110
65
310 7137 26184
60
215 10180 12186
55
210 5120 84149
60
210 7187 31179
试验结果
影响很大。表 2 中, S202 费氏平均粒径最大为 10180
试验号 原液密度 g·cm - 3
搅拌转数 反应温度
r·m in- 1
℃
pH 值 平均粒径 AQM
Λm
%
Λm , S203 最小为 5120 Λm ; 从表 4 的极差 R 数据可 以看出: 酸沉时 4 个试验工艺因素对产品粒径影响
·26·
试验研究
有色冶炼
第 29 卷第 4 期
钼酸铵生产工艺试验及实践
荆春生
(金堆城钼业公司长安钼加工厂, 陕西 长安 710100)
[ 摘 要 ] 研究了钼酸铵生产中的原始溶液密度、搅拌转数、反应温度、终点 pH 值等因素对钼酸铵产 品的粒径、松装密度、晶体形貌和结构成分的影响, 选择了最佳工艺条件, 介绍了实践情况。 [ 关键词 ] 钼酸铵; 晶体形貌; 结构成分 [ 中图分类号 ] T F 84112 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 100228943 (2000) 0420026203
转速 r·m in- 1
130 110 85
反应温度 ℃
65 60 55
终点 pH 值
310 215 210
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
21214 晶体形貌 工业钼酸铵晶体形貌有三种, 一种是棱柱状结
晶, 晶体形状规则, 边缘清晰含少量片状结晶, 如 S2 03、S207; 另一种是片状结晶, 片中间有空隙, 放大倍 数低时, 呈花瓣状, 含少量棱柱状结晶, 如 S208; 第 三种是两种结晶都有但含量不同。 酸沉法生产的仲
钼酸铵 S215 晶体形貌最好, 为形状规则晶粒均匀的 多面体结晶, 其余样品的晶体形貌均为微小晶体聚
1 前言
酸沉是钼酸铵生产的主要工序, 指用硝酸或盐 酸中和钼酸铵溶液, 使钼以同多酸铵盐从溶液中沉 淀析出的工艺过程。采用不同酸沉工艺, 可生产结构 成分、晶体形貌、粒径不同, 用途不同的钼酸铵产品。 工业钼酸铵是以四钼酸铵 (N H 4) 2M o4O 13 (AQM ) 及 其聚合物为主要成分的多钼酸铵。 农业钼酸铵是以 仲钼酸铵 (即七钼酸铵) (N H 4) 6M o 7O 24 (A HM ) 为主 要成分的钼酸铵, 主要用作微肥。由于酸沉工艺条件 的差异, 不同企业的钼酸铵产品粒径、晶体形貌 结 构成分也不同。 为了生产粒径大、晶体形貌好、结构 成分以四钼酸铵为主要成分的钼酸铵产品, 用酸沉 法生产用于钼深加工的仲钼酸铵, 进行了钼酸铵酸 沉试验研究及生产实践。
试验在 500 L 反应釜中进行, 以净化后的钼酸 铵溶液为原料, 硝酸进行酸沉。用D M ax22400 型射 线衍射仪和 J SM 25800 型扫描电子显微镜检测了样 品的结构成分和晶体形貌 (SEM 法)。 21112 试验过程
试验条件见表 1。
表 1 正交试验因子与水平
水平
1 2 3
原始溶液密度 g·cm - 3 1118 1116 1114
试验序号 终点 pH 值
℃
Λm
A HM %
S211
215
95
-
68100
S212
315
60
28180
26161
S213
410
95
-
26153
S214
410
60
30100
51108
S215
415
60
24120
73177
S216
510
60
30180
44164
S217
515
60
40100
39168
S218