四钼酸铵的晶体结构及其控制

四钼酸铵的晶体结构及其控制徐志昌　张　萍

(清华大学核能技术设计研究院　北京　102201

)

摘　要　采用扫描电子显微分析方法对我国市售四钼酸铵及其衍生物钼粉进行了结构研究。结果发

现,四钼酸铵和钼粉的微观结构可分为规则型和无规则型;其宏观结构则可分为团聚型和非团聚型。

四钼酸铵的微观和宏观结构的不同支配着钼系产品的结构和性能。因此,建议四钼酸铵的质量标准

应根据其微观和宏观结构来确定,用以代替或补充传统的质量标准。

关键词　四钼酸铵　钼粉　微观结构　宏观结构　质量标准

STU DY ON CR YSTAL STRUCTURE OF AMMONIUM

TETRAMOLYB DATE AN D ITS CONTR OL METH OD

Xu Zhichang　Zhang Ping

(Institute of Nuclear Energy Technology,Tsinghua University,Beijing,102201) Abstract　Study on crystal structure of ammonium tetramolybdate(A TM)and its derivative,molybdemum powder has been conducted by means of scanning elctron micro2analytical method.The results have shown that the micro2structure of A TM and molybdenum powder may be classified into reqularity and non2reqularity and the macro2structure of A TM and molybdenum powder may be classified into aggregated shape and dis2aggregated shape.The different structure of micro2A TM and macro2A TM guides the structure and performance of serials of molybdenum products.That the quality standard of A TM should be determined by micro2structure and macro2 structure was suggested.

K ey w ords　Ammonium tetramolybdate(A TM),Molybdenum powder,Micro2structure,Macro2structure, Quality standard

1　引　言

四钼酸铵的结晶结构,不仅是其衍生物钼粉的结构和性能的基础,也是钼坯和钼丝结构和性能的基础。因此,研究四钼酸铵结晶结构及其控制手段,不仅对修订国家标准,而且对我国四钼酸铵的工业生产与质量控制都有重要的现实意义。

已经知道[1,2],四钼酸铵结晶存在2种结构:α、β规则型和无定型。但在市售四钼酸铵中,常见的为无定型,只个别为β型。且一般细粉比例高,不利于氢还原。因此,设计了专门工艺,制备了粒度均匀、晶型规则的四钼酸铵。

2　实验方法与结构分析

2.1　四钼酸铵结晶的制备

将无定型四钼酸铵结晶溶解于氨溶液中,控制溶液为清亮与透明,再将其分成3份,第1份先以硝酸酸化成低p H溶液和雏晶,然后逐步混入第2份钼酸铵溶液和硝酸,控制成中等p H,最后加入第3份钼酸铵,使p H值较高(p H=3.2),过滤得均匀和规则晶体。

2.2　钼粉的制备

制备钼粉的实验设备是管径为48mm,长为1.2m的石英管。温控是由温度程序控制器(日本产FP21)执行;氢气和氩气流量是由转于流量计执行。四钼酸铵结晶的热解温度为500℃,恒温2h, MoO2的生产温度为650℃,恒温2h,钼粉的生产温度为950℃,恒温2h。

2.3　X衍射谱图

衍射角范围为5～50°和5～60°。

2.4　扫描电子显微分析

又称SEM表面结构分析,四钼酸铵结晶的标尺为62μm,钼粉的颗粒标尺为5μm,团聚体的标尺为135μm。

第23卷第1期1999年2月

中　国　钼　业

CHINA MOL Y BDENUM INDUSTR Y

Vol.23No.1

February　1999

2.5　热重及差热分析

热重分析又称TG 分析,表明热解过程的失重。差热分析又称D TA 分析,表明热的吸收、释放。

3　试验结果

3.1　均匀和规则四钼酸铵晶体的制备

因为市售四钼酸铵(以下简称A TM )的细粉组

分较多,即100目(154μm )以下的细粉占36%以上。所以,这种晶体不但不适合流化床氢还原,而且也不利于舟式固定床氢还原之用。为了制备形状规则、粒度较粗而又均匀的A TM 晶体,采用了专门的制造工艺,其流程图示于图1

。

图1　

制备均匀、规则的A TM 晶体流程图

图2

是均匀、规则A TM 的显微照片。采用专门工艺制备的A TM 晶体,其堆密度较高,其值通常是1.58g/cm 3

。筛析结果表明,粒度大于100目(149μm )的重量组成为86%～96%,而普通A TM

粉的粗粒只为65%

。

(a )ATM -1,13倍 (b )ATM -1,13倍

图2　专门工艺制备的A TM 晶体的显微照片(149μm 以上)

3.2　我国四钼酸铵晶体的SEM 照片和衍射谱图

图3是我国若干不同工厂生产的四钼酸铵结晶的SEM 照片。由图可见,按市售四钼酸铵结晶的结构特征划分,有两类结构:一是有规则开裂型,似平行四边形的;另一是无规则开裂型(如J -18、J -16、X -6、J -4等)。

图3　市售四钼酸铵结晶的扫描电子显微照片

图4是市售四钼酸铵结晶的X 衍射谱图。结果表明,我国目前市售的四钼酸铵结构类型,多为无定形和微粉型,少量为近似规则型。

图4　市售四钼酸铵结晶的X 衍射谱图

3.3　我国市售四钼酸铵结晶的热谱图

图5是我国市售四钼酸铵结晶的热谱图。根据热谱图可以获得表1所列热分解数据。

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9・第23卷第1期 徐志昌:四钼酸铵的晶体结构及其控制