Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТРИОКСИДА МОЛИБДЕНА ИЗ ОГАРКОВ

Изобретение относится к области металлургии редких металлов и может быть использовано для извлечения триоксида молибдена из огарков, полученных при окислительном обжиге молибденитовых концентратов и промпродуктов в многоподовых печах и печах кипящего слоя.

Известен способ переработки молибденсодержащего огарка, включающий возгонку триоксида молибдена при температуре 1000-1260°С, конденсацию образующихся паров и последующую гидрометаллургическую переработку остатка, содержащего триоксид молибдена. При этом возгонку ведут в электрической печи непрерывного действия с вращающимся кольцевым подом, поверхность которого покрыта слоем кварцевого песка. Остаток от возгонки вместе с кварцевым песком используют для последующей гидрометаллургической переработки [Зеликман А.Н. Молибден, М.: Металлургия, 1970, с.86-89].

Недостатки аналога:

- сложность технологии, требующей последующей переработки остатка гидрометаллургическим способом;

- низкая степень перехода триоксида молибдена в возгон (не более 60%);

- высокая дисперсность порошка триоксида молибдена и в связи с этим, малая насыпная масса, что затрудняет его транспортировку и использование;

- дороговизна вследствие необходимости использования различных химических реагентов высокой чистоты при гидрометаллургической переработке (минеральные кислоты, карбонат натрия).

Известен способ извлечения триоксида молибдена из огарков, включающий возгонку и конденсацию образующихся паров, причем используют огарок в смеси с кварцевым песком, возгонку ведут при температуре 900-1000°С. Процесс возгонки осуществляют во вращающейся электрической печи, установленной под углом 35°. Пары триоксида молибдена транспортируют из зоны возгонки в зону конденсации при помощи воздуха, подаваемого в печь вентилятором. Конденсацию проводят в мешочном фильтре [Зеликман А.Н. Молибден, М.: Металлургия, 1970, с.89-90].

Недостатки способа аналогичны предыдущему.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ извлечения триоксида молибдена из огарков, включающий возгонку и конденсацию образующихся паров, причем используют огарки, полученные при окислительном обжиге гранулированного с кварцевым песком молибденового промпродукта, а возгонку осуществляют при температуре 1150-1200°С и остаточном давлении 1-15 мм рт.ст. в течение 1,5-4 ч. (Патент РФ №2154690, МПК7 С22В 34/34, С22В 1/02, опубл. 20.08.2000).

Преимущества данного способа возгонки по сравнению с предыдущими:

- повышение степени возгонки молибдена до 99,4%;

- повышение чистоты полученного триоксида молибдена в результате подавления одновременной возгонки оксидов примесных металлов.

Недостатки способа - необходимость изготовления гранул и их предварительный окислительный обжиг в отдельном агрегате.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение технологии получения триоксида молибдена, повышение качества целевого продукта за счет получения его в компактном состоянии, снижение стоимости за счет уменьшения трудовых и энергетических затрат, улучшение экологии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения триоксида молибдена из огарков, полученных путем окислительного обжига молибденитовых концентратов и промпродуктов, включающем возгонку в вакууме при остаточном давлении 1-15 мм рт.ст. и конденсацию образующихся паров триоксида молибдена, согласно изобретению исходные огарки растворяют в расплаве оксида бора, возгонку паров осуществляют из расплава при температуре выше 1350°С, а конденсацию при температуре 800-820°С.

Использование в предлагаемом способе расплава оксида бора исключает необходимость применения для получения огарков технологии, предусматривающей окислительный обжиг специально изготовленных гранул из молибденитовых концентратов совместно с кварцевым песком, и позволяет применять огарки, полученные по стандартной технологии.

Использование огарков, растворенных в расплаве оксида бора, обеспечивает возможность беспрепятственной возгонки молибдена, находящегося в огарке в форме триоксида молибдена, без возгонки оксидов примесных металлов, таких как ZnO и PbO, за счет перехода их в бораты. А молибден, связанный в молибдаты примесных металлов, освобождается в присутствии В₂О₃ и возгоняется в виде МоО₃ в вакууме в соответствии с реакцией:

МеО·МоО₃+В₂О₃→MeOB₂O₃+МоО₃,

где Me-Zn, Pb, Cu.

При температуре возгонки выше 1350°С расплав обладает высокой гомогенностью и низкой вязкостью, что обеспечивает высокую степень извлечения триоксида молибдена при вакуумировании, конденсированный продукт при температурах выше 800°С будет находиться в виде расплава, а не ультрадисперсных кристалликов с высокой удельной поверхностью и низкой насыпной массой, что позволяет после разливки и охлаждения расплава получать триоксид молибдена в компактном состоянии. Температура конденсации триоксида определялась экспериментально. При температуре конденсированного триоксида выше 820°С давление паров превышает остаточное давление в печи (15 мм рт.ст.), что может привести к уменьшению извлечения молибдена в связи с его потерями при вакуумировании. При температурах 800-820°С остаточное давление в печи повышалось до величины, соответствующей давлению пара МоО₃ при заданной температуре, и составляло 1-15 мм рт.ст., что соответствует заявленному.

Заявляемые параметры необходимы и достаточны для достижения указанного выше технического результата при извлечении триоксида молибдена из огарков.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение не известно из уровня исследуемой техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность извлечения триоксида молибдена из огарков в заявляемых условиях с применением доступных материалов и оборудования на отечественных предприятиях металлургической промышленности свидетельствует о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Пример 1. Осуществление извлечения триоксида молибдена из огарков.

Для извлечения триоксида молибдена использовали огарки, полученные из обожженного молибденитового концентрата месторождения Эрденет (79,3% МоО₃, 4,2% Fe_oбщ.,, 7,3% SiO₂, 2,93% Cu). Огарки (100 г) смешивали с оксидом бора (20 г), помещали в тигле в вакуумную печь, вакууммировали печь, нагревали образец до температуры возгонки и осуществляли возгонку триоксида молибдена из расплава при остаточном давлении менее 15 мм рт.ст. в течение 4 ч. Пары триоксида молибдена конденсировали при температуре менее 800°С, поэтому триоксид молибдена конденсировался в виде кристалликов, длиной от 50-100 мкм до 1-2 мм и толщиной 10-20 мкм, представляющих собой белый (в большой массе слегка желтоватый) порошок. Оставшийся в тигле материал представляет собой расплав на основе оксида бора (50% В₂О₃). После охлаждения его анализировали на содержание молибдена известным способом и рассчитывали степень возгонки.

Результаты опытов представлены в таблице 1.

Пример 2.

Огарки, полученные из обожженного молибденитового концентрата химического состава, указанного в примере 1, смешивали с оксидом бора в количестве 100 граммов и загружали в вакуумную печь. Остаточное давление в печи доводили до 1 мм рт.ст., печь нагревали до 1360°С и проводили возгонку триоксида молибдена из расплава при остаточном давлении 15 мм рт.ст. в течение 4 часов. Затем расплав охлаждали до 810°С, при этом пары триоксида конденсировались в виде расплава. После разливки и охлаждения производили взвешивание полученных образцов, которое показало потери молибдена менее 3%, при этом триоксид молибдена был получен в компактном состоянии и находился в тигле в виде плотного монолитного образца.

Таким образом, полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

При осуществлении способа получения триоксида молибдена при заданных параметрах (использование огарков, растворенных в расплаве оксида бора, осуществление возгонки при температуре выше 1350°С, а конденсации паров триоксида молибдена при 800-820°С) получены результаты в соответствии с указанным техническим результатом, а именно: для получения триоксида молибдена возгонкой нет необходимости изготовления гранул на основе кварца, при этом извлечение триоксида молибдена такое же высокое, как в прототипе, а полученный в результате возгонки триоксид конденсируется в расплав и при охлаждении будет находиться в компактном состоянии, более удобном для дальнейшего передела, чем высокодисперсный материал прототипа. Осуществление возгонки при температуре ниже 1350°С приводит к снижению извлечения молибдена. Конденсация паров триоксида при температуре ниже 800°С приводит к снижению качества получаемого продукта, а при температуре выше 820°С к потерям триоксида.