反應(yīng)時間對高純?nèi)趸f的影響

厲學武，崔玉青，唐麗霞，趙寶華，李擁軍

(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司技術(shù)中心，陜西 西安 710077)

(2.金堆城鉬業(yè)股份有限公司銷售分公司，陜西 西安 710077)

0 前言

三氧化鉬用途廣泛，是制備鉬粉、催化劑等鉬化工產(chǎn)品的重要原料，在抑煙阻燃、氣敏性方面也具有一定用途。資料顯示三氧化鉬有3 種物相［1-3］:正交相(α-MoO3)，六方相(h-MoO3)和單斜相(β-MoO3)，正交相為室溫下熱力學穩(wěn)定相，六方相和單斜相為室溫下熱力學介穩(wěn)相。高純?nèi)趸f是通過分解鉬酸銨制備的。反應(yīng)時間是制備高純?nèi)趸f一個重要影響因素，對高純?nèi)趸f表觀顏色、晶體形貌、物相純度、費氏粒度及生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定影響。本文著重介紹反應(yīng)時間對高純?nèi)趸f影響，建立反應(yīng)時間與高純?nèi)趸f物理化學性質(zhì)對應(yīng)關(guān)系。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

試驗原料為金堆城鉬業(yè)股份有限公司6 500 t生產(chǎn)鉬酸銨生產(chǎn)線制備的二鉬酸銨，其元素含量、費氏粒度、松裝密度物理化學指標見表1。

表1 二鉬酸銨物理化學指標

1.2 實驗儀器

北京科偉箱式電阻爐SX-4-10，150 mm×150 mm×20 mm 和180 mm ×180 mm ×20 mm 規(guī)格的316L 不銹鋼料舟，坩堝鉗，計時器。

2 實驗與結(jié)果討論

2.1 反應(yīng)時間及高純?nèi)趸f物理化學指標

根據(jù)有關(guān)介紹鉬酸銨的焙解文獻［4-8］，本文擬定制備高純?nèi)趸f條件為自然通風，分解溫度為430 ℃，料層厚度為0.012 m，分別選擇30 min、60 min、180 min 和360 min 時間點對高純?nèi)趸f的制備進行系統(tǒng)考察，高純?nèi)趸f制備的工藝參數(shù)和高純?nèi)趸f物理化學指標見表2。

表2 工藝參數(shù)和高純?nèi)趸f物理化學指標

表2 中數(shù)據(jù)顯示，反應(yīng)時間在30～360 min 區(qū)間變化，高純?nèi)趸f的鉬、鉀、銅、鐵、鈣、鎂含量基本沒有影響，由原料元素含量決定;費氏粒度基本控制在22.2～23.6 μm 之間，松裝密度分布在1.62～1.68 g/cm3之間，均呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。另外，隨著反應(yīng)時間延長，高純?nèi)趸f表觀顏色依次為灰色、灰白色、黃白色、黃色。

圖1 三氧化鉬掃描電鏡

2.2 形貌分析

圖1 分別為30 min、60 min、180 min 和360 min條件下制備的高純?nèi)趸f掃描電鏡照片。圖1 中(a)、(b)、(c)晶體表面形貌基本一致，(d)晶體表面上顆粒細小、均勻，即隨著分解反應(yīng)時間延長，高純?nèi)趸f晶體表面出現(xiàn)細小的顆粒，且顆粒分布較為均勻。

2.3 結(jié)構(gòu)分析

圖2 為不同反應(yīng)時間條件下制備的高純?nèi)趸fXRD 譜圖。(a)、(b)、(c)、(d)衍射峰位置與高純?nèi)趸f標準衍射峰位置吻合，但衍射峰強度有差別，其中(a)、(b)、(c)、(d)的縱坐標最大值分別近似為2 900、3 500、3 700 和4 100，即隨著反應(yīng)時間延長，高純?nèi)趸f衍射峰高度逐漸上升。

圖2 三氧化鉬掃描電鏡圖

3 結(jié)論

(1)反應(yīng)時間在30～360 min 區(qū)間變化對高純?nèi)趸f的鉬、鉀、銅、鐵、鈣、鎂含量沒有影響。

(2)隨著反應(yīng)時間延長，高純?nèi)趸f費氏粒度變大，松裝密度增加，表觀顏色呈現(xiàn)灰色、灰白色、黃白色、黃色依次改變。

(3)延長反應(yīng)時間促使晶體表面的裂縫增加，表面由片狀向顆粒狀轉(zhuǎn)化，衍射峰強度逐漸增強。

［1］楊寶俊，周阿洋，柴多里，等.低溫液相合成路線制備六方相MoO3棒［J］.中國鉬業(yè)，2009，33(2):29-32.

［2］宋繼梅，胡乃亮，胡 剛，等.正交相MoO3的制備、表征及其電化學嵌鋰性質(zhì)研究［J］.化學通報.2006，69(8):615-618.

［3］宋繼梅，楊 婕，宋 娟，等.層狀化合物三氧化鉬的制備及其電化學脫嵌鋰性質(zhì)研究［J］.中國鉬業(yè)，2007，31(5):36-42.

［4］秦永剛.高純?nèi)趸f適應(yīng)性研究［J］.山東化工，2008，37(7):6-8.

［5］曹正富.高純氧化鉬粒度控制的試驗研究［J］.銅業(yè)工程，2010，(103):75-77.

［6］馮衛(wèi)國，厲學武，崔玉青，等.原料厚度對二鉬酸銨熱分解的影響［J］.中國鉬業(yè)，2012(4):36-40.

［7］厲學武，李晶，周新文，等.十二鉬酸銨焙解工藝研究［J］.中國鉬業(yè)，2012(1):44-48.

［8］向鐵根.鉬冶金［M］:長沙:中南大學出版社，2009:218-222.