鉬化工的綠色生產與發展前景

孫凱學，冀亞利

(金鉬股份化學分公司，陜西 渭南 714000)

0 引言

鉬作為一種稀有的礦產資源，屬于高熔點金屬，主要用于石油化工、生物醫學以及軍工材料等行業中。然而，隨著我國經濟的快速發展，國內市場對鉬的需求量也在進一步增加。我國是世界鉬生產大國，已經行成了采選以及冶煉、深加工為一體化的，比較完善的工業體系，不管是在消費方面還是在產量方面，都是我國排在第一位。我國的鉬產量大約在九百萬噸左右，排名在世界各國前列。鉬儲量礦區總共有二百多個，最主要集中在河南、陜西以及吉林等多個地方。河南是最為多的地區，要占到鉬總量的30%以上，如圖1所示。隨著我國社會各方面的發展，鉬化工已經由原來的傳統行業向核能以及催化劑等領域發展，也由傳統轉為清潔型和綠色型。

圖1 我國各省鉬資源分布情況

1 鉬化工行業發展現狀

進行鉬化工生產，一般主要有三種生產方式，即生產鉬酸銨相關產品、生產二硫化鉬以及生產高純氧化鉬。當前對鉬化工生產我國已經具備一定的規模，但是大多數的生產工藝還是延續傳統的工藝，很多化工園區也具有自行治理以及獨立生產的能力，但是因為不同的環境條件以及不同的工藝水平，導致化工產品的性質也各有不同。通過對設備的不斷優化、引進先進的技術以及對自身技術的改進等措施，鉬化工生產基本實現了產品品質的提升以及產能的優化，能夠滿足基本的應用。

隨著人們相關法律意識以及環境保護意識的逐步增強，各種投訴也變得更多，導致在化工生產中的制約因素也越來越多。有些鉬化工企業地處偏僻區域，且生產規模較小，出現的不達標生產及排放的情況更甚。在生產鉬酸銨的過程中，會含有氨氣體，其會自由地逸散，含氨的廢水稀釋后排放，含鉬氨浸渣也出現了隨機自由堆放的情況，造成了巨大的資源浪費，同時也對環境產生了嚴重污染。在生產二硫化鉬潤滑材料的過程中，由于控制工藝的能力比較差，生產環境中酸氣以及粉塵等對操作人員的身心健康都造成了嚴重的影響。再加上對廢水的處理方法不當，處理措施不徹底，以及不穩定的廢渣處理方式，導致重金屬嚴重超標，繼而產生了二次污染的情況[1]。所以當務之急就是將鉬化工生產的現狀加以改善，大力減少產生的污染物，促進鉬化工的綠色發展。

2 鉬化工綠色生產的必要性

當前，在基礎設施建設以及鋼鐵行業中鉬產品仍占據著主導地位，并且化工產品的消費水平也在不斷上漲。部分龍頭企業在生產工藝上不斷進行創新，在生產過程中也致力于生態型生產，加強了對污染的治理，從而實現了鉬化工生產的綠色化[2]。鉬化工產品主要能夠為后續加工提供最為優質的原料，在保障經濟、合理、安全的基礎上，實現鉬化工的綠色優質生產，最終創造經濟效益，實現價值共享。

鉬化工生產中的鉬酸銨產品，首先是緊緊圍繞著鋼鐵冶煉行業，對鋼鐵性能加以改善，對其應用的范圍進行擴大，從而將冶金行業進行深入地推進。其次，依舊需要進一步提升產品品質，確保其純度更高，從而可以為材料行業提供強有力的保障，繼而將鉬產品的性能加以發揮。二硫化鉬等產品，在摩擦材料、工程塑料行業以及潤滑行業中有比較廣泛的應用，不斷研發納米級、超純的二硫化鉬產品是一個主要的發展方向，同時也可以為類石墨烯二硫化鉬以及噴涂材料等的相關研究提供有力的保障。

3 我國鉬資源特點

主要包括以下3點：(1)品味低。從整體情況來看，我國鉬礦最為顯著的特點就是探明儲量比較多，但是與世界上其他國家相比較，其品味還略有遜色，大部分都屬于低品味的礦床。礦區平均品味小于0.1%，儲量卻占到了總儲量的60%以上，在0.01%～10.00%間的。中等品味的儲量占總儲量的30%，品味較富的會占到總儲量的4%，如圖2所示。(2)規模比較大。從統計來看，儲量比較大的礦，且總儲量在十萬噸以上的，其儲量就會占到整個鉬儲量的76%；如果是儲量在1萬噸到10萬噸之間的礦床，其總儲量會站到20%；露采鉬礦床儲量占總儲量的64%。另外，大部分的礦床可以進行露采，鉬礦的顆粒也比較打，這些都是屬于易選型。從目前的礦石類型來看，我國的鉬礦儲量主要是利用硫化鉬礦石為主，其儲量占到鉬礦總儲量的99%。(3)經濟價值比較高。據不完全統計，鉬是單一礦產的礦床，其儲量僅占到全國鉬總儲量的14%。其不僅作為主礦產存在，還會伴隨著其他有用組分的礦床存在，其儲量站到總儲量的64%。

圖2 我國各品味鉬礦儲量分布

4 鉬化工產品的生產及應用

4.1 生產

(1)生產鉬酸銨。生產鉬酸銨主要采用的是新工藝，即無酸除雜，運用全封閉的管路進行輸送，閉路自動循環過濾，這樣就可以為連續結晶提供非常優異的凈化液，借助自動分選分級系統，產出不同需求規格的產品。在進行鉬酸銨的生產過程中，會有氨氣自由逸散的情況，因此對其進行集中收集，然后采用多級處理，吸收不同的介質，對生產工藝進行回用，確保可以循環加以使用。針對高含鉬廢水，運用除雜濃縮工藝，然后再將其加工成產品，對資源的利用也是一種有效的提高。針對低含鉬廢水，主要運用的是離子交換回收回用生產工藝，然后將其加工成為新的產品，不但可以將有價元素進行回收，對重金屬的排放也是一種有效的減少。對于含鉬氨的浸渣，多次的冶煉試驗后，可以進行推廣并使用，從而可以冶煉出合格的鉬鐵，實現了最短工藝、最為有效、最經濟的利用。整個鉬酸銨的生產工藝線不但具有生產的清潔性，而且產品品質的穩定性、均一性等都有非常顯著地提升，從而給國內外加工提供了堅實的保障[3]。

(2)生產二硫化鉬。使用的原料主要是鉬精礦，在生產過程中主要采用的是高溫轉型雜質再烘干的新的方法，對反應介質進行改進，有效降低酸單耗，同時聯合酸浸除雜工藝，工藝路線也得到了明顯的縮短。運用專利技術多級吸收，能夠將氮氧化物的排放徹底加以根除。因為在生產工藝中會有廢酸以及自由逸散的酸氣，所以可以借助中和降解，對雜質元素進行固定，繼而實現了達標排放。通過對產品的分級以及工藝的不斷優化，最終實現集約化的生產，從而可以給市場中提供幾十種規格的產品。

(3)生產高純氧化鉬。運用多種生產技術和設備，對于綜合生產能力加以不斷地提升。加強對新型捕塵材料的廣泛應用，現場中的粉塵污染以及拋灑等明顯降低，同時把回收料進行產品化，回收率指標也得到了大幅度地提升。在進行焙解的過程中會有氨氣產生，運用聯合吸收的方式，最終可以形成稀氨水，應用到鉬酸銨生產線中，能夠顯著地降低輔料產生的損耗。此種工藝主要是對氨氣進行多級吸收然后回收到鉬酸銨生產線。

在鉬化工現行的三大產品生產中，需要從生產源頭加強，同時還需要加強工藝過程的管理，將工藝加以不斷地優化。循環利用氨氣也能夠顯著降低單耗，對低溫氨浸的探索，蒸汽的用量也能有效地減少，實現減量化的目的。對廢渣、低鉬廢水中的鉬進行強制回收，也可以加強廢物資源化利用，部分廢水中的氨氮能夠轉型成為農肥，最終實現無害化、綠色化的生產。

4.2 應用

(1)鉬焙砂的應用。鉬焙砂，一般又叫工業氧化鉬，其主要是添加于合金以及不銹鋼中的主要鉬產品。為了更好地滿足煉鋼的需求，工業氧化鉬產品會有多種包裝以及形式。比如工業氧化鉬粉就有罐裝、桶裝以及袋裝等幾種包裝形式，而工業氧化鉬球則呈現出無碳球樣，也有桶裝和袋裝的形式。

(2)工業氧化鉬塊。鉬鐵是將工業氧化鉬和氧化鐵通過熱還原制備而成，通常含鉬60%～70%，一般冶煉工藝中其主要起添加劑的作用，比如在感應熔煉中則不會還原氧化物。當前一些含鉬比較高的鉬鐵產品也有生產。有些含鉬合金在冶煉時必須要與鉬金屬一起，但不能與鐵結合。金屬鉬是把高純氧化鉬或鉬酸銨進行氫還原而生產出來的，通常將其制作成鉬粉，主要是裝卸方便，當鉬粉球化之后，更加方便熔煉車間進行操作。有些工業氧化鉬會被加工成為鉬化工產品或者是純度更高的鉬金屬。因為鉬化工產品的特性比較多，所以具有十分廣泛的應用，如：鉬金屬、鉬鐵以及工業氧化鉬等。

5 鉬化工產品的發展前景及未來應用領域

5.1 發展前景

(1)鉬酸銨。在鋼鐵冶煉行業中發揮著巨大的價值，能夠將鋼鐵的性能加以改善，其應用范圍也更為廣泛，從而為冶金行業的發展提升一個新的發展臺階。另外對產品品質則需要進一步提升，確保產品的純度更高，從而可以為化工材料行業提供有效保障，將鉬化工產品的性能加以充分發揮。

(2)二硫化鉬。更好地滿足摩擦材料、工程塑料以及潤滑行業的需求，積極研發出超細超純的二硫化鉬，繼而也可以為二硫化鉬烯以及噴涂材料的研究提供堅實的基礎。

(3)高純三氧化鉬。對石油化工以及金屬的應用加以不斷地拓寬，研發超純超細的氧化鉬，為核工業以及靶材的發展打下堅實的基礎。

5.2 未來應用領域

(1)催化劑。在礦石燃料加氫脫氮、除鉛脫汞等方面鉬催化劑都產生著十分重要的作用，同時其還可以對工業廢水進行處理，更好地分解硫化氫等[4]。(2)納米材料。未來人類的生活以及科學的發展在很大程度上會受到納米材料技術的影響，同時也會對社會的變革產生非常巨大的作用。(3)潤滑劑。作為固體潤滑劑的二硫化鉬產品，有著比較多的類型，此外有機鉬以及鉬酸鉛的市場也非常巨大。并且在日用品以及顏料等領域中，鉬酸鋅、鉬酸鈉等產生的作用也不容小覷。

6 結語

總之，隨著近些年來經濟技術以及科技水平的不斷發展，鉬化工的產量和消費也呈現出逐步增加的發展趨勢。隨著我國交通、工業、航空以及機械等各個行業的持續不斷地發展，在生產過程中對鋼的需求也呈現出逐步增長的趨勢，這也促進了鉬消費的增長。要想實現對鉬資源的保護，更好地滿足社會生產的需求，需要國家相關部門加強對鉬開采以及出口的限制，重視鉬資源的回收及利用，提高對鉬金屬的綜合回收率。