鉬鐵生產(chǎn)工藝流程

1、鉬鐵生產(chǎn)工藝流程一、鉬金屬特性介紹鉬的主要物理化學(xué)性質(zhì)如下：相對(duì)原子質(zhì)量密度 / (g/cm3)熔點(diǎn)/K2883沸點(diǎn)/K5833熔化熱/ (kJ/mol)蒸發(fā)熱/ (kJ/mol)熵(298K時(shí))/ (J/ ()鉬的熔點(diǎn)較高，在高溫下鉬的蒸氣壓很低蒸發(fā)速度小，鉬的最大特點(diǎn)是導(dǎo)電性強(qiáng)。鉬能耐無(wú)機(jī)酸的腐蝕，但能很快地溶解在硝酸及硫酸的混合溶液中。鉬與鐵可按任何比例互溶。在 1453 1813K范圍內(nèi)，化合物 MoFe （含）固態(tài)穩(wěn)定。1753K以下即使處于固相也會(huì) 結(jié)晶出Mo2Fe3。含鉬量大于50%時(shí)，合金熔點(diǎn)顯著升高，如含鉬60%的合金熔點(diǎn)為2073K，含鉬高的鉬鐵不能從爐內(nèi)流出。鉬與碳生成碳

2、化物 Mo2C和MoC。Mo2C的熔點(diǎn)為2653K，MoC的熔點(diǎn)為2843K，還可能生成復(fù)合碳化物 Fe3Mo3C和 Fe3CMo3C鉬與硅生成 Mo3Si、Mo5Si3、MoSi2。鉬與鋁生成 MoAl。鉬與硫生成一系列的硫化物， MoS2、Mo2S3、MoS3，其 中MoS2是主要的硫化物。含 MoS2的鉬礦稱為輝鉬礦。當(dāng)溫度大于 673K時(shí)MoS2易氧化成Mo03和Mo02。鉬與氧生成一系列的氧化物 Mo03、Mo02、Mo2O3、Mo4011等，其中最穩(wěn)定的是 Mo03和Mo02。Mo03具有明顯 的酸性，稱為鉬酸酐，是淺綠色的粉未；加熱時(shí)呈鮮黃色。熔點(diǎn)978K，沸點(diǎn)1428K，生成熱

3、746kJ/mo ,密度cm3，當(dāng)溫度大于873K時(shí)Mo03就顯著升華。Mo03微溶于水，能溶于苛性堿、蘇打、氨的溶液中而生成鉬酸鹽。Mo02是紫褐色的粉末，并有金屬光澤。當(dāng)溫度大于1273K時(shí)Mo02顯著升華，其生成熱為 mol，密度cm3。MoO2不溶于水和堿性水溶液，也不溶于硫酸、 鹽酸等酸中。二、鉬精礦的氧化焙燒鉬精礦中含MoS約75%，因?yàn)楹蚋卟荒苡脕?lái)直接冶煉鉬鐵和生產(chǎn)氧化鉬塊，所以必須經(jīng)過(guò)氧化焙燒脫除硫才能使 用。習(xí)慣上焙燒前的鉬精礦稱為生鉬精礦，焙燒后的鉬精礦稱為熟鉬礦或鉬焙砂。往焙燒爐加精礦前，應(yīng)按鉬含量和雜質(zhì)含量進(jìn)行配料，并要充分混合均勻，配好的料中鉬含量誤差在之內(nèi)，M2

4、45%， Pb哦，Cu%，SiO2< 1%，CaOC%，H2CK4%。1、單層爐焙燒鉬精礦只有一層爐床的反射爐稱間層爐。一般單層爐參數(shù)為：爐床高 850mm，爐床長(zhǎng)6000mm，爐床寬1500mm，爐膛高 500mm，爐門(mén)4個(gè)。爐子用耐火粘土磚砌筑。 在爐頭有燒煤的燃燒室及燃燒室下面的灰坑，中間是高約850mm，寬1500mm，長(zhǎng)6000mm的爐床，爐子有爐頂和防止精礦落入燃燒室及水平煙道的擋墻，爐尾擋墻略高些。一般有4個(gè)爐門(mén)，習(xí)慣上把靠近尾部的爐門(mén)稱為第一爐門(mén)，靠近燃燒室的爐門(mén)稱為第四爐門(mén)，第一爐門(mén)裝進(jìn)鉬精礦，第四爐門(mén)是出料用的，所有爐門(mén)都可用作攪拌和撥料 用。在爐子末端有隔墻的坑，此

5、處收集大粒的鉬塵，而后煙氣進(jìn)入直立煙道部分，然后到主煙道水平部分，主煙道一直通到收 塵室，單層爐一般水平煙道較長(zhǎng)，以便煙塵的回收，最后煙氣進(jìn)到煙筒。精礦裝爐以前要經(jīng)過(guò)2mm的篩子，以增大精礦與氣體的接觸面積，增加反應(yīng)速度。一次裝料約300kg,平鋪在第一爐門(mén)口區(qū)域內(nèi)的爐床上，厚約65mm，連續(xù)焙燒約120分鐘向前撥到第二爐門(mén)口區(qū)域。約120分鐘再向前撥到第三爐門(mén)口區(qū)域。從每一爐門(mén)裝料，到第四爐門(mén)出爐，大致需8小時(shí)，第一爐門(mén)區(qū)域向前撥完料時(shí)，將準(zhǔn)備好的精礦加到第一爐門(mén)口區(qū)域，連續(xù)地進(jìn)行焙燒。第一爐門(mén)口的氣體溫度為503 573K精礦溫度為453-503K。第一爐門(mén)區(qū)域主要脫除油和水分，每隔 30

6、分鐘左右 攪拌一次。第二爐門(mén)口的氣體溫度為673 723K,精礦溫度為683 733K。第二爐門(mén)區(qū)域主要是加熱精礦， 并有脫硫反應(yīng)的發(fā)生， 每隔20分鐘攪拌一次。第三爐門(mén)口的氣體溫度為 813 853K，精礦溫度為823 873K。第三爐門(mén)口區(qū)域脫除總硫量的 75%左右， 每隔10分鐘攪拌一次。第四爐門(mén)口的氣體溫度為 873 953K，精礦溫度為883 973K。第四爐門(mén)口區(qū)域靠近燃燒室，爐氣溫度較高，這里一直把精礦燒到含硫以下才能出爐，每隔7-8分鐘攪拌一次。發(fā)生固化時(shí)要開(kāi)大爐門(mén)不停地?cái)嚢瑁钡椒稚r(shí)精礦已脫硫合格，此時(shí)應(yīng)立即出爐。各爐門(mén)的溫度控制可通過(guò)調(diào)節(jié)爐尾部的插板和燃燒室的供熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)

7、。盡量控制精礦溫度在923K以下以減少的揮發(fā)。單層爐焙燒鉬精礦回收率為 94 %左右。2、回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦在國(guó)內(nèi)用外加熱式回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦，回轉(zhuǎn)窯技術(shù)參數(shù)為：長(zhǎng)度18000mm ；直徑1100mm；轉(zhuǎn)速1r/min ；傾角1%。每小時(shí)加料190 200kg，每臺(tái)窯日產(chǎn)氧化鉬砂。窯內(nèi)物料在窯體旋轉(zhuǎn)和傾斜作用下，由窯尾向窯頭運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，輝鉬礦的氧化反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。根據(jù)MoS2在窯內(nèi)發(fā)生的熱化學(xué)反應(yīng)和加熱爐的熱效應(yīng)作用，窯內(nèi)大致可分成三段，每段的位置隨加料速度及精礦的物理性質(zhì)及化學(xué)成分不同而有所 變化：(1) 預(yù)熱干燥帶。此段在窯尾部 6 7m處，溫度在773 923K之間，物料在這段里預(yù)熱干燥，除去

8、油和水。(2) 反應(yīng)帶。此段在窯中間 4 5m處，溫度在923 1073K，MoS2在這段達(dá)到燃點(diǎn)，主要靠本身的化學(xué)反應(yīng)熱進(jìn)行 氧化反應(yīng)生成鉬的氧化物。當(dāng)物料的殘硫降至以下時(shí)，不能靠反應(yīng)熱脫硫，此時(shí)靠加熱爐供給的高溫，使殘硫繼續(xù)脫掉。(3) 冷卻帶。在窯頭7 8m處，溫度在923 1023K之間，焙燒好的熟鉬礦在這段里降溫冷卻后出爐。回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦，物料在爐內(nèi)停留約 4h。采用重力和旋風(fēng)除塵器收塵?；剞D(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦回收率% %，熟鉬礦 含硫達(dá)到小于以下，合格率達(dá)到 90 %?；剞D(zhuǎn)窯的窯體加熱部位容易被燒壞，一般3個(gè)月?lián)Q一次。3、多層爐焙燒鉬精礦多層爐在國(guó)內(nèi)外較普遍使用，是一種較好的焙燒設(shè)備。

9、爐子是由內(nèi)襯耐火粘土磚的筒形外殼鐵殼組成，爐子的中央裝有由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的中心軸，固定耙齒的耙臂固定在中心軸上，耙齒放在爐床上作圍繞中心軸的圓周運(yùn)動(dòng)。耙臂 用從中心軸送入的空氣冷卻。八層爐外徑 6034mm，內(nèi)徑為5034mm，總高度為12970mm，中心轉(zhuǎn)速為、min。配好的爐料，借助料斗下的螺旋加料機(jī)加入爐內(nèi)，根據(jù)需要調(diào)整加料速度把精礦加到第一層爐床的外緣，借助固定在耙臂上的帶有角度的耙齒撥料攪拌，爐料從爐床的外緣向爐子中心運(yùn)動(dòng)，最后從爐子中心軸附近的落料孔，落到爐子第二層爐 床的內(nèi)緣區(qū)域。由于耙子的攪拌拔料，爐料向爐床外緣運(yùn)動(dòng)，經(jīng)落料孔落到第三層爐床的外緣區(qū)域，這樣精礦通過(guò)所有

10、的爐床， 焙燒合格的熟鉬精礦經(jīng)第八層爐床落入下面的儲(chǔ)料罐中。硫化鉬氧化時(shí)放出的熱量較大，故燃料消耗不大。焙燒爐用的煤氣經(jīng)地下管道及配置在爐子四周的噴嘴引入爐內(nèi)第六、 七、八層。1 7層分別有出氣管道，廢氣經(jīng)總管排出。每層設(shè)有爐門(mén)，供觀察爐況和調(diào)節(jié)溫度用。由生產(chǎn)實(shí)踐可知，二、三層爐氣溫度稍底，爐料呈暗紅色，爐氣暢通有助于料粒呈疏松狀態(tài)，對(duì)維護(hù)爐子正常操作會(huì) 起到良好的作用。上述溫度允許稍有不同，但爐溫過(guò)低，會(huì)使焙燒速度減慢和得不到低硫的焙砂；爐溫過(guò)高會(huì)由于三氧化鉬的 揮發(fā)，使鉬的損失增加，而且爐料會(huì)燒結(jié)成塊，焙燒不透，又會(huì)引起爐床燒結(jié)精礦層的長(zhǎng)起，加速耙齒的磨損，因此焙燒鉬精 礦時(shí)應(yīng)特別注意各層

11、溫度的控制。各層溫度可通過(guò)增減送入爐內(nèi)的煤氣量，增減抽刀，開(kāi)閉各層爐門(mén)及各層廢氣管道閥門(mén)的方法來(lái)調(diào)節(jié)。要增加3 7層各層的溫度，需要打開(kāi)第八層小爐門(mén)和加大煤氣的供給量或關(guān)上心、七層的廢氣閥門(mén)；要提高六、七層溫度，需加大煤氣消 耗量。如果上述方法達(dá)不到預(yù)期的效果，欲增加各層溫度必須減小抽刀。要降低溫度必須增加抽刀。為降低25層過(guò)高的溫度， 應(yīng)加入返回品，必要時(shí)可打開(kāi) 3、4層小爐門(mén)。爐中1 2層是預(yù)熱區(qū)域，3 5層是主要的脫硫區(qū)域，6 8層是脫除殘硫的區(qū)域。把固化層控制在第六層有利于氧化 去硫，因此，當(dāng)固化層移到第五層或第七層時(shí)，應(yīng)采用降低吸力或增加吸力的辦法調(diào)整。隨著焙燒的進(jìn)行，精礦外表特征也

12、發(fā)生變化，焙燒好的熟鉬礦在熱時(shí)呈黃色并有光澤。當(dāng)輝鉬礦在多層爐焙燒時(shí)，大 約逸出粉塵10% 15%，收塵系統(tǒng)一般由旋風(fēng)除塵器和電除塵器組成，除塵效率99 %，收下的粉塵要返回爐中進(jìn)行焙燒。八層爐每臺(tái)爐子晝夜產(chǎn)量約14t。4、沸騰爐焙燒鉬精礦這種方法比較廣泛地用于焙燒硫化物精礦。焙燒過(guò)程中空氣由下向上流動(dòng)，向上流動(dòng)的氣流使?fàn)t料顆粒處于沸騰狀態(tài)， 這個(gè)狀態(tài)的特點(diǎn)是氣流中的顆粒劇烈地運(yùn)動(dòng)，其外觀很像沸騰的液體，所以稱為沸騰焙燒。沸騰焙燒具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，如:(1) 生產(chǎn)效率比多層爐提高 15 20倍；(2) 焙燒過(guò)程可自動(dòng)化進(jìn)行；(3) 焙燒中不容易生成鉬酸鹽和焙砂中不含二氧化鉬；(4) 沸騰焙燒中錸

13、的逸出率高達(dá) 92%。三、爐外法生產(chǎn)鉬鐵工藝簡(jiǎn)介1、原料熟鉬礦是生產(chǎn)鉬鐵的主要原料，是鉬鐵中的鉬的來(lái)源，除要求品位高以外，對(duì)雜質(zhì)也有嚴(yán)格的要求。一般成分為：Mo48 % 52 %, S 哦,，P 畝,，ClK%, SiO28% 14 %,% %。粒度不得大于 20mm, 10 20mm 粒度不得大于總量的 20 %。硅鐵粉是75%硅鐵經(jīng)破碎、球磨的粉狀原料，用于還原熟鉬礦、鐵鱗等氧化物。硅鐵粉在使用前必須有準(zhǔn)確的硅、鋁含量分析，含硅量要求為 75% 77%，粒度要求是：-不超過(guò) 1%,-粒度的不超過(guò)10%，其余為以下。粒度過(guò)大會(huì)造成鉬 鐵含硅升高，使用含硅量高的硅鐵粉效果比含硅量低的好。鋁粒要

14、有準(zhǔn)確的含鋁量以作為配料計(jì)算的依據(jù)，其粒度要求在3mm以下。粒度過(guò)小，生產(chǎn)中不安全；過(guò)大，則對(duì)冶煉反應(yīng)不利。鋁粒的配加量要根據(jù)熟鉬礦的溫度、含鉬量、生產(chǎn)規(guī)模、氣溫條件而定，一般每批料配入5-8kg。鐵鱗是軋鋼、鍛造時(shí)的氧化鐵皮，是冶煉中的氧化劑及熔劑。在冶煉反應(yīng)中約30 %進(jìn)入合金，是合金中鐵的來(lái)源之一；約70%的鐵鱗以FeO的形式進(jìn)入爐渣，起稀釋爐渣的作用。對(duì)鐵鱗的要求：FeA6%, S%, P%, C<%, CuK%。鐵鱗在使用前須加熱干燥去掉水分及油分，在生產(chǎn)中也可以使用鐵礦，但鐵礦含硫較高，現(xiàn)國(guó)內(nèi)已很少使用。鋼屑是合金中鐵的主要來(lái)源，要求含鐵大于 98%，般用碳素鋼鋼屑。 螢石粒

15、度應(yīng)在20mm以下，使用前要加熱干 燥，去掉水分，螢石中 CaR9%, SK% 阻，方可使用。爐料中螢石的配加量取決于實(shí)際爐渣情況和熟鉬礦中SiO2的含量，一般配入量每批料2-3kg。硝石就是硝酸鈉，當(dāng)使用含鉬低的熟鉬礦時(shí)，常由于氧量不足，還原劑不能多加，而造成爐料發(fā)熱量偏低，可用硝石作補(bǔ)熱劑，每批料配加1-3kg。爐料配比爐料配比為：熟鉬礦100kg;硝石3kg;鋁粒6kg;鐵鱗20kg;硅鐵粉；鋼屑；螢石2kg；總計(jì)。每批爐料總放熱量為：+ 266662+ 17170+ + =( kJ)2、熔煉操作爐料準(zhǔn)備爐料要加工成合適粒度，然后要進(jìn)行烘干，按配料比進(jìn)行配料。爐料的準(zhǔn)確稱量是保證冶煉正常

16、進(jìn)行的先決條件。稱 量的順序是熟鉬礦、硝石、鋁粒、鐵鱗、硅鐵、鋼屑、螢石。稱好的爐料放入混料機(jī)內(nèi)混料，混料時(shí)間約8min，混合均勻的爐料放入聚料斗內(nèi)。配料工作是一項(xiàng)非常仔細(xì)、不容許有絲毫差錯(cuò)的工作，配料人員要精力集中、責(zé)任心強(qiáng)。盡可能采用電子自控裝置。配料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格防火，因爐料易燃和粉塵易爆的特性，要求有嚴(yán)格的防火措施?；炝瞎ば蛞袊?yán)密的封閉排煙除塵設(shè)施。3、熔爐熔爐是冶煉鉬鐵的主要設(shè)備。熔爐外殼是用10mm鋼板焊制的圓形筒，內(nèi)襯耐火粘土磚，在距爐殼下緣100mm處開(kāi)設(shè)一個(gè)直徑120mm的放渣準(zhǔn)備好的熔爐放在砂基上，在砂基中作成半球形的凹坑，用以容納熔化的合金。容納合金的凹坑稱砂 窩。用烘干的河

17、砂作成砂窩、擺正爐筒后將砂窩搗實(shí)，尤其是爐筒下緣與砂窩之間的結(jié)合處，要在里面搗高150 200mm, 外面搗高400mm以防止冶煉時(shí)爐渣由結(jié)合縫漏出。砂窩靠自然烘干，嚴(yán)禁用濕砂窩，否則會(huì)造成嚴(yán)重噴濺現(xiàn)象，甚至噴濺傷人。4、熔煉過(guò)程混合好的爐料裝入熔爐內(nèi)。第一料斗加好后應(yīng)加入精整返回品、碎屑，鋪成中空的環(huán)行一圈，不要靠近爐墻，以防粘結(jié)在爐壁不熔，也不能在中心不留反應(yīng)通路，隔斷反應(yīng)。環(huán)形鋪好后，再加入第二斗爐料，裝好爐料后料面距爐子上緣不應(yīng)少 于500mm，以防反應(yīng)時(shí)噴濺外溢。在爐料表面中心做一凹坑，加入點(diǎn)火混合物再用鋼釬插入點(diǎn)火物中搖晃，使點(diǎn)火物與下部爐料相通。之后點(diǎn)火物中心加引火劑鎂屑100g

18、，擺正排煙罩后用紅火點(diǎn)燃，反應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行。反應(yīng)過(guò)程的變化是由中心開(kāi)始向下和向四周蔓延。正常反應(yīng)時(shí)間小于10分鐘。在前1/4時(shí)間反應(yīng)平緩；在中間一段時(shí)間反應(yīng)激烈，排出大量褐色濃煙，有沸騰和輕微噴濺現(xiàn)象；在后1/4時(shí)間反應(yīng)減慢，火焰明亮，煙氣轉(zhuǎn)淡，反應(yīng)結(jié)尾有明顯亮光。冶煉過(guò)程正常標(biāo)志是：(1) 反應(yīng)激烈，排出煙氣濃厚，反應(yīng)中不間斷，不噴濺，反應(yīng)結(jié)束明顯，沒(méi)有拖長(zhǎng)現(xiàn)象，反應(yīng)結(jié)束后，煙氣發(fā)亮清 透。(2) 放渣時(shí)渣子流動(dòng)性較好，稍有粘結(jié)現(xiàn)象。冷卻后渣罐內(nèi)渣子表面突起，有光澤，渣樣呈深綠色。(3) 拔起爐筒時(shí)有拉渣絲現(xiàn)象，鉬鐵錠上層渣蓋微向下凹。(4) 反應(yīng)時(shí)間在2- 10分鐘范圍內(nèi)。冶煉過(guò)程不正?，F(xiàn)象、

19、原因、后果及處理方法為：(1) 其他現(xiàn)象正常，但大量噴濺。這是由于爐料潮濕或單位發(fā)熱量過(guò)高或砂窩潮濕引起的。這種現(xiàn)象容易造成漏爐 或爐料噴濺傷人，使合金含硅偏高。如果是發(fā)熱量偏高，就要減少鋁粒，增加硅鐵粉的配入量；如果是爐料或砂窩潮濕，就要 解決爐料和砂窩的干燥問(wèn)題。(2) 反應(yīng)過(guò)于激烈，大量噴濺，反應(yīng)時(shí)間很短，結(jié)束快；結(jié)束后煙氣明亮，爐渣粘稠，色澤藍(lán)綠，取出的小鉬鐵樣 冷卻后易碎裂，斷面有亮星呈銀白色。這是還原劑過(guò)多的表現(xiàn)，常導(dǎo)致合金硅高鉬底，這時(shí)必須減少還原劑的配入量，一般每 批料減少。(3) 反應(yīng)平穩(wěn)，反應(yīng)間斷，煙氣深褐色且上升緩慢。反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)束不明顯且拖長(zhǎng)。拔爐后，鉬鐵錠表層渣面出

20、 現(xiàn)氣泡，并有冒火現(xiàn)象。在未冷的鉬鐵錠中取出小塊鉬鐵樣冷卻，后表層掛黑褐色的渣子，小鉬鐵樣很硬，斷面不整齊，呈灰 黑色。這是還原劑不足的表現(xiàn)。這會(huì)導(dǎo)致合金含鉬較高，含硅較低(低于)，鉬鐵錠分層，冷卻時(shí)極易生銹，精整困難、爐 渣含鉬高、金屬顆粒多，這時(shí)必須增加還原劑，一般每批料增加-。(4) 反應(yīng)進(jìn)行緩慢，無(wú)明顯正常煙氣，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。這是爐料發(fā)熱量不足所致。這往往導(dǎo)致合金含鉬高，含硅也高， 鐵錠分層或偏析反應(yīng)結(jié)束后的 30分鐘為金屬顆粒鎮(zhèn)靜沉降時(shí)間，以保證渣中含鉬在以下。打開(kāi)渣口，爐渣流入渣罐中，取樣 分析鉬含量。高于的富渣要返回熔煉。貧渣可以棄去或綜合利用。放渣后，拔起爐筒，用鐵勺從砂基上的金

21、屬錠中取鐵樣。合金表面光滑，微結(jié)綠渣，斷口致密呈銀灰色，結(jié)晶細(xì)小，無(wú)亮星，標(biāo)志著鉬鐵質(zhì)量良好。正常的合金、爐渣成分范圍如下。， 這時(shí)要檢查爐料粒度、成分和含氧量，而后再根據(jù)具體情況調(diào)整配料比。反應(yīng)結(jié)束后的30分鐘為金屬顆粒鎮(zhèn)靜沉降時(shí)間，以保證渣中含鉬在以下。打開(kāi)渣口，爐渣流入渣罐中，取樣分析 鉬含量。高于的富渣要返回熔煉。貧渣可以棄去或綜合利用。放渣后，拔起爐筒，用鐵勺從砂基上的金屬錠中取鐵樣。合金 表面光滑，微結(jié)綠渣，斷口致密呈銀灰色，結(jié)晶細(xì)小，無(wú)亮星，標(biāo)志著鉬鐵質(zhì)量良好。正常的合金、爐渣成分范圍如下。5、合金與爐渣成分再用壓縮空氣把熔渣吹盡。在水箱中用水冷卻30min，水冷合金自然炸裂易于精整。為防止合金水冷生銹，水鉬鐵成分MoSiCSPCuSuSbAsPb%59-61爐渣成分MoSiO2MgOA12O3FeOCaOS%合金錠在砂