ФЕРРОМОЛІБДЕН FeMo, Виробництво феромолібдену
У процесі виробництва феромолібдену відновлюється 99% оксидів молібдену. Окислення кремнію окислами залізняку супроводжується додатковим виділенням тепла. Окис заліза руди приблизно на 42% відновлюється до заліза, а решта її — до закису заліза, у своїй закис заліза перетворюється на шлак і сприяє його розрідження.
При виробництві феромолібдену утворюється дуже в'язкий висококремнеземистий шлак. Зниження його в'язкості досягається введенням у нього закису заліза, вапна, плавикового шпату та глинозему. Глинозем вводять у шлак, замінюючи частину відновника - кремнію алюмінієм, що значно підвищує прихід тепла, призводить до підвищення температури розплаву та зменшення в'язкості шлаку.
Розрахунок шихти, для виробництва феромолібдену, дає приблизно наступний склад калоші: 100 кг молібденового концентрату, 30 кг 75%-ного феросиліцію і 3,7-5 кг алюмінієвої "крупки або 38-39 кг феросилікоалюмінію, 18 кг залізної руди, стружки, 3 кг вапна і 3 кг плавикового шпату.На одну плавку витрачаються 42 колоші.Завантажену в шахту шихту ущільнюють, що дозволяє підвищити вилучення молібдену на 0,1%.
Таблиця 1. Хімічний склад феромолібдену
 |
Виробництво феромолібдену FeMo проводять у футерованому шамотною цеглиною циліндрі — плавильній шахті, поставленій на пісочну основу, в якій зроблено поглиблення («гніздо») для прийому розплавленого сплаву. У плавильній шахті є льотка для випуску шлаку. Зверху шахта закривається футерованим склепінням з отвором для відведення газів. Виробництво феромолібдену ведуть із верхнім запалом, що забезпечує скорочення втрат молібдену. Нормально плавка продовжується 25-40 хв.Оптимальна температура процесу 1850-1950°С. Нормальний перебіг технологічного процесу характеризується великим виходом газів із поверхні колошника. Шлак при випуску та взятті проби утворює нитки та по охолодженні стає склоподібним від світло-синього до темного кольору. Після закінчення плавки роблять 40-50-хвилинку для повного осідання корольків сплаву і потім шлак випускають у виливницю або гранулюють.
Нижче наводиться приблизний склад шлаку промислових плавок феромолібдену, %: 0,06-0,15 Мо, 62-68 SiO2, 7-11 FeO, 9-13 Al2O3, 6-8 СаO і 1-3 MgO.
Блок феромолибдена залишають у «гнізді» на 7—8 год до затвердіння і для остаточного охолодження поміщають у бак для замочки, куди подається вода. Тут сплав протягом 4 год повністю остигає. Після цього сплав дроблять до шматків масою до 5 кг, чистять та упаковують.
Найважливішим завданням виробництва феромолібдену є забезпечення високого використання молібдену, що становить вітчизняної промисловості 98,75%. Це досягається пристроєм досконалої системи пиловловлювання як від випалювальних печей, так і від плавильних шахт і ретельним збором і повною утилізацією всіх металовмісних відходів.
Вилучення молібдену з відходів здійснюють електричної печі потужністю 1,5 МВА плавкою на «блок» з періодичним випуском шлаку . Отриманий феромолібден переплавляють разом із шихтою в металотермічній плавці. Пил з електрофільтрів переробляють і отримують молібденсодержащіе шлаки, що направляються на виплавку феромолібдену і свинцевого сплаву.
На виробництво 1 базової (60% Мо) тонни феромолібдену витрачається 1191 кг молібденового концентрату (51% Мо), 270 кг залізняку, 230 кг сталевої стружки, 362 кг 75%-ного феросиліція, 57кг алюмінію, 265 кг вапна, 30 кг плавикового шпату та 2,88 ГДж (800 кВт-год) електроенергії. Відновлення молібдену вуглецем, що відбувається за реакцією:
- 2/3MoO3 + 2C = 2/3Mo + 2СO;
- G° = 209 047 - 318,1 Дж/моль (49 930 - 75,98 Г кал/моль),
легко здійснимо в електричній печі. Але цей процес пов'язаний із значними втратами молібдену і створює певні труднощі щодо рафінування сплаву від вуглецю, тому що паралельно протікає реакція:
- 2/3MoO3 + 7/3C = 1/ЗMo2C + 2CO;
- G° = 214 910 - 316,1 Т Дж/моль (51 330 - 75,51 Т кал/моль)
У зв'язку з цим у СНД використовують тільки металотермічний метод виробництва феромолібдену, який здійснюється за реакцією:
- 2/3MoO3 + Si = 2/3Mo + SiO2;
- G° = -469 510 + 65,52 ГДж/моль(-112 140 + 15,65 Т кал/моль);
Ще більш енергійно протікають реакції відновлення оксидів молібдену алюмінієм:
- 2/3MoO3 + 4/3Аl = 2/3Мо + 2/3Al2O3;
- G° = -632 920 + 51,16 Т Дж/моль (-151 170 + 12,22 Т кал/моль);