Проектирование цеха и технологии получения триоксида молибдена в условиях Сорского месторождения медно-молибденовых руд - Курсовая работа

Молибден относится к числу так называемых звездных (космических0 элементов: он обнаружен в солнечном спектре и в метеоритах. Азот образует с молибденом твердые и жидкие растворы; предельная растворимость азота в молибдене при 1860 ?С составляет 1,08 %. Для предотвращения взаимодействия молибдена с кислородом при повышенных температурах металл покрывают защитными покрытиями. Сера взаимодействует с молибденом при температурах выше ~ 400 ?С с образованием сульфидов MOS2 и MOS3. Из приведенных данных следует, что около 80 % молибдена используют в черной металлургии для легирования сталей и чугунов. введение молибдена в стали повышает их эксплуатационные характеристики - предел упругости, сопротивление износу и удару. инструментальные стали содержат (1?1,5) % молибдена, а в быстрорежущих сталях содержание молибдена составляет (5?8,5) %, когда молибден заменяет вольфрам.В данном курсовом проекте рассмотрены различные способы переработки молибденитового концентрата и выбран самый подходящий вариант для переработки в условиях Сорского месторождения медно-молибденовых руд.

Роль тугоплавких редких металлов в современной технике весьма велика. Тугоплавкие металлы характеризуются рядом общих областей применения. Большинство из них является легирующими металлами и компонентами жаропрочных и коррозионностойких сплавов, используется в электровакуумной технике.

Их производство в настоящее время достигло значительных масштабов и непрерывно развивается. Молибден один из наиболее широко используемых тугоплавких редких металлов.

Данный курсовой проект посвящен проектированию цеха и технологии получения триоксида молибдена в условиях Сорского месторождения медно-молибденовых руд в Усть-Абаканском районе Республики Хакасия.

1. Общая часть

1.1 Свойства молибдена

Молибден относится к числу так называемых звездных (космических0 элементов: он обнаружен в солнечном спектре и в метеоритах. Содержание молибдена в земной коре 0,0025 %; в морской воде (0,5?2,0) мкг/л.

Цвет и внешний вид металла зависят от способа его получения. Плавленый молибден - блеклый, очень светлый. Молибденовый порошок, полученный восстановлением оксида, темно-серый. Молибден механически прочный и пластичный металл. При 0 ?С электросопротивление молибдена в три раза выше, чем у меди, и при повышении температуры до 1700 ?С оно возрастает примерно в 10 раз. Высокая тугоплавкость молибдена позволяет использовать его ленту или проволоку в качестве нагревательных элементов электрических печей сопротивления.

Молибден парамагнитен и хорошо проводит электрический ток.

Азот образует с молибденом твердые и жидкие растворы; предельная растворимость азота в молибдене при 1860 ?С составляет 1,08 %.

Литой и плотноспеченный молибден при нагревании до ~ (550?600) ?С сгорает в атмосфере кислорода (воздуха) с образованием триоксида. Молибденовый порошок окисляется при еще более низкой температуре, а ультрадисперсные порошки пирофорны. Растворимость кислорода в молибдене очень мала. Для предотвращения взаимодействия молибдена с кислородом при повышенных температурах металл покрывают защитными покрытиями.

Сера взаимодействует с молибденом при температурах выше ~ 400 ?С с образованием сульфидов MOS2 и MOS3. Взаимодействие молибдена с сероводородом при более высокой температуре также ведет к образованию сульфида молибдена. Дисульфид молибдена благодаря слоистой стуктуре используют в качестве смазки для металлических поверхностей. При Т ?20?С MOS2 является полупроводником.

Минеральные кислоты легко реагируют с молибденом. Азотная кислота. А также ее смеси с HCL и H2SO4 окисляет и растворяет молибден. Концентрированная азотная кислота задерживает растворение металла, создавая пассивирующую пленку оксидов. Разбавленная HCL хорошо растворяет металл, концентрированная - значительно медленнее. Плавиковая кислота быстро растворяет молибден.

Силициды молибдена чрезвычайно жароустойчивы.

Расплавленные Na, K, Li, Ca, Pb и Bi в отсутствие окислителей даже при высокой температуре не действует на молибден; жидкие Al, Zn и Fe активно с ним взаимодействуют [1].

1.2 Применение молибдена

Структура потребления молибдена и его соединений выглядит следующим образом, %: сплавы стальные - 47,0, специальные - 3,0; сталь нержавеющая - 20,0, инструментальная - 9,0, литая - 7,0; химические продукты - 9,0; металлический молибден - 4,0.

Из приведенных данных следует, что около 80 % молибдена используют в черной металлургии для легирования сталей и чугунов. введение молибдена в стали повышает их эксплуатационные характеристики - предел упругости, сопротивление износу и удару. инструментальные стали содержат (1?1,5) % молибдена, а в быстрорежущих сталях содержание молибдена составляет (5?8,5) %, когда молибден заменяет вольфрам. Молибден повышает красностойкость инструментальных сталей, их твердость и прочность. В высоколегированные стали молибден вводят в форме ферромолибдена.

Коэффициент термического расширения молибдена близок к коэффициенту термического расширения специальных стекол, что определяет его применение в виде вводов в электровакуумные приборы и колбы мощных источников света.

Молибденовую проволоку, ленту и прутки используют в качестве нагревательных элементов электрических печей, работающих в атмосфере водорода, аргона или вакууме.

В авиации и ракетной технике для изготовления газовых турбин и деталей двигателей применяют молибден, легированный титаном, цирконием, ниобием и другими металлами.

MOS2, имеющий слоистую структуру, используют в качестве смазки в интервале температур (40?350) ?С. MOS3, MOO3, MOO2 применяют в качестве катализаторов при гидрировании нефти и углей. Перспективным является применение молибдата аммония в производстве микроудобрений [1].

1.3 Характеристика сырья для получения молибдена

Известно около 20 минералов молибдена, из которых промышленное значение имеют четыре: молибденит MOS2, повелит САМОО4, молибдит Fe2(MOO4)3•7,5H2O и вульфенит PBMOO4.

Молибденит MOS2 - самый распространенный и наиболее промышленно важный минерал молибдена. Это мягкий свинцово-серого цвета минерал с металлическим блеском. По внешнему виду он напоминает графит. Плотность MOS2 (4,7?4,8) г/см3, твердость по минералогической шкале (1?1,5).

Молибденит залегает большей частью в кварцевых жилах, во многих случаях ассоциируясь с шеелитом, вольфрамитом, касситеритом, пиритом, халькопиритом, арсенопиритом, висмутовым блеском и другими минералами. Часто в состав молибденита входит в виде изоморфной примеси рассеянный редкий металл рений (0,1?0,0001) %. В результате выветривания в верхних зонах рудных жил молибденит окисляется, образуя молибденовые охры, молибдит, повеллит и вульфенит.

Повелит САМОО4 чаще встречается как вторичный минерал - продукт окисления молибденита и реже как первичный минерал. Цвет повелита варьирует от белого до серого, плотность (4,35?4,52) г/см3, твердость по минералогической шкале 3,5.

Повелит легко растворяется в соляной кислоте, чем пользуются в химическом анализе для раздельного определения окисленного и сульфидного молибдена.

Молибдит (ферримолибдит) - Fe2(MOO4)3•NH2O (n=7?8) - имеет лимонно-желтый цвет. Встречается в зонах окисления молибденитовых руд в участках с повышенным содержанием оксидов железа. Плотность минерала 4,5 г/см3. Молибдит и молибденсодержащие оксиды железа представляют интерес как источник молибдена при разработке месторождений с развитыми зонами окисления.

Основное количество молибдена добывают в настоящее время из эндогенных месторождений гидротермального происхождения. С точки зрения задач обогащения можно ограничиться подразделением молибденовых руд на следующие три группы.

Скарновые рудные залежи. В месторождениях этого типа молибденит часто вместе с шеелитом, молибдо-шеелитом и некоторыми сульфидами залегает в кварцевых жилах, заполняющих трещины в скарнах. Нерудные минералы - кальцит, кварц, флюорит, гранат и др.

Простые (монометаллические) кварцево-молибденитовые руды. Молибденит залегает в кварцевых жилах небольшой мощности. Содержание других сульфидов незначительное. Руды обычно богаче по содержанию молибдена по сравнению с месторождениями других типов, но их доля в общей добыче молибдена невелика.

Штокверковые руды занимают преобладающее место в запасах и добыче молибдена. В рудах преобладают кварц-молибденитовые и кварц-сульфидные прожилки. В некоторых рудах содержание меди невелико, в других превалирует медь, а содержание молибдена незначительное.

Для месторождений, в которых молибденит ассоциируется с сульфидами меди, характерно повышенное содержание рения в молибденитовых концентратах.

В рудах всех типов в той или иной мере могут быть развиты зоны окисления, содержащие вторичные минералы: повелит, ферримолибдит, молибденсодержащие оксиды железа. На отдельных участках руды могут быть чисто окисленными или смешанными. Типичный пример - Сорское месторождение в Хакассии, где в зоне окисления, простирающейся на глубину (25?50) м, находятся чисто окисленные и смешанные руды [2].

В данном курсовом проекте рассмотрены различные способы переработки молибденитового концентрата и выбран самый подходящий вариант для переработки в условиях Сорского месторождения медно-молибденовых руд.

Так же подобрана технология получения триоксида молибдена, произведены все необходимые расчеты, выбрано основное и вспомогательное оборудование и разработан план цеха.

1. Коровин, С.С. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. В 3 кн. Кн. 2. Учебник для вузов / Коровин С.С., Дробот Д.В., Федоров П.И. - М.: МИСИС, 1999. - 464 с.

2. Зеликман, А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. Учебник для вузов / Зеликман А.Н. - М.: Металлургия, 1986. - 440 с.

3. Козырев В.Б., Ковалев Н.В., Ли О.В. Технологическая инструкция производства ферромолибдена. ООО «Сорский ФМЗ», 2005. - 29 с.

4. Михнев, А.Д. Расчеты технологических процессов в металлургии тугоплавких редких металлов: учеб. пособие / А.Д. Михнев, Л.П. Колмакова, О.Н. Ковтун. - ГОУ ВПО «Гос. ун-т цвет. металлов и золота». - Красноярск, 2006. - 164 с.

5. Полькин, С.И. Обогащение руд цветных и редких металлов / Полькин С.И., Адамов Э.В. - М.: Недра, 1975. - 461 с.

6. Основы обогащения полезных ископаемых. В 2 т. Т. 1. Обогатительные процессы. Учебник для вузов / Авдохин В.М. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. -417 с.

7. Гордон, Г.М. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии / Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. - М.: Металлургия, 1977. - 456 с.

Размещено на