钼铁
钼铁合金发现历史性质和用途钼精矿钼精矿氧化焙烧冶炼原料钼铁熔炼炉钼铁生产工艺 价格
中文名称 | 钼铁 |
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中文同义词 | 钼铁 |
英文名称 | Ferromolybdenum |
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分子量 | 0 |
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相关类别 | |
Mol文件 | Mol File |
结构式 |
钼铁 性质
钼铁 用途与合成方法
钼铁合金
钼铁是指含钼量在55.0%至75.0%范围内的钼与铁互熔形成的合金。钼铁标准要求含钼量55%以上,实际生产大多数含钼60%左右。它主要用于炼钢作钼元素加入剂。因钼能降低钢的共晶分解温度,扩大钢的淬火温度范围,从而影响钢的淬火硬化深度。钼经常与其它元素如铬、镍、钡等配合使用。使钢具有均匀的细晶组织,提高钢的强度、弹性限度、抗磨性及冲击强度等性能。钼广泛用于炼制结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢和磁钢等一系列钢种。另外,钼应用在合金铸铁上,使灰口铁晶粒变小,并能改进灰口铁在高温下的性能,提高其耐磨性。
钼铁矿石
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发现历史
1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)发现钼。1894年钼首次用于装甲钢板生产。根据A.库塔涅(A.Coutagne)的报导1900年法国首先制得钼铁。1910年发现含钼钢具有特殊性能。1930年前是在电炉内用碳还原辉钼矿,加石灰作熔剂生产钼铁。该法为了脱硫和脱碳须经多次精炼,致使钼的回收率降低。后来改为将硫化钼先氧化成氧化钼,再用金属热还原法将氧化钼还原成钼铁。中国钼矿发现于清末。第一次世界大战前夕开始开采,已建成的生产基地有杨家杖子、金堆城、小寺沟、宝山、栾川等。1956年吉林铁合金厂开始生产钼铁。
性质和用途
钼的原子量为95.94。外层电子结构为4d55s1,熔点为2615℃,沸点为4610℃,密度(20℃)为10.2g/cm3。钼与铁的二元相图见图1。钼与铁形成α与γ两种固溶体和两个金属间化合物ε(Fe7Mo6)和σ(FeMo)相。工业钼铁含有约60%Mo,熔化温度为1800~1900℃;密度约9.0g/cm3。
钼铁是一种铁合金,由辉钼矿或经过焙烧的精钼矿在电炉中冶炼而得。主要用作冶炼磁钢、结构钢和高速钢的合金元素加入剂。我国生产的钼铁含钼55%左右。如果钢中只含少量钼,可采用钼酸钙作为元素加入剂,成本比钼铁低得多。
钼在钢中的作用可归纳为提高淬透性,提高热强性,防止回火脆性,提高剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性,并能防止点蚀倾向等。由于钼在钢中所产生的各种有益作用,在结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢(也称热强钢)、磁钢等一系列钢种中,得到了广泛的应用。在铸铁中钼对改善强度和韧性很有效,加入量为0.25%~1.25%时,对中等和较大断面的铸件也能形成珠光体基体组织。常用于轧辊和其他耐磨铸件。
图1:钼与铁的二元相图
钼精矿
有工业价值的钼矿物为辉钼矿(MoS2),在自然界它形成单一硫化钼矿床和与铜矿共生的铜钼矿床。钼矿石含有Mo0.2%~0.5%,要经选矿富集后,才能得到钼精矿。冶炼钼铁用钼精矿,要求含MOS2>75%,Pb<0.5%,Cu<0.5%,水分<4%。粒度通过80目。
钼精矿氧化焙烧
钼精矿的氧化焙烧是用多膛炉。一般为8~12层。钼精矿从炉顶加料孔加入炉子最上一层的边沿,由中心轴带动的机械耙将精矿推向炉子中心落入下一层。再由中心推向边沿落入下面一层。如此反复进行,直至从最底层的排料孔中卸出。钼精矿在炉内运动过程中,由上到下,最初水分被蒸发,浮选剂被烧掉,炉料被逐渐加热。在达到辉钼矿的着火点时被点燃。精矿中的硫被从炉门孔进入的空气中的氧氧化成二氧化硫,同时放出大量热。焙烧炉中各层的温度要严格控制在规定范围。炉内最高温度要控制在680℃以下,以避免MoO3大量升华而造成钼的损失。在炉子下面的2~3层,装有煤气(或燃油)喷嘴,以维持焙烧温度,使脱硫反应继续进行。8层焙烧炉焙烧钼精矿控制的温度范围和钼精矿含硫量的变化如下:
焙烧得到的钼焙砂含硫<0.10%。焙烧炉产生的烟气含SO2约0.6%~1.0%。烟气经曲折的烟道,将其中的大颗粒粉尘沉降除去后,再进入电除尘器回收烟尘后排放。除尘系统得到的粉尘返回焙烧炉。直径5300mm的8层焙烧炉,每昼夜产钼焙砂约13吨。焙烧过程钼的回收率约98%,硫去除率达99.5%。生产1t钼焙砂(含Mo45%)需要1.016t钼精矿(含Mo45%)。单膛反射炉和回转窑(内热式或外热式)均可用作焙烧小量钼精矿的设备,但铝的回收率较低。
冶炼原料
用硅铁还原钼焙砂生产钼铁。反应热不能满足工艺要求,需要添加部分铝与硝石补充反应热量。因硝石反应产生氧化氮污染环境,也可以调整铝与铁矿的配比来补充热量。对原料的要求如下:
(1)钼焙砂要求S<0.10%、Cu<0.6 %、Pb<0.5%。实际成分为:Mo48. 5%~52%,S0. 04%~0.07%,P0.01%~0.02%,Cu0. 1%~0.5%,Pb0.2%~0.5%,FeO3%~5%,SiO28%~14%,CaO2%~4.5%。钼总量中的5%~10%是以MoO2形式存在,计算反应热量时应考虑。粒度