Краткие теоретические сведения. К основным способам переработки сульфидных молибденовых концентратов относятся: обжиг концентрата с последующим получением ферромолибдена методами
К основным способам переработки сульфидных молибденовых концентратов относятся: обжиг концентрата с последующим получением ферромолибдена методами силикотермии, восстановлением с углеродом и алюмотермией; обжиг с последующим выщелачиванием различными растворителями, например аммиаком, растворами гидроксидов, карбонатов щелочных металлов; обжиг с подшихтовкой извести или железной окалины с получением молибдата кальция или молибдата железа для последующего получения ферромолибдена; обжиг с возгонкой триоксида молибдена; спекание с содой, а также с сульфидом или сульфатом натрия совместно с углем и последующим водным выщелачиванием, осаждением трисульфида молибдена; хлоридовозгонка совместно с хлоридом натрия или прямое хлорирование (применяется к полиметаллическим рудам, содержащим молибден); гидрометаллургические способы: автоклавный, с использованием азотной кислоты при повышенном давлении и температуре, или использование кислорода, а также с применением гипохлоритов щелочных металлов при обычных температурах и давлении.
Основная цель окислительного обжига молибденитовых концентратов водится к переводу молибдена из сульфидной формы МоS2 в оксидную МоО3 по реакции:
МоS2 + 3,5О2 = МоО3 + 2SО2
Влияние температуры на 
этой реакции описывается уравнением:
= -265680 – 8,125∙Т∙lgT + 83,25∙Т (27)
При 5000С единственным продуктом окисления является МоО3. При 6000С взаимодействие между МоS2 и О2 происходит следующим образом:
МоS2 + 3,5О2 = МоО3 + 2SО2
МоS2 + 6МоО3 = 7МоО2 + 2SО2
МоО2 + 0,5О2 = МоО3
При 4000С видимый фронт реакции отсутствует. Каждое зерно минерала покрыто оксидной пленкой. Окисление происходит во всей массе образца.
Процесс окисления МоS2 проводят в печи кипящего слоя при 6000С и оканчивается в течение 10-12 минут. «Кажущаяся» энергия активации процесса составляет 43ккал/моль, что указывает на протекание процесса в кинетической области.
При 4000С окисление МоS2 протекает в диффузионной области в связи с образованием малой оболочки МоО3 на зерне МоS2.
При обжиге молибденовых концентратов температура в печах не должна превышать 6000С по причине возгонки легколетучей МоО3. Давление пара над жидкой МоО3 (Тпл=7950С) описывается уравнением:
lgP = 8,26 – 7685 / T (мм.рт.ст.) (28)
Оно при 8000С составляет 12,6 мм.рт.ст., 9000С - 51,3 мм.рт.ст., 10000С – 167,5 мм.рт.ст. и при 11550С - 760 мм.рт.ст.
Одновременно с сульфидом молибдена при обжиге окисляются сульфиды других присутствующих в концентратах металлов с образованием соответствующих оксидов и частично сульфатов.
При обжиге молибденовых концентратов может образоваться ряд других молибденсодержащих химических соединений: оксид молибдена (IV) МоО2, молибдаты СаМоО4, СuМоО4, FeМоО4 и др. Чем чище исходные концентраты, (т.е. чем меньше они содержат примесей), тем меньше вероятность образования молибдатов.
Молибдаты образуются по реакциям:
МеО + МоО3 = МеМоО4
MeSO4 + МоО3 = МеМоО4 + SO3 (SO2, O2)
MeCO3 + МоО3 = МеМоО4 + CO2
СаМоО4 образуется по реакции:
СаО + МоО3 = СаМоО4
этой реакции описывается уравнением:
= 250 – 39,8Т (ккал) (29)
Т.е. уже при 300К реакции равно -11690кал.
Реакция протекает интенсивно при 550-6000С и лимитируется диффузионными сопротивлениями, обусловленной плотной оболочкой СаМоО4 на поверхности СаСО3.
MgМоО4 образуется по реакциям:
MgО + МоО3 = MgМоО4 ( 
)
MgСО3 + МоО3 = MgМоО4 + СО2 ( 
)
FeМоО4 образуется по реакции:
FeО + МоО3 = FeМоО4 при 500-7000С
СuМоО4 образуется при взаимодействии СuО и CuSO4 с МоО3 в температурном интервале 300-7000С. Причем возможно образование различающихся при плавлении 2-х молибдатов:
3СuО ∙ 2МоО4 (Тпл=8500С) и СuО ∙ МоО4 (Тпл=8700С).
ZnMoO4 образуется при 600-7000С из ZnО и MoO3. Он конгруэнтно плавится при 9900С.
PbMoO4 образуется при Т > 5500С по реакции:
PbSO4 + МоО3 = PbМоО4 + SO2,
который плавится при 10630С без разложения.
Спутник молибдена в молибденовых концентратах является рений: рений при обжиге окисляется до Re2O7, который кипит при температуре 3630С.
Степень десульфуризации при обжиге молибденитовых концентратов или остаточное содержание серы в огарке определяется требованиями последующей его переработки, а также методом и режимом проведения процесса. Если огарок предназначен для выплавки ферромолибдена, то при обжиге необходимо, как можно полнее удалить серу без существенной возгонки МоО3, так как сера загрязняет сталь и чугун.
Для обжига молибденовых концентратов применяют малопроизводительные многоподовые обжиговые печи и печи кипящего слоя. 12- и 16-подовые печи, позволяют выдерживать необходимую температуру в пределах 580-5900С и высокую степень десульфуризации.
Однако они малопроизводят, в цветной металлургии молибденовые концентраты преимущественно обжигают в печах КС.
Молибденовый концентрат, поступающий на переработку, содержит 75-95% сульфида молибдена, а также рения и сульфиды сопутствующих металлов меди, железа, цинка, свинца и нерудные примеси: оксиды кремния, алюминия, карбонаты кальция, магния. В молибденовом концентрате молибдена содержание составляет 45-55%, серы 30-35%. Обжиг необходим для удаления всей серы. Сульфатная и сульфидная серы, присутствующая в обожженном концентрате также недопустима, так как легко растворяется и загрязняет растворы, получаемые при дальнейшей гидрометаллургической обработке огарков. При создании окислительной атмосферы в печи необходимо выжечь из концентрата весь свободный углерод, масла и флотореагенты. Из флотореагентов особенно необходимо удаление коллекторов, покрывающих сульфиды и оксиды пленкой, делающей их гидрофобными. Уменьшение смачиваемости концентрата приводит к снижению извлечения молибдена в раствор при гидрометаллургической переработке.
Существующие отечественные и зарубежные технологии окислительного обжига с выделением в газовую фазу сернистого газа, молибденового концентрата позволяют получать SO2 содержащие газы. При этом в газ переходит более половины рения и частично молибдена в виде МоО3.
Оборудование, приборы и технические средства:
Установка для обжига сульфидного молибденового концентрата Химическая посуда
Аналитические весы
Описание установки
При проведении лабораторных опытов, нами использована установка, схема которой приведена на рисунке 11. Установка состояла из системы подачи воздуха, трубчатой печи с карборундовыми нагревателями, системы контроля и регулирования температуры. При проведении опытов воздух компрессором (8) подавался в печь через реометр (7). Нагрев электропечи проводили при помощи трансформатора РНО-250 (2). Контроль температуры процесса проводили термопарой типа ПП-1, помещенной в кварцевый чехол (5). В качестве вторичного прибора использовали потенциометр КСП-4 (6).