净化液钾含量与钼酸铵产品钾含量规律之浅谈

崔 杰

(金堆城钼业股份有限公司化学分公司,陕西渭南 714000)

0 前言

近年来,不同客户对钼酸铵产品中 K含量的要求越来越多,范围愈来愈窄。大致可分为低钾产品(K≤40 mg/kg)和高钾 (K≥80 mg/kg)产品。因此,产品 K含量的多少对于产品的品质影响作用亦愈来愈大。

实际生产中,氨浸工序作为生产钼酸铵产品中的第 2道工序,起到承上启下的作用。因此氨浸净化液的品质对产品质量影响至关重要。而净化液中K含量这一指标对后续生产出的产品 K含量的影响呈现一定的规律性。所以,研究探讨这一规律对实现产品 K含量可控性,提高产品质量有积极的推进作用。

1 生产工艺流程

钼酸铵的生产工艺过程是：对原料钼焙砂加入一定量的硝酸进行酸盐预处理,除去钼焙砂中大部分杂质后的滤饼,再用液氨进行氨浸,形成的氨浸液再经过净化、配置、过滤处理后,经酸沉用硝酸进行中和结晶析出四钼酸铵,然后烘干、筛分、成批包装形成四钼酸铵产品。

其过程中涉及的主要化学反应方程式如下：

(1)酸洗

MoS2+6HNO3→H2MoO4+2H2SO4+6NO↑

MeMoO4+2HNO3→H2MoO4+Me(NO3)2

(Me为 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Ni+、Fe2+等各种杂质离子)

(2)氨浸

MoO3+2NH4OH=(NH4)MoO4+H2O

H2MoO4+2NH4OH=(NH4)MoO4+2H2O

MeMoO4+6NH4OH=[Me(NH3)4](OH)2+ (NH4)2MoO4+4H2O

(Me代表 Cu2+、Ni+、Zn2+、Fe2+等离子)

(3)酸沉

4(NH4)2MoO4+6HNO3→ (NH4)2O·4MoO3+2NH4NO3+3H2O

上述工艺流程简图如图 1所示。

2 对钼酸铵生产过程中的净化液 K含量与产品 K含量规律分析

2.1 K的流向

K的流向如图 2所示。

2.2 净化液 K含量与产品 K含量关系分析方法

在这个流程中主要设置以下几个监测点进行监测,监测点见工艺流程图 1。分别为：①净化液,②成品。在监测点①上分 4组情况进行实验,对各个监测点样品进行 K含量测试,为充分保证各数据的准确性和代表性,监测点上每组各取样 3个,分别求其平均值。

图 1 钼酸铵工艺流程

图2 K的流向图

2.3 结果分析

在对数据的分析过程中引入斜率的概念进行描述。即产品中 K含量的高低随着净化液中 K含量的高低呈现一定的规律性。设成品四钼酸铵的 K含量为 yk+,净化液中 K含量为 xk+,常数为 b,则有

yk+=axk++b(xk+＞0)

2.3.1 实验数据统计及分析

第1组：钼酸净化液

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第 2组：高 K净化液(原料 K含量高和酸洗加酸量少时)

序号 净化液K/(mg·L-1)成品/(mg·L-1)平均值K/(mg·L-1) 1 140 2 150 3 170 84 86 80 84 88 82 88 94 90 83.3 84.6 90.6

第 3组：配比液(钼酸净化液和氧化钼净化液)

序号 净化液K/(mg·L-1)成品/(mg·L-1)平均值K/(mg·L-1) 1 52 2 66 3 72 28 26 32 28 30 34 34 34 38 28.6 30.6 35.3

第4组：正常氧化钼净化液

序号 净化液K/(mg·L-1)成品/(mg·L-1)平均值K/(mg·L-1) 1 76 2 80 3 86 34 36 38 48 46 42 48 46 46 36 45.3 46.6

由以上数据绘图,见图 3。

图 3 净化液中 K含量与产品 K含量规律趋势图

净化液的几种情况说明：

(1)若净化液中不含 K离子,可以知道,经酸沉用硝酸中和结晶析出四钼酸铵,也将不会含有 K。即

当 xk+=0时,yk+=0。所以,b=0。因此, yk+=axk+

(2)净化液以钼酸为原料时,从第 1组数据可以看出,当净化液 K含量较低时做出的产品中 K含量也很低。但是存在一些问题：一是这种产品在烘干过程中容易形成板结,筛分困难；二是产品的颜色为浅黄色,不符合标准MSA-1要求。所以,直接用钼酸净化液做产品有缺点。因此,在做出合格产品的基础上,通过钼酸净化液和正常氧化钼净化液的配比来有效利用这部分资源,同时还可以适当调节产品的 K含量。这也是第 2组实验的来由。

图 3中的直线表明两者之间 K含量的走向趋势。其中：横坐标为净化液 K含量,纵坐标为产品K含量。

实际数据点连成曲线的原因分析：主要是由于检测时的仪器误差,采样的不均匀性导致 K含量有一定的误差,误差范围：(0～9)mg/kg。去除各种干扰因素的影响,可以推出理想状态下,两者之间应遵循 y=ax(a=0.546 8)这条直线规律。

3 结论

(1)从氨浸净化液测 K来预测判断产品中 K含量这一规律,对于为生产出所要控制范围内的 K含量产品,可起到事前预知的作用。进而为进一步稳定工艺的平稳性,提高产品的一次成品率提供有效的帮助。从而更好地满足客户对不同 K含量产品的需求。

(2)钼酸也是工艺生产线上一个产物,它的来源有：二次酸沉以及酸沉后母液的沉积。钼酸可做净化液来调节 K离子而不影响产品品质得到很好的利用,对于工艺流畅,缓解母液池压力,节省成本起到积极的作用。

[1] 向铁根.钼冶金[M].长沙：中南大学出版社,2002.5.

[2] 姚玉英.化工原理 [M].天津：天津大学出版社, 2003.10.