[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備納米三氧化鉬的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210057610.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102603005A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙龍飛;趙維保;趙維根
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 洛陽(yáng)開(kāi)拓者投資管理有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01G39/02
• 分類(lèi)號(hào): C01G39/02;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種以純?nèi)趸f為原料制備納米三氧化鉬的方法。

背景技術(shù)

三氧化鉬是鉬冶金中最重要的中間體，大多數(shù)鉬的化合物都是直接或間接以它為原料制得的，三氧化鉬在催化劑、顯示裝置、傳感器、電機(jī)電池等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

工業(yè)上一般用鍛燒鉬酸銨的方法制取三氧化鉬，隨著材料科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，該方法制得的三氧化鉬由于顆粒粗、呈團(tuán)聚狀態(tài)而不能滿(mǎn)足特殊使用要求，如郭光華等在CN102198958中公開(kāi)了一種石油加氫精制催化劑用高純?nèi)趸f的制備方法，將四鉬酸銨干燥、過(guò)篩后送入回轉(zhuǎn)管電爐進(jìn)行焙燒，一次成品率達(dá)98.5%。

由于三氧化鉬在較低的溫度下即具有顯著的蒸汽壓，所以可以用升華法對(duì)三氧化鉬進(jìn)行凈化，在升華的操作條件下，通常與之共生的雜質(zhì)或不具有揮發(fā)性（如硅酸鹽等）或不能冷凝而被除去。

目前，工業(yè)上升華法生產(chǎn)純?nèi)趸f的主要原料為工業(yè)氧化鉬即鉬焙砂，根據(jù)鉬焙砂中氧化鉬熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低，在溫度低于其熔點(diǎn)795℃時(shí)開(kāi)始升華，以三聚合氧化鉬的形態(tài)進(jìn)入氣相，三氧化鉬蒸氣連同空氣一同進(jìn)入收塵風(fēng)罩中并在抽力作用下進(jìn)入布袋收集，而大多數(shù)雜質(zhì)化合物因熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高很多留在固相中，升華在旋轉(zhuǎn)電爐中進(jìn)行，升華溫度一般控制在900～1100℃，制取的三氧化鉬一般純度可達(dá)到MoO₃?99.8%（張啟修，趙秦生主編，《鎢鉬冶金》，2005年9月）；南韓研究人員發(fā)明一種新型升華爐，該爐比帶旋轉(zhuǎn)爐底的升華爐生產(chǎn)能力大，能耗低（張文鉦，氧化鉬研發(fā)進(jìn)展，《中國(guó)鉬業(yè)》，2006年第1期）；US4551313公開(kāi)了一種含成渣成分（硅、鋁及重金屬）的三氧化鉬的快速升華方法，第一步：通過(guò)氣動(dòng)懸浮流輸送的氧化鉬顆粒、通過(guò)噴嘴輸送的燃料和含氧氣體混合流進(jìn)入一個(gè)封閉爐腔內(nèi)，燃料氣體混合物點(diǎn)燃產(chǎn)生溫度在1600士200℃～1800℃的足以使三氧化鉬升華、融化成渣成分的火焰，收集爐腔內(nèi)的液態(tài)渣，第二步：將產(chǎn)生的包括升華的三氧化鉬在內(nèi)的氣體和懸浮固體通過(guò)上述爐腔進(jìn)入一冷凝室，冷凝室的溫度（850～950℃）高于升華的三氧化鉬的冷凝溫度、低于揮發(fā)性金屬雜質(zhì)的揮發(fā)溫度，然后冷凝（150～500℃）、收集固態(tài)三氧化鉬，分離廢氣，從而實(shí)現(xiàn)三氧化鉬和雜質(zhì)的分離，結(jié)果顯示，混入渣中的鉬低于1%，得到產(chǎn)品三氧化鉬純度達(dá)MoO₃?99.95%。

盡管采用上述這些方法可以獲得較高純度的三氧化鉬，但仍然存在下述幾個(gè)問(wèn)題：1、鉬回收率明顯低于75%，抵消了產(chǎn)品純度提高帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)；2、由于往爐內(nèi)通入大量空氣流，大部分熱量不是用來(lái)升華產(chǎn)品，而是被用來(lái)提高引入空氣的溫度；3、制得的產(chǎn)品三氧化鉬平均粒度在微米級(jí)，不能滿(mǎn)足材料科學(xué)等領(lǐng)域的特定要求。

已有研究發(fā)現(xiàn)，具有各向異性的納米三氧化鉬，更顯示出其特殊的催化性能，可廣泛用作催化劑，常規(guī)升華法采用收塵風(fēng)罩及布袋收集三氧化鉬，因粒子聚凝僅得到微米級(jí)產(chǎn)品，為了制取納米三氧化鉬，必須將升華的三氧化鉬氣體急驟冷卻，防止三氧化鉬粒子聚凝或團(tuán)聚，從而得到納米級(jí)產(chǎn)品。

US6468497公開(kāi)了一種納米三氧化鉬的生產(chǎn)方法，將工業(yè)氧化鉬采用升華-驟冷法生產(chǎn)出納米三氧化鉬，生產(chǎn)工藝如下:?將粒度大約24～260μm的工業(yè)氧化鉬粉體（通常由三氧化鉬和二氧化鉬組成）經(jīng)可控螺旋運(yùn)輸機(jī)送入升華爐中，經(jīng)入口鼓入空氣使二氧化鉬氧化為三氧化鉬，升華爐用電力加熱，用熱電偶檢測(cè)爐內(nèi)溫度，當(dāng)爐溫達(dá)到1100℃時(shí)，三氧化鉬開(kāi)始升華并沉積在似膜狀進(jìn)料管中；已升華的納米三氧化鉬用液氮流驟冷，進(jìn)入料斗，然后流入過(guò)濾器，經(jīng)風(fēng)機(jī)吸出冷氣，納米三氧化鉬產(chǎn)品經(jīng)漏斗排出，反應(yīng)升華溫度為1093～1260℃，升華爐的作業(yè)時(shí)間為120min，可產(chǎn)出約長(zhǎng)100?nm、寬25?nm、高20?nm的呈條狀納米級(jí)三氧化鉬。

上述方法雖然可以制得納米級(jí)產(chǎn)品，但存在的問(wèn)題在于：升華時(shí)間長(zhǎng)，一般在120min以上，不能進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)。