一种钼粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钼粉及其制备方法，包括如下步骤：步骤1，向二氧化钼粉中加入占二氧化钼质量的0～10％的水，得到含水二氧化钼粉；步骤2，在氢气气氛下，将含水二氧化钼粉逐渐加入至950℃

【技术实现步骤摘要】
一种钼粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，涉及一种钼粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]在钼金属加工形变过程中，钼加工工艺参数、质量主要取决于钼烧结坯的密度、硬度、晶粒数大小和金属间隙杂质元素等，而钼烧结坯的密度、硬度、晶粒数和间隙杂质元素主要由钼粉的费氏粒度、粒度分布、比表面积、钼粉形貌和间隙元素氧含量的大小决定，钼粉主要通过高纯氧化钼氢还原制备成，所以氧含量的大小是钼加工过程影响最主要的间隙杂质。
[0003]目前，国内钼粉制备最主要的方法是高纯三氧化钼，通过高纯氢气两次还原法制备。工艺流程为第一次还原为在350～650℃之间，在氢气条件下，三氧化钼被还原成二氧化钼；第二次还原为在650℃以上之间，在氢气条件下，二氧化钼被还原成钼粉，反应如下：
[0004]MoO
3(s)
+H
2(g)
→
MoO
2(s)
+H2O
(g)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0005]MoO
2(s)
+2H2→
Mo
(s)
+2H2O
(g)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0006]由于钼粉是二氧化钼被氢气直接还原成钼粉，为了方程式(1)、(2)反应完全和反应过程操作过程安全，氢气用量比实际用量要多10倍以上，这样使方程(1)、(2)反应是在氢气绝对过量情况下进行，反应生成的水蒸汽快速随氢气排除，尤其使式(2)反应随着温度逐步升高，反应速度也在增大，致使式(2)反应只能正向进行反应，逆向反应相对于正向反应的影响几乎可以忽略不计，打破了钼粉还原过程中钼粉晶核生成、长大的逆向反应条件，使二氧化钼氢气还原钼粉生成大量晶核，这些晶核不能长大，最终形成钼粉的团聚体，恶化、破坏了钼粉晶粒的长大和钼粉颗粒分布范围，造成钼粉颗粒易团聚、结块，而团聚的钼粉在烧结时不利于气体的排出，从而影响烧结密度，不利于后期的烧结成型。

技术实现思路

[0007]为解决上述现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种钼粉及其制备方法，消除二氧化钼在强还原气氛下还原时钼粉晶核大量快速形成导致的钼粉聚体的大量出现及对钼粉颗粒长大的影响，对钼粉粒度分布进行有效控制，使钼粉的形貌和粒度分布更有利于成型和烧结过程。
[0008]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]一种钼粉制备方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1，向二氧化钼粉中加入占二氧化钼质量的0～10％的水，得到含水二氧化钼粉；
[0011]步骤2，在氢气气氛下，将含水二氧化钼粉逐渐加热至950℃
‑
1050℃，得到还原钼粉。
[0012]优选的，步骤1中，水的加入量为二氧化钼质量的5％～8％。
[0013]优选的，步骤1中，采用雾化法向二氧化钼粉中喷入水。
[0014]优选的，步骤1中，所述二氧化钼粉的制备方法为：以二钼酸铵焙烧的三氧化钼为初始原料，经氢气还原得到，采用的氢气露点为+35℃至+45℃。
[0015]优选的，步骤1中，二氧化钼粉的比表面积为0.20～0.25m2/g。
[0016]优选的，步骤2具体为：以还原炉管为反应器，还原炉管自一端至另一端温度逐渐升高，还原炉管低温端温度为650℃，还原炉管高温端温度为950℃
‑
1050℃；向还原炉管中通入氢气，将含水二氧化钼粉加入还原炉管低温端并逐渐向还原炉管高温端移动，还原炉管高温端所得产物为还原钼粉。
[0017]优选的，二氧化钼粉在还原炉管中停留的时间为7小时。
[0018]优选的，步骤2中，还原钼粉过200目筛，得到钼粉。
[0019]进一步的，所得钼粉比表面积为0.15～0.32m2/g，费氏平均粒度2.5～4.5um。
[0020]采用所述制备方法得到的钼粉。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0022]本专利技术钼粉制备方法，将原料温度最高升温至950℃
‑
1050℃。根据研究发现，920℃为钼粉晶相转变温度，当还原过程温度小于920℃，还原制备的钼粉形貌继承了先驱体二氧化钼的形貌，为单斜四方体晶型，当钼粉还原过程温度大于920℃时，氢气还原制备的钼粉形貌呈椭球形，当钼粉还原过程温度在920℃，氢气还原制备的钼粉形貌呈椭球形，但还有极少部分未完全转化为椭球形的四方体柱状晶型。在工业生产实践中发现，椭球形的钼粉相对于其他两种形貌的钼粉在压型、烧结中效果更好，因此，本专利技术将还原的最高温度设定为950℃
‑
1050℃，从而能得到形貌为椭球形的钼粉，便于后续加工成型。另一方面，在二氧化钼还原过程中，为了保证对钼晶核生成速率的控制，采用雾化法均匀喷入部分水，从而确保在二氧化钼氢气还原的强还原气氛下，也具有足够的氧化能力，使式(2)反应的逆向反应能在一定程度上进行，从而使钼粉晶核生成速率得以控制，消除二氧化钼在强还原气氛下还原时钼粉晶核大量、快速形成导致的钼粉中团聚体的大量出现及对钼粉颗粒长大的影响，同时也对钼粉粒度分布进行有效控制，得到的钼粉没有团聚体，烧结时有利于气体的排出，因此所得钼粉的形貌和粒度分布更有利于成型和烧结过程。
[0023]进一步的，在三氧化钼还原过程中，采用露点高的氢气，可以使式(1)反应的逆向反应能在一定程度上进行，还原得到的二氧化钼没有团聚现象。
附图说明
[0024]图1为热重分析仪(TGA)中为MoO3先驱体在氢气条件下还原二氧化钼的SEM；a为实验1得到的MoO2晶核团聚体；b为实验2得到的MoO2；
[0025]图2为热重分析仪(TGA)中MoO2氢气还原过程生成得钼粉的SEM；a为实验3小于920℃制备的钼粉形貌；b为实验4大于920℃制备的钼粉形貌；c为实验5在920℃制备的钼粉形貌；
[0026]图3实施例1制备的钼粉的SEM；
[0027]图4实施例2制备的钼粉的SEM；
[0028]图5实施例3制备的钼粉的SEM。
具体实施方式
[0029]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行描述，这些描述只是进一步解释本专利技术的特征和优点，并非用于限制本专利技术的权利要求。
[0030]为了寻找、解决钼粉生成过程对钼粉颗粒形貌、大小、粒度分布范围的工艺控制方法和工艺参数，本专利技术在热重分析仪上模拟工业生产过程以寻找有效、简单、易操作的方法。
[0031]热重分析仪实验过程如下：
[0032]实验1
[0033]将以二钼酸铵为初始原料分解制备的高纯三氧化钼加入热重分析仪，通入露点为
‑
60℃的氢气，逐渐升温至550℃，在350℃
‑
550℃下三氧化钼还原为二氧化钼粉，SEM如图1a所示。
[0034]实验2
[0035]将以二钼酸铵为初始原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钼粉制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，向二氧化钼粉中加入占二氧化钼质量的0～10％的水，得到含水二氧化钼粉；步骤2，在氢气气氛下，将含水二氧化钼粉逐渐加热至950℃
‑
1050℃，得到还原钼粉。2.根据权利要求1所述的钼粉制备方法，其特征在于，步骤1中，水的加入量为二氧化钼质量的5％～8％。3.根据权利要求1所述的钼粉制备方法，其特征在于，步骤1中，采用雾化法向二氧化钼粉中喷入水。4.根据权利要求1所述的钼粉制备方法，其特征在于，步骤1中，所述二氧化钼粉的制备方法为：以二钼酸铵焙烧的三氧化钼为初始原料，经氢气还原得到，采用的氢气露点为+35℃至+45℃。5.根据权利要求1所述的钼粉制备方法，其特征在于，步骤1中，二氧化钼粉的比表面积为0.20～0.25m2/g。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳富强，马健，黄立峰，高峰，苗彬，
申请(专利权)人：金堆城钼业光明山东股份有限公司，
类型：发明
国别省市：