СодержаниеВведение. 2
Глава 1. Литературный обзор. 3
Глава 2. Свойства молибдена и его соединений. 7
2.1. История открытия элемента 7
2.2. Физические свойства молибдена 8
2.3. Природные соединения молибдена 9
2.4. Электронная структура атома, его расположение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева 11
2.5. Химические свойства молибдена, его оксидов и гидроксидов 14
2.5.1. С водородом. 16
2.5.2. С галогенами. 16
2.5.3. С серой. 19
2.5.4. С азотом. 20
2.5.5. С углеродом. 20
2.5.6. С кислородом. 21
2.6. Биологическая роль молибдена 23
2.7. Применение молибдена 25
2.8. Экологическое влияние отходов молибденовой промышленности. 28
Глава 3. Методы и методики получения молибдена и его соединений. 30
3.1. Основы технологии переработки молибденовых руд. 30
3.2. Получение парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24 × 4H2O 31
3.3. Получение молибденовой кислоты Н2МоО4 или молибдата кальция СаМоО4 36
3.4. Возгонка из огарков МоО3 38
3.5. Получение гетерополикислот. 39
3.6. Другие методы получения соединений молибдена. 40
Глава 4. Извлечение молибдена из отработанных руд методом экстракции 47
Выводы. 50
Список использованной литературы. 51ВведениеВведение.
Согласно современных данных при переработке молибденовых руд процент потерь молибдена составляет около 30 - 40 %, что для современного производства является очень высоким показателем. Поэтому перед современной химической промышленностью стоит задача разработать методы и пути переработки отходов производства молибдена с целью повышения его выхода.
Актуальность темы: работа должна способствовать утилизации отходов, вторичная переработке отходов производства молибдена
Цель работы: определить основные способы переработки отходов производства молибдена.
Задачи: разработать пути совершенствования обработки молибденсодержащих отвалов и отходов с целью повышения выхода молибдена из сырья.
Объект: отходы после переработки молибденовых руд а также отвалы и шлаки после выделения молибденового ангидрида МоО3.
Предмет: предметом работы является рассмотрение основных методов переработки молибденовых руд и выделения из них молибденового концентрата в разном виде для дальнейшей переработки.
Глава 1. Литературный обзор.
Молибден находит широкое применение в современной технике, как в виде чистого металла, так и как компонент сплавов. Большие количества молибдена потребляет металлургия для получения легированных сталей и чугунов, жаропрочных и корозионностойких сплавов. В советском Союзе собственное производство молибдена было налажено в 1928 году. Широкое применение молибдена потребовало проведения широких научных исследование его свойств, методик получения его соединений из руд, получения чистого молибдена. Поэтому в печати вышло достаточно большое количество книг и монографий, которые рассматривали свойства молибдена, а также различные аспекты получения данного металла.
Использование минералов, содержащих молибден, история открытия данного элемента подробно рассмотрена Б. В. Некрасовым в [12]. Также в [12] дано обзор основных минералов, содержащих молибден. Более подробно минералогию молибдена рассмотрено в [20], где поведено полное описание всех минералов, которые содержат молибден. Также проведено анализ запасов молибденовых руд на основе территориального принципа, приведены приблизительные запасы молибденовых руд в различных странах, а также экономически обоснованные данные по их разработке. Рассмотрены причины разработки скарновых руд молибдена.
Свойства молибдена подробно рассмотрены К. А. Большаковым в [20]. Также основные свойства молибдена подробно рассмотрены в [22], а также различных справочниках, например [6], [16], где приведены не только основные физические свойства молибдена, но и свойства его основных соединений и различные константы, например комплексных соединений. Надо отметить некоторое несовпадение основных констант для молибдена взятых из различных источников. Поэтому при написании работы ориентировались, в основном, на данные, взятые из [22].
Химические свойства молибдена подробно рассмотрены многими авторами. Свойства молибдена довольно полно описаны К. А. Большаковым в [20]. Свойства комплексных соединений молибдена рассмотрены в [3] А. И. Бусевым, в монографии которого основной упор сделано на методы и способы выявления соединений молибдена в растворах и рудах, рассмотрены способы растворения соединений молибдена и перевода их в раствор. Биологическая роль молибдена и его соединений, их токсичность раскрыты в [22], где показано влияние молибдена и его соединений на процессы окисления ферментами различных веществ белковой природы. Показана также антираковая активность молибдена, приведены дневные нормы потребления молибдена в зависимости от возраста человека.
Переработка молибденовых руд и получение полуфабрикатов для изготовления металлического молибдена приведены в работах [8], [9], [14], [17], [20], [23]. Наиболее полно получение оксида молибдена МоО3 из молибденсодержащих руд показано в работе [8], [20]. В работе [8] А. Н. Зеликман и Б. Г. Коршунов показали получение оксида молибдена из молибденовых руд, также в работе [8] показано получение оксида молибдена из руд содержащих вольфрам. Технология гравитационного обогащения молибденовых руд описана в работе [2].
Наиболее полно технология получения полуфабрикатов молибдена и переработка молибденовых руд показана в работе [20]. В ней К. А. Большаков детально остановился на описании процессов протекающих при переработке молибденовых руд и получении оксида молибдена. Показана роль окислительного обжига молибденового концентрата для получения оксида молибдена. В работах [8], [20] рассмотрено получение различных соединений молибдена из огарков после обжига молибденового концентрата. В работе [20] детально рассмотрено получение различных соединений молибдена: парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24 × 4H2O, молибденовой кислоты Н2МоО4 или молибдата кальция СаМоО4, гетерополикислот молибдена. В работе [20] К. А. Большаков детально остановился на переработке отвалов и отходов молибденового производства с целью получения товарного молибдена. Согласно работы [20] отвалы от выщелачивания раствором NH3 огарков, полученных после обжига богатых молибденовых концентратов, могут содержать до 20 – 25% Мо в составе соединений, не разлагаемых раст¬ворами аммиака, - СаМоО4, MoO2, MoS2. в работе [20] К. А. Большаков рассматривает различные методы извлечения молибдена из отвалов, а именно при помощи спекания отвалов с содой и последующим выщелачиванием спекшейся массы во¬дой, при помощи выщелачивания растворами соды в автоклавах и обработ¬кой отвалов кислотами.
Наиболее интересен метод обработки отвалов кислотами, поскольку он позволяет проводить обработку отвалов, содержащих значительное количество соединений вольфрама. В работе [20] показано, что вольфрамат кальция соляной кислотой на холоду не разлагается, что позволяет частично разделять соединения воль¬фрама и молибдена. Поэтому солянокислая обработка рациональна, если в отвалах от аммиачного выщелачивания есть соединения вольфрама.
При переработке отвалов молибденового производства наиболее рациональным является использование процессов ионного обмена или экстракции, что позволяет не использовать сложной аппаратуры, высоких давлений и температур. Процессы экстракции молибдена из растворов рассмотрены в работах [11], [13]. В работе [11] Меркин Э. Н. на основе данных исследований рассмотрел возможность выделения некоторых металлов, среди которых был и молибден, органическими жирными кислотами. В работе рассмотрено влияние на экстракцию вида неорганического аниона, РН среды, растворителя и других условий экстракции.
Экстракция молибдена детально рассмотрена в работе [13]. Г. Ритчи и А. Эшбрук показали, что из анионообменных экстрагентов молибден достаточно успешно экстрагируется триоктиламином (C8H17)3N и аммониевым основанием – диалкилметилбензиламмоний хлоридом. Рассмотрена также экстракция молибдена трибутилфосфатом (C4H9)3PO4, метилизобутилкетоном C5H12CO, циклогексаноном (СН2)5СО и ацетофеноном СН3СОС6Н5. Экстрагирование молибдена дорганическими веществами с целью его выделения из отходов молибденового производства является наиболее рациональным способом получения молибдена.
Глава 2. Свойства молибдена и его соединений.
Рассмотрим основные физические и химические свойства молибдена, что поможет в дальнейшем объяснить его способы переработки и извлечения из руд.
2.1. История открытия элемента
Молибденит (дисульфид молибдена, MoS2) был известен древним грекам и римлянам с незапамятных времен [1, 12]. Этот свинцово-серый с металлическим блеском минерал (другое название – молибденовый блеск) сходен с галенитом (свинцовым блеском, PbS) и графитом. Мягкость минерала позволяла использовать его (вместе с графитом) как грифель для карандашей, поэтому долгое время молибденит путали с галенитом и графитом, хотя, в отличие от последнего, он оставлял на бумаге зеленовато-серый цвет. В средневековой Европе три минерала (PbS, MoS2 и графит) имели одно название – Molybdaena. История открытия элемента № 42 связана со Швецией. В 1758 шведский минералог и химик Аксель Фредерик Кронштедт (1722–1765) высказал предположение, что графит, галенит и молибденовый блеск три самостоятельных вещества [12]. Двадцать лет спустя, в 1778, химическим составом молибденита заинтересовался шведский химик Карл Вильгельм Шееле. Прокипятив его с концентрированной азотной кислотой, он получил белый осадок «особой белой земли», которую назвал молибденовой кислотой. Хотя во времена Шееле и не знали, что «земли» представляют собой оксиды металлов, уникальная химическая интуиция подсказывала ему, что металл можно получить прокаливанием молибденовой кислоты с углем. Экспериментальные трудности (у него не было подходящей печи) не позволили Шееле самостоятельно решить эту задачу и лишь в 1782 шведскому химику Петеру Якобу Гьельму, которому Шееле прислал образец молибденовой кислоты, удалось восстановить ее углем и получить королек металла (сильно загрязненного карбидами) [12, 17, 18]. После удачно проведенного опыта Шееле писал Гьельму: «Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом!». Относительно чистый металл удалось получить много лет спустя Йенсу-Якобу Берцелиусу в 1817 [18]. Совершенно чистый молибден, способный к ковке, получили лишь в начале 20 века [14].ЛитератураСписок использованной литературы.
1. Ахметов Н.С. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2001.
2. Берт Р.О. "Технология гравитационного обогащения" М.: Недра, 1990.
3. Бусев А. И. Аналитическая химия молибдена. М.: Издательство АН СССР, 1962, - 300с.
4. Васильев В. П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 2. Физико-химические методы анализа: Учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2002. - 384 с.
5. Глинка Н. Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1988. – 702 с.
6. Гороновский И. Т., Назаренко Ю. П., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по химии К.: Издательство АН СССР, 1962, 658 с.
7. Жарский И. М., Новиков И. Г. Физические методы исследования в неорганической химии. М.: Высшая школа, 1988, 271 с.
8. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов М.:Металлургия, 1991.
9. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. "Чистые химические вещества" М. 1974.
10. Крешков А. П., Ярославцев А. А. Курс аналитической химии. – М.: Химия, 1964. – 430 с.
11. Меркин Э.Н. "Экстракция металлов некоторыми органическими катионообменными реагентами" М., 1968.
12. Некрасов Б. В. "Основы общей химии" т.1 М.: Химия 1973.
13. Ритчи Г. М., Эшбрук А. В. Экстракция: принципы и применение в металлургии. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1983.
14. Рысс М.А. "Производство ферросплавов" М.: Металлургия, 1985.
15. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. В 2 т. Пер с англ. М.: Мир, 1979, - 438 с.
16. Справочник химика. В 3-х т. М.: Химия, 1966, 1070 с.
17. Степин Б.Д., Горштейн И.Г., Блюм Г.З., Курдюмов Г.М., Оглоблина И.П. "Методы получения особо чистых неорганических веществ" Л.: Химия, 1969.
18. Фигуровский Н.А. "История химии" М.: Просвещение 1979.
19. Физическая химия. Практическое и теоретическое руководство. Под ред. Б. П. Никольского, Л.: Химия, 1987. – 875 с.
20. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. Большакова К. А. Ч. ІІІ. М.: Высшая школа, 1976, 320 с.
21. Химия: Справочное издание/ под ред. В. Шретер, К.-Х, Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. – М.: Химия, 1989.– 648 с.
22. Химическая энциклопедия в 5 т. / под ред. И. Л. Кнунянца. – М.: Советская энциклопедия, 1990.
23. Ягодин Г.А., Синегрибова О.А., Чекмарев А.М. "Технология редких металлов в атомной технике" М.: Атомиздат, 1974.
|
|
