鉬冶金學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

張文鉦，劉 燕

（西北有色金屬研究院，陜西西安710016）

0 前言

鉬冶金學(xué)是一門研究工業(yè)氧化鉬、純?nèi)趸f和鉬粉等制備理論與產(chǎn)業(yè)化的學(xué)科。現(xiàn)代鉬冶金學(xué)涉及許許多多多學(xué)科交叉、多學(xué)科滲透的高技術(shù)含量的冶金學(xué)產(chǎn)品，如納米鉬產(chǎn)品、納米鉬酸鋰和納米粒子強(qiáng)化鉬粉等的研制與應(yīng)用研究等。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著科學(xué)技術(shù)的全球化發(fā)展，鉬冶金學(xué)發(fā)展迅速，各國申請(qǐng)的發(fā)明專利隨之大增，技術(shù)創(chuàng)新引人注目，產(chǎn)業(yè)化更新進(jìn)程加快。

本文扼要敘述了近年來鉬冶金學(xué)技術(shù)發(fā)展梗概，不足和錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)指正。

1 工業(yè)氧化鉬

1.1 多膛爐

多年來，全球主要產(chǎn)鉬國如美國、智利和加拿大等國家一直采用各式各樣的多膛爐，如Nichols－ Herreshoff和MacDougall型多膛爐氧化焙燒鉬精礦生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬。

從2009年開始，金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司和洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司開始引進(jìn)大型多膛爐，從此我國鉬礦山多年來一直利用回轉(zhuǎn)窯和反射爐生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬的歷史發(fā)生了重大變化。

金堆城鉬業(yè)集團(tuán)有限公司運(yùn)用了與1925年美國Climax鉬礦相同尺寸（φ6.5 m，12層）的多膛爐。其中1臺(tái)多膛爐用高品位鉬精礦經(jīng)氧化焙燒后產(chǎn)出含MoO2＜1％的工業(yè)氧化鉬，可作為生產(chǎn)鉬酸銨的前軀體，收塵率＞98.5％。

智利一鉬礦，2009年開始采用機(jī)器人清理多膛爐床結(jié)垢的“硬塊”，機(jī)器人維持系統(tǒng)不但可以清理各種結(jié)疤，而且還可以對(duì)爐內(nèi)的各個(gè)部件進(jìn)行維修。

1.2 流態(tài)化焙燒爐

2001年美國堤岸化學(xué)公司［1］研制出一臺(tái)新型流態(tài)化焙燒爐，該爐可焙燒鉬精礦為工業(yè)氧化鉬，該爐的平面示意圖如圖1所示。

爐體為一座扁平箱錐體結(jié)構(gòu)。整個(gè)爐體分3個(gè)加熱區(qū)，第1個(gè)加熱區(qū)焙燒溫度為400～450℃，第2個(gè)加熱區(qū)焙燒溫度為580～600℃，第3個(gè)加熱區(qū)作業(yè)溫度在500℃以下，均用天然氣加熱，由爐底噴射空氣或富氧空氣。整個(gè)爐體呈1.5～14 mm振幅運(yùn)行。鉬精礦由左側(cè)給料斗給入第1加熱區(qū)，第1加熱區(qū)將鉬精礦氧化，而后經(jīng)隔板流入第2加熱區(qū)，進(jìn)一步使鉬精礦氧化，再經(jīng)隔板流入第3加熱區(qū)使鉬精礦轉(zhuǎn)化為工業(yè)氧化鉬。

圖1 流態(tài)化焙燒爐平面和側(cè)面示意圖

鉬精礦氧化過程產(chǎn)出的二氧化硫氣體進(jìn)入旋流器分級(jí)，旋流器溢流出的高于6％的二氧化硫送往硫酸廠制酸。由于鉬精礦氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為防止放熱反應(yīng)時(shí)輝鉬礦顆粒瞬時(shí)產(chǎn)生三氧化鉬鈍化鉬，進(jìn)而阻止氧氣與鉬精礦顆粒內(nèi)部發(fā)生氧化，3個(gè)加熱區(qū)均設(shè)有冷卻水管來控制流態(tài)化氧化溫度。據(jù)稱設(shè)計(jì)的爐溫度偏差在5～10℃之間。

理論上，流態(tài)化焙燒可以使輝鉬礦單個(gè)顆粒懸浮在空中，與氧接觸概率增大，不會(huì)與方解石等顆粒接觸形成難溶于氨液的鉬酸鈣顆粒，也不會(huì)與黃銅礦顆粒接觸形成鉬酸銅和鉬酸鐵，而且焙燒效率高。

據(jù)稱，該流態(tài)化焙燒爐通過控制焙燒溫度，既可產(chǎn)出不含二氧化鉬的工業(yè)氧化鉬，也可產(chǎn)出以二氧化鉬為主的工業(yè)氧化鉬，后者更適于作為合金鋼的合金化添加劑。

1.3 2段流態(tài)化焙燒爐

2009年德國公司的設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出一座2段流態(tài)化焙燒爐，該爐的示意圖見圖2。

將鉬精礦（通常含Mo≥54％的高品位鉬精礦）添加少量水形成漿料泵入第1臺(tái)流態(tài)化焙燒爐，爐溫控制在500～680℃，第1臺(tái)爐子在亞化學(xué)計(jì)量條件下進(jìn)行焙燒。鉬精礦加入少量水可防止煙塵產(chǎn)生，并可提高生產(chǎn)能力。此時(shí)鉬精礦與氧氣發(fā)生2種反應(yīng)，MoS2+3.5O2→MoO3+2SO2和MoS2+3O2→MoO2+ 2SO2，焙燒的熱源為天然氣和富氧空氣。焙燒鉬精礦產(chǎn)出的二氧化硫經(jīng)漩渦收塵后送往硫酸廠制酸。第一級(jí)焙燒爐的產(chǎn)物有MoO3和MoO2，在680℃下用富氧氣體進(jìn)一步氧化，此時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：MoO2+0.5 O2→MoO3，產(chǎn)出的煙氣再經(jīng)漩渦收塵分出二氧化硫和第1臺(tái)漩渦回收的煙氣合并送硫酸廠制酸。

圖2 2段流態(tài)化焙燒爐示意圖

設(shè)計(jì)人員稱采用2段流態(tài)化焙燒，既可產(chǎn)出低硫的工業(yè)氧化鉬，又可在第1段亞化學(xué)計(jì)算反應(yīng)后產(chǎn)出高濃度二氧化硫。

在第2段流態(tài)化焙燒過程中，通過水間接使流態(tài)化粒群冷卻，可避免過熱，同時(shí)利用富氧空氣或工業(yè)氧氣作流化氣體，從而可使未被完全氧化的MoO2氧化為MoO3，完整的2次回塵系統(tǒng)保證了流態(tài)化焙燒的作業(yè)回收率。

1.4 微波爐氧化焙燒鉬精礦

Paul.R.Kruesi等人將褐鐵礦等礦物在300W 2 450 MHz下照射6 min，而后測(cè)定這些礦物的升溫狀況，結(jié)果見表1。

表1 各種礦物經(jīng)微波輻射后升溫狀況

結(jié)果顯示，與其他常見礦物比較，輝鉬礦與輝鉬礦呈類質(zhì)同象存在的硫化錸吸收微波能力較強(qiáng)。Gustavo.Cartagena［2］基于輝鉬礦吸收微波能較強(qiáng)設(shè)計(jì)出了一種微波爐，用來氧化焙燒鉬精礦為工業(yè)氧化鉬。

該氧化焙燒爐裝置示意圖見圖3。

圖3 氧化焙燒鉬精礦微波爐示意圖

該氧化焙燒鉬精礦微波爐由2個(gè)錐形爐體組成，鉬精礦粉末由漏斗經(jīng)螺旋輸送機(jī)給至上部爐體的豎管。豎管周圍裝有線圈，線圈四周裝有可發(fā)射微波為2 500～3 500 Hz的裝置。產(chǎn)出的輻射熱使輝鉬礦氧化呈氣態(tài)，而后經(jīng)充氣管吹氣進(jìn)入第2個(gè)錐形爐體。第2個(gè)爐內(nèi)部呈旋流器狀，冷卻的三氧化鉬經(jīng)旋流沉入錐體底部，而二氧化硫和氮?dú)獾冉?jīng)溢流口排出，爐內(nèi)溫度約600～800℃。

2 高溶性氧化鉬

含不溶于NaCO3和NaOH混合液的MoO2· Mo4O11＜1％，難溶鉬酸鹽＜1％的工業(yè)氧化鉬稱為高溶性氧化鉬。這種氧化鉬主要作生產(chǎn)鉬酸銨和鉬酸鈉的前軀體。

眾所周知，我國許多鉬礦山用回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒鉬精礦為工業(yè)氧化鉬，盡管在回轉(zhuǎn)窯中長期（6～7 h）對(duì)鉬精礦進(jìn)行氧化，但是由于在窯內(nèi)鉬精礦與氧接觸欠充分，下列反應(yīng)時(shí)有發(fā)生：MoS2+3O2→MoO2+2SO2。

我國一大型鉬精礦焙燒廠，采用回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒鉬精礦經(jīng)焙燒后產(chǎn)出的工業(yè)鉬含鉬55.44％。其中可溶性鉬含38.04％（MoO3），不溶性鉬含17.4％（MoO2），S含量為0.1％，這相當(dāng)于該工業(yè)氧化鉬含MoO2為23.2％。另一大型焙燒廠產(chǎn)出的工業(yè)氧化鉬含MoO2也大于20％。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國外用多膛爐轉(zhuǎn)化鉬精礦為工業(yè)氧化鉬時(shí)，工業(yè)氧化鉬含MoO2在2％～50％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間，為滿足鉬精礦生產(chǎn)需要，許多冶金學(xué)者研制出許多方法來處理含MoO2較高的工業(yè)氧化鉬。

一種方法是將含MoO2＞2％的工業(yè)氧化鉬用90℃左右熱水洗滌，除去工業(yè)氧化鉬中的某些雜質(zhì)，經(jīng)過濾后將濾餅置入加熱器中，在2.5 MPa、210℃氧壓氧化2 h，再經(jīng)過濾、洗滌后得高溶性工業(yè)氧化鉬。

另一種方法是用化學(xué)法處理工業(yè)氧化鉬，其目的是用氧化劑氧化工業(yè)氧化鉬中的MoO2為MoO3，與此同時(shí)用浸出劑除去工業(yè)氧化鉬中的Cu、Fe、Ca、Mg、Pb、Ba和部分 K等雜質(zhì)。選用的氧化劑有H2O2、KMnO4和KS2O8等，浸出劑有HNO3、H2SO4與HNO3混合酸、HCl和卡羅酸等。浸出時(shí)間一般為2 h，個(gè)別為1.5 h，溫度為70℃，硝酸可將MoO2氧化為MoO3，反應(yīng)如下：MoO2+2H++2（NO3）－→MoO3+2NO2+H2O。低濃度硝酸很容易將Cu和Fe浸出，1.5 N硝酸溶液可將Ca、Mg、Pb、Ba和Sr等浸出。4N的H2SO4加上0.5 N的HNO3可將工業(yè)氧化鉬中的MoO2降至0.2％以下。工業(yè)氧化鉬中K的含量一般為0.1％，浸出時(shí)溶解在溶液中的鉬用弱堿性陰離子交換樹脂吸附，而后用1～2.5 M的稀氫氧化鉀解吸，解吸的鉬酸鈉返回浸出作業(yè)。用過的浸出液經(jīng)處理后再循環(huán)使用。

有人將含雜質(zhì)較高的工業(yè)氧化鉬用 HCl和NH4Cl溶液浸出，在兩者濃度比適當(dāng)、溫度適宜的條件下，可將工業(yè)氧化鉬中的Cu、Fe、Ca、Zn、Pb和P等雜質(zhì)大部分除去，而且工業(yè)氧化鉬不被溶解，大于99％的鉬保留在固相中，幾乎不需要設(shè)附加工藝就可從溶液中回收鉬。

3 利用鉬熱壓器法生產(chǎn)氧化鉬

3.1 用MAP法生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬

鉬熱壓法簡稱 MAP（Molybdenum Autoclave Process），將鉬精礦置入熱壓器中充氧，可將硫化鉬氧化成氧化鉬，也稱氧壓氧化法。氧壓氧化法處理鉬精礦的歷史可回溯到20世紀(jì)50年代，經(jīng)過60多年的不斷研究和改進(jìn)，2008年Riotito［3］（肯尼林牧公司）向世界宣布，該公司建造一座用MAP法生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬或化學(xué)級(jí)三氧化鉬生產(chǎn)廠，生產(chǎn)能力為1.36萬t/a，回收錸4 t/a，使美國錸產(chǎn)量增加50％。

用MAP法生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬或化學(xué)級(jí)三氧化鉬是近年來鉬冶金學(xué)上最重大的革命，也是一項(xiàng)重大的鉬產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的用多膛爐氧化焙燒鉬精礦轉(zhuǎn)化硫化鉬為氧化鉬工藝比較，MAP法具有環(huán)境友好、不存在煙塵回收與處理問題、鉬資源利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、常伴生于輝鉬礦中昂貴的錸得到有效地利用等特點(diǎn)。是一項(xiàng)應(yīng)用前景好、技術(shù)含量高的冶金項(xiàng)目。

近年來許多大公司的科研人員均參與了MAP法的研究。目前MAP法生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬工藝有以下幾點(diǎn)正取得公認(rèn)：

①在210～230℃、2.5 MPa下充氧氧化2 h，硫化鉬可轉(zhuǎn)化為三氧化鉬；

②已氧化的料液，一部分返回至熱壓器中，可增加氧化浸出的酸度和鐵含量；返回液中的三氧化鉬可視為晶種，從而可加速輝鉬礦氧化速率，同時(shí)又使氧化鉬顆粒變粗有利固液分離；

③控制好氧壓氧化漿料的酸度和三價(jià)鐵的含量，即鉬酸的量占含鉬量的10％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下，便可控制可溶性氧化鉬的含量；

④可溶性鉬可通過溶劑萃取法回收；

⑤錸可用離子交換樹脂來回收。

目前，MAP法生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬有多種工藝流程，最引人關(guān)注的流程為Peter Amelunxen［4］等人研制的工藝流程，如圖4所示。

工藝流程包括：首先將吸附在鉬精礦表面的蒸汽油或柴油脫除；調(diào)漿加入15％～20％的鹽酸，在90℃下浸出1.5～2 h，除去鉬精礦中的雜質(zhì)，如Cu、Pb、Ca、P、As和Fe等；除去雜質(zhì)的鉬精礦調(diào)漿（一般礦漿濃度為15％ ～20％）加入熱壓器中，在230℃、2.5 MPa下充氧氧化2～2.5 h，此時(shí)硫化鉬氧化發(fā)生如下反應(yīng)：

MoS2+4.5O2+3H2O→MoO3·H2O+2H2SO4（可溶性鉬）

圖4 MAP生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬工藝流程圖

MoS2+4.5O2+2H2O→MoO3+2H2SO4（不溶性鉬）

伴生的黃銅礦也被氧化，發(fā)生如下反應(yīng)：

2CuFeS2+8.5O2+H2SO4→2CuSO4+ Fe2（SO4）3+H2O

溶于硫酸中的可溶性鉬，可為MoO2（HSO4）2或MoO2SO4。由于鉬精礦MoS2的靜電位比黃銅礦的靜電位高得多，因此黃銅礦比輝鉬礦先氧化。氧化后的漿料進(jìn)行固液分離，濾液一部分返回?zé)釅浩髋c輝鉬礦一起再進(jìn)行氧化。不返回的那部分含鉬溶液用三辛胺（Alamine336）或三叔胺（Alamine304）、癸醇和煤油進(jìn)行溶劑萃取，水相為廢液，經(jīng)處理后排放。上述固液分出的固體為工業(yè)氧化鉬產(chǎn)品。載鉬有機(jī)相用15％氫氧化鈉反萃，再經(jīng)陽離子交換樹脂吸附鈉后，得含鉬產(chǎn)物返至熱壓器。

3.2 從低品位鉬精礦生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬

Victor.J.Ketcham［5］用 MAP法處理含 Mo 15.7％、Cu3.8％ 和 S14.4％ 的鉬精礦和含Mo27.1％、Cu1.85％、S18.1％的鉬精礦生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬，其工藝流程見圖5。

將低品位鉬精礦調(diào)漿后加入熱壓器中氧化，氧化后放出漿料濃縮過濾，濾餅為氧化鉬與少量雜質(zhì)，氨浸后再濃縮、過濾，濾液為鉬酸銨，濾渣送至冶煉廠回收金等。用硫酸酸化得鉬酸（固體）或硫酸銨，反應(yīng)如下：

（NH4）2MoO4+H2SO4→MoO3·H2O（固相）+（NH4）2SO4或

7（NH4）2MoO4+4H2SO4→（NH4）6Mo7O24· H2O（固相）+4（NH4）2SO4+3H2O

將固體產(chǎn)物即鉬酸或鉬酸銨在575℃下煅燒得工業(yè)氧化鉬。氧壓氧化的液體經(jīng)濃縮過濾后進(jìn)行溶劑萃取，鉬負(fù)載在有機(jī)相中，載鉬有機(jī)相用氨解吸得鉬酸銨溶液。加MgSO4除As和P等雜質(zhì)，濃縮過濾，濾渣為As、P沉淀，送往處理廠處理。濾液送至結(jié)晶器結(jié)晶為鉬酸銨，結(jié)晶產(chǎn)物煅燒得工業(yè)氧化鉬。溶劑萃取的水相返回?zé)釅浩?，或加NaHS沉銅等硫化物，得硫化銅精礦送往煉銅，廢液用石灰石中和送往尾礦廠。這種方法得到的工業(yè)氧化鉬含Mo 62.7％、S 0.1％、SiO20.3％、Cu 0.004％、As 0.002％、P 0.002％和Pb小于0.001％，鉬總回收率大于95％。

圖5 從低品位鉬精礦生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬工藝流程圖

4 高純?nèi)趸f

高純?nèi)趸f廣泛用于各類鉬化學(xué)品的制造，也用于特種玻璃等，如碲玻璃等。高純?nèi)趸f制法有3種，第1種是傳統(tǒng)的煅燒鉬酸銨法，如高溫條件下煅燒二鉬酸銨或鉬酸；第2種是升華法，也稱升華純?nèi)趸f；第3種方法是煅燒升華法。

Climax是世界特大型鉬公司之一，該公司最早用升華法生產(chǎn)純?nèi)趸f，規(guī)模較大。三氧化鉬具有升華特性，三氧化鉬升華蒸汽壓與溫度關(guān)系見圖6。

Climax采用單拱型和雙拱型升華爐生產(chǎn)純?nèi)趸f。Moiseev.Aleksandr.Nikolaevich［6］等研制出一種新型升華爐。首先將氧化鉬置入升華爐，在一定真空度、550～580℃條件下，升華出氧化鉬粉中易揮發(fā)的化合物如氧化硒、氧化銻、二氧化硫和三氧化鉬顆粒上的吸附水和化學(xué)結(jié)晶水。然后在690～780℃、一定真空度下升華三氧化鉬，升華后的三氧化鉬冷至500～550℃，收集制成的純?nèi)趸f。該純?nèi)趸f為淡綠色針狀物，產(chǎn)品含K＜1×10－4％、Mg＜3× 10－5％、Ca＜5.5×10－5％、Mn＜3×10－5％、Fe＜1× 10－5％、Cu＜1.8×10－5％、Al＜6×10－5％、Cr＜2× 10－5％、Ni＜1×10－5％、Co＜3×10－5％、V＜3× 10－5％、Sb＜3×10－5％、Si＜2×10－5％和Na＜2× 10－6％，三氧化鉬產(chǎn)率為82％～85％。

圖6 三氧化鉬蒸汽壓與溫度關(guān)系圖

5 鉬粉與高純鉬粉

5.1 鉬粉

與傳統(tǒng)鉬粉制備設(shè)備與工藝不同，Climax Engineered Materials Co公司的Loyal.M.Johnson采用一種內(nèi)徑為φ50.8 cm，加熱區(qū)長度為305 cm帶有轉(zhuǎn)軸的管式爐。該爐由HT合金制成（爐子由Harper International Corporation制造），爐子傾角為0.25％，轉(zhuǎn)數(shù)3 r/min，加熱區(qū)分3段。第1段加熱溫度為600℃，中間區(qū)加熱溫度770℃，最后區(qū)加熱溫度946℃。以二鉬酸銨或七鉬酸銨為前軀體，給料量8.0 g/min，用氫還原氧化鉬，氫氣流2.27 m3/h制得鉬粉比表面積2.364 m2/g，流動(dòng)性63 s/50 g，氧含量0.219％，+100目占39.5％，－325目占24.8％。

當(dāng)最后加熱區(qū)由946℃升至975℃時(shí)，制得的鉬粉比表面積2.027 m2/g，流動(dòng)性58 s/50 g，氧含量0.171％，+100目占48.9％，－325目占17.8％，該鉬粉具有良好的可燒結(jié)性。該工藝生產(chǎn)效率高。

與此相近，H.C.Starck GMBH的研究人員Gries.Benno在內(nèi)徑為22 cm，加熱區(qū)長度為3 m，以MoO2為前軀體經(jīng)氫還原制出了比表面積為0.23 m2/g，流動(dòng)性＞140 s/50 g，氧含量為0.07％，費(fèi)氏粒度為4.5 μm的鉬粉，+150目＜0.1％，松裝密度為2.7 g/cm3。

5.2 高純鉬粉

高純鉬粉廣泛用作各種靶材，如用于集成電路、光碟及平面顯示器的合金濺射靶材和摻雜強(qiáng)化鉬濺射靶材，是一種科技含量高，附加值高的產(chǎn)品。許多金屬公司的研發(fā)人員研究高純鉬粉的制備，其中日本的東芝公司研究人員制備高純鉬粉的方法如下：

將1 kg平均粒徑為1～5 μm的傳統(tǒng)鉬粉置入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的容器中，向容器中加入500 mL去離子水，攪拌，以1.0 L/h的流速加入4.5 L30％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的過氧化氫，使鉬粉溶解，溫度保持在40℃或小于40℃，再加水至10 L。

第2階段用φ50～100目的H－型陽離子交換樹脂400 g進(jìn)行離子交換吸附鉬酸中的陽離子，得到的凈化液加熱至150℃，蒸餾出水蒸氣，將得到的固體進(jìn)行氫還原獲得980 g固體，產(chǎn)率為97％。

表2 高純鉬粉制備結(jié)果

2010年，東芝公司的研究人員［7］對(duì)該法又進(jìn)行了改進(jìn)，制備過程如下：將平均粒度為100 μm的鉬酸銨，在580℃下用氫還原3 h，得到的鉬粉在260℃用過氧化氫溶解成鉬酸溶液，用平均粒徑為70 μm陽離子交換樹脂除去鉬酸中的各種陽離子，將鉬酸在旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中烘干，烘干后的三氧化鉬用高純鉬棒從50～120 μm粉碎至10～60 μm，而后將磨細(xì)的三氧化鉬在有鉬層內(nèi)襯的還原容器中還原得出高純鉬粉，這種鉬粉含Mo 99.999 6％，鉬粉中U、Th、Na、K、Fe、Cr、Ni、Mg、Ca、Cu、Mn、Zn、W和Al雜質(zhì)含量進(jìn)一步下降，平均粒徑為14 μm。

6 納米氧化物彌散強(qiáng)化鉬合金

通用電氣公司的Pazhayannur.Ramanathan.Subramanian等人［8］研制出一種 Nano－ODS鉬合金（Nano oxide dispersion strengthened Mo alloys）。它是一種結(jié)構(gòu)材料，組成該材料的顆粒經(jīng)細(xì)化、固熔強(qiáng)化、沉積強(qiáng)化、組分強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，使得這種鉬合金具有高溫、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率和很高的抗蠕變性。廣泛用作現(xiàn)代X－射線靶材等。

其制法如下：將平均粒徑為44 μm鉬粉與2％～10％（體積分?jǐn)?shù)）的平均粒徑為50～100 nm的氧化釔充分混合，然后裝入不銹鋼罐中，抽真空、密封、升溫?cái)D壓，隨后在1 300℃平模擠壓形成Nano－ODS鉬合金，掃面電鏡攝像看出，大部分氧化釔粒子呈似球狀均勻的彌散在鉬粉的邊界周圍。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

7 展望

隨著鉬需求的拓展，作為鉬產(chǎn)業(yè)鏈中重要一環(huán)的鉬冶金學(xué)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。在可以預(yù)見的未來，環(huán)境友好、資源利用率高的冶金新技術(shù)，如MAP工藝，粉末冶金新產(chǎn)品，從廢催化劑和用過的超合金中回收鉬鎳鈷錸等循環(huán)經(jīng)濟(jì)將大量涌現(xiàn)。涉及能源領(lǐng)域的多學(xué)科交叉及技術(shù)產(chǎn)品，如CIGS光伏電池等日趨引人注目。

圖7 Nano－ODS鉬合金的抗拉強(qiáng)度與溫度關(guān)系圖

［1］Mahesh.C.Jha，William.A.May.Fluidized－bed roasting of molybdenite concentrates［P］.US6190625.2001.

［2］Gustavo.Cartagena.Oxidizing reactor for molybdenum sulphide and its associated process ［P］.US20080299025.2008.

［3］Désiée.E.polyak.Molybdenum［R］.2008.Minerals Yearbook.

［4］Peter.Amelunxen，John.C.Wilmot，etal.System and method for conversion of molybdenite to one or more molybdenum oxides［P］.US20110014097.2011.

［5］Victor.J.Ketcham，Enzo.L.Coltrinari，etal.Pressure oxidation process for the production of molybdenum trioxide from molybdenite［P］.US6149883.2001.

［6］Moiseev.Aleksandr，Chiljasov.Aleksej.Viktorovich，etal.Nikolaevich.Method of purifying molybdenum trioxide［P］.RU2382736.2010.

［7］山口悟.High purity molybdenum powder and production method for same［P］.WO2011004887.2011.

［8］Pazhayannur.Ramanathan.Subramanian，Judson.Sloan.Marte，etal.Nano particle－reinforced Mo alloys for x－ ray targets and method to make［P］.US20050135959.2005.