Степень извлечения молибдена из рудного сырья зависит не только от полноты химического вскрытия минерала и перевода молибдена в раствор, но и от полноты последующего извлечения его из растворов. В изложенных выше технологических схемах молибден извлекался из первичных растворов осаждением пара - и полимолибдата аммония, молибдата кальция, ферримолибдатов, а из бедных растворов и промывных вод – ионным обменом.
Сейчас наиболее экономичны и перспективны методы извлечения молибдена из растворов экстракцией и ионным обменом. Их достоинства:
1) полнота выделения полезного элемента из раствора;
2) селективность выделения элементов из комплексных растворов:
3) полнота отделения примесей;
4) простота аппаратурного оформления;
5) высокая производительность (причем производительность экстракции выше ионного обмена).
Извлечение молибдена из растворов и пульп экстракцией до настоящего времени находится на стадии укрупненных лабораторных и полупромышленных испытаний, показывающих в ряде случаев весьма перспективные результаты для промышленного использования [11, 13]. Этому способствует то, что молибден может находиться в растворах в разнообразных формах (катионы, анионы, полианионы, комплексные анионы). Молибденсодержащие ионы способны сольватироваться и давать комплексы со многими органическими соединениями. Поэтому возможна экстракция молибдена экстрагентами различных типов, анионо- и катионообменными, нейтральными. К первому типу экстрагентов относятся амины и четвертичные аммониевые основания, ко второму – алкилфосфорные кислоты, к третьему – спирты, кетоны, эфиры, в том числе трибутилфосфат.
Как показала практика [20], из анионообменных экстрагентов молибден достаточно успешно экстрагируется триоктиламином (сокращенно ТОА) (C8H17)3N и аммониевым основанием – диалкилметилбензиламмонийхлоридом [СН3—NR2—СН2С6Н5]Cl (так называемый дамбас). Молибден экстрагируется катионообменным экстрагентом Д2ЭГФК – ди-2-этилгексилфосфорной кислотой (С8Н17)2HPO4, экстрагентом нейтрального типа - трибутилфосфатом (C4H9)3PO4 (ТБФ), метилизобутилкетоном C5H12CO (МИБК), циклогексаноном (СН2)5СО и метилфенилкетоном (ацетофеноном) СН3СОС6Н5.
Указанные соединения отвечают требованиям, предъявляемым к экстрагентам: мало растворимы в воде, кипят при высоких температурах, большинство из них легче воды. Для понижения их вязкости, увеличения разности в плотности с водой и повышения температур воспламенения применяются они в виде растворов в керосине или других растворителях. Повышение температуры воспламенения особенно важно для применения циклогексанона и ацетофенона.
В табл. 2 дан предположительный состав экстрагируемых разными экстрагентами соединений
Таблица 2. Состав экстрагируемых веществ
| Кислотность исходного раствора | Экстрагент | Мольное отношение | Формула | |||
| pH | HCl, и. | [Mo] | экстрагент | Cl свя занный | ||
| 3,0 | - | ТОА | 1 | 2,3 | - | (R3NH)2MoO4 |
| 1,0 | - | » | 3 | 0,97 | - | (R3NH)2 [Mo6O14 (OH)10] |
| - | 10 | » | 1 | 1,0 | 3,1 | (R3NH)[MoO2Cl3] |
| 1,0 | - | Д2ЭГФК | 1 | 4,10 | - | MoO2 (R2PO4)2 ∙ 2HR3PO4 |
| - | 4 | ТБФ | 1 | 2,05 | 2,0 | MoO2Cl2 ∙ 2ТБФ |
| - | 6 | » | 1 | 2,0 | 2,9 | [H30 (H20) ∙ ТБФ [MoO2Cl3 ∙ (H20)] |
| - | 6 | МИБК | 1 | 3,0 | 3,0 | [H30 (H20) ∙ 3МИБК [MoO2Cl3 ∙ (H20)] |
С помощью экстракции можно решать ряд задач технологии молибдена:
а) повышение извлечения из бедных и сбросных растворов;
б) извлечение из растворов, получаемых при выщелачивании бедных руд и некондиционных концентратов;
в) отделение молибдена от вольфрама, что особенно важно в тех случаях, когда молибден находится в малом количестве по сравнению с близким ему по свойствам вольфрама.
В результате выполнения данной работы можно сделать следующие выводы, которые позволят повысить выход молибдена из отработанных молибденовых руд и отходов производства, а также позволят использовать отходы молибденовой промышленности в народном хозяйстве:
Для получения особо чистого МоО3 необходимо использовать метод возгонки при высоких температурах, что позволит получить особо чистый МоО3, необходимый в металлургии и других отраслях промышленности
Для повышения выхода молибдена из отходов молибденовой промышленности можно использовать получение молибдена при помощи ионного обмена или экстракции органическими растворителями. Учитывая большой объем отходов можно предложить использовать ионный обмен, поскольку этот метод позволяет повторно использовать катиониты и аниониты и не требует сложной аппаратуры для улавливания паров органических растворителей.
Производительность метода экстракции для получения молибдена является большей, но требует строительства установок по поглощению паров органических растворителей и герметизации установок. Метод ионного обмена является технологически более простым, что будет предпочтительнее.
Отходы производства после выделения молибдена можно использовать в виде комплексных молибден содержащих удобрений в сельском хозяйстве, что позволит повысить урожайность зерновых.
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.