[发明专利]一种提高钼纯度和收率的制备方法

说明书

本发明公开了一种提高钼纯度和收率的制备方法，包括以下步骤：1)取钾和/或钠的总含量低于10ppm、钨含量低于10ppm的钼酸铵原料；2)对钼酸铵原料进行煅烧和还原处理，得到钼粉；3)将钼粉压制成钼坯料，然后将所述钼坯料在真空条件下或还原性气氛保护条件下进行两段预烧结，得到氧含量在30ppm以下的低氧钼坯；4)将所述低氧钼坯进行两次真空电子束熔炼，每次所述真空电子束熔炼后将得到的铸锭表面进行扒皮处理去掉之后，得到钼产品。本发明的制备方法工艺简单、收率高、提纯效果好、可应用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及难熔金属的提纯工艺，具体是一种提高钼纯度和收率的制备方法。

背景技术

钼是一种不可再生的战略性资源，具有许多优良的物理和化学性能，广泛应用于钢铁、化工、有色冶金、航空航天等领域。随着大规模集成电路、离子注入和气相沉积等半导体制备技术的发展，对钼的纯度和性能提出了更高的要求。

目前国内钼材主流产品的纯度为99.95％，无法满足上述领域对钼纯度的要求。如用于制取集成电路生产用的MoSix或钼溅射靶、应用于高端蓝宝石晶体的相关金属加热及真空系统元件，如坩埚、隔热屏、加热棒等材料的纯度均要求达到99.99％-99.999％。

当前采用的粉末冶金方法制备的钼，成本低，但制备得到的钼中W、O含量偏高，难以满足电子等行业用高纯度钼的质量要求。

电子束熔炼是一种能有效提高钼纯度的方法，工业上已应用于提纯含有高饱和蒸气压杂质的难熔金属。利用高能量密度的电子束轰击金属，产生高温使金属熔化，由于这一过程在真空中进行，有利于杂质的蒸发，故可获得较好的提纯效果。同时电子束熔炼除杂的基本方式是利用高温下不同杂质元素与钼的蒸气压的差异，即蒸气压差大的脱除率较大，反之则较小。低蒸气压元素，如W，其蒸气压低于Mo，在Mo的电子束熔炼中，W一旦存在于原料棒中，则无法除去，限制了钼纯度的进一步提升。

特开平JP1993-009617用无机酸调节含钨的钼酸铵溶液至酸性(pH为2.5-4.5)，使钼酸铵结晶析出，实现与杂质钨的分离。采用这种方法，钼氧化物中钨的含量降至10ppm以下，但其他杂质，如K含量经三次循环处理依旧在10ppm以上，同时钼中C、O含量偏高的问题难以得到解决，且多次循环处理严重影响Mo的回收率。

专利CN1253865A将钼条、钼废料用钼丝捆绑成棒状后，采用电子束熔炼进行提纯制造用于生产钼电极坯和钼流口坯的金属钼棒，该方法得到的金属钼棒虽然纯度有所提升，但是仍然无法除去钼中的钨等杂质。

专利CN102127741A将原料钼酸铵焙烧、还原成Mo，再等静压成型，1950℃-2000℃高温烧结，然后大功率电子束熔炼，该方法得到的钼靶具有氧含量≤0.004％，Mo≥99.97％(金属含量)，但是钼中W含量偏高，且未检测K的含量。

专利CN103114213A采用电子束真空熔炼、区域熔炼提纯及电磁场提纯的方法制备了蓝宝石生长炉用高纯钼，该方法制得的钼纯度达到99.99％，但该方法的工艺复杂、生产成本高。

发明内容

本发明旨在提供一种提高钼纯度和收率的制备方法，以解决现有钼提纯技术难以进一步提升钼纯度和收率的问题。

本发明公开了一种提高钼纯度和收率的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

1)取钾和/或钠的总含量低于10ppm、钨含量低于10ppm的钼酸铵原料；

2)对所述钼酸铵原料进行煅烧和还原处理，得到钼粉；

3)将所述钼粉压制成钼坯料，然后将所述钼坯料在真空条件下或还原性气氛保护条件下进行两段预烧结，得到氧含量在30ppm以下的低氧钼坯；

4)将所述低氧钼坯进行两次真空电子束熔炼，每次所述真空电子束熔炼后将得到的铸锭表面进行扒皮处理，之后得到钼产品。