[发明专利]一种短流程制备二氧化钼的方法

说明书

本发明的目的是提供一种短流程制备二氧化钼的方法，包括以下步骤：1)称取四水合七钼酸铵装于烧舟中，并将其铺平；然后将烧舟置于管式炉中，关闭炉门，低温加热至设定温度，进行保温，开始去除结晶水的反应，并通入惰性气体，排出反应过程生成的水蒸气；2)步骤1)的反应结束后，停止通入惰性气体，然后升温至分解温度，使七钼酸铵分解并自还原，反应结束后，降温、研磨得到二氧化钼产品。本发明首次利用四水合七钼酸铵为单一的原料制备高纯度的MoO₂，无需额外的还原剂，具有非常好的重复性。本发明的制备方法操作简单、工艺流程短、成本低廉，有利于大规模的工业化应用。

技术领域

本发明属于粉末冶金材料领域，具体涉及一种短流程制备二氧化钼的方法。

背景技术

二氧化钼(MoO₂)是一种棕紫色晶体粉末，为单斜晶系，其钼含量为74.99％，密度为6.44g/cm³。在工业应用中，二氧化钼是一种终端产品，也是一种中间产品，二氧化钼是环境友好商品，在使用二氧化钼过程中不用担心它对生态环境产生短期和长远危害。

制备二氧化钼的原料主要有辉钼矿、三氧化钼、仲钼酸铵、二硫化钼等。早在1982年，就有人曾试图将辉钼矿与三氧化钼蒸气在回转窑中反应制取二氧化钼，但这个反应难以控制，导致产物不纯。目前，二氧化钼的主要制备方法是将三氧化钼为原料用氢气还原制取的，或者直接用氢气还原仲钼酸铵的方法制取，甚至还可以直接焙烧二硫化钼来得到二氧化钼。但是用还原三氧化钼得到二氧化钼要使用既昂贵又难以控制的氢气还原剂，并且在还原温度较低时需要很长的还原时间，而还原速度过快会使料层中容易出现液相，使料层结块形成硬壳，出现板结。用还原仲钼酸铵得到二氧化钼也会使用到氢气，同时还原得到的二氧化钼的质量还受到钾元素含量的影响，含量过低时(<0.015％)会导致颗粒聚集，含量过高(>0.5％)时出现大结晶和粗细不均的现象。直接焙烧二硫化钼得到二氧化钼的方法，需要添加二氧化钼以及一定数量的空气或其他含氧气体，而且反应区的温度在700～800℃，当超过极限温度(产品结块的温度)时，还要增加二氧化钼的含量，虽说可以直接焙烧得到二氧化钼，但是操作比较复杂。当然，也有通过钼酸盐与还原剂通过水热反应制备二氧化钼的，如专利CN 108585046 A中就是采用以四水合七钼酸铵、一水合柠檬酸为原料，通过水热反应，得到高长径比二氧化钼纳米管，但是水热反应的反应周期长，产量小，且难以实现大批量生产。综上所示，研究一种流程简单、操作方便，可实现产业化生产的二氧化钼的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，原料单一，且易实现产业化生产的短流程制备二氧化钼的方法。

本发明这种短流程制备二氧化钼的方法，包括以下步骤：

1)称取四水合七钼酸铵装于烧舟中，并将其铺平；然后将烧舟置于管式炉中，关闭炉门，低温加热至设定温度，进行保温，开始去除结晶水的反应，并通入惰性气体，排出反应过程生成的水蒸气；

2)步骤1)的反应结束后，停止通入惰性气体，然后升温至分解温度，使七钼酸铵分解并自还原，反应结束后，降温、研磨得到二氧化钼产品。

所述步骤1)中，设定温度为80～150℃，保温时间为10～60min；惰性气体为氦气、氩气中的一种，惰性气体的流量区间为2～30dm³/min，通气时间为10～60min。

所述步骤2)中，分解温度为350～600℃，反应时间为0.5～5h。