2.2.9. Способ возгонки

Низкая температура кипения триоксида молибдена (1155 °С) послужила основой для разработки промышленной технологии ее получения из молибденовых огарков методом возгонки.

Молибденовый ангидрид начинает возгоняться еще до плавления. Однако заметно давление паров увеличивается выше температуры плавления (795 ^оС). Скорость испарения триоксида молибдена зависит от температуры и скорости потока газа над поверхностью расплава. Испарение протекает с достаточной скоростью при 900 – 1100 ^оС, причем скорость испарения из производственных огарков существенно ниже, из чистого триоксида молибдена, что объясняется наличием в огарке примесей. Примеси растворяются в жидкой фазе триоксида молибдена и снижают давление пара МоО₃, а, следовательно, и скорость испарения. При содержании молибдена в огарке 48 – 50 %, скорости потока воздуха 2 - 3 см/с и при 1000 ^оС скорость испарения триоксида составляет 10 - 20 кг/(м²∙ч).

В молибденовых огарках обычно содержатся примеси оксидов железа, кальция, магния, меди, свинца, цинка в количестве от сотых долей до нескольких процентов. Наиболее сильно на скорость и степень возгонки влияют примеси оксидов кальция, магния и свинца, образующих прочные молибдаты, не разлагающиеся при температурах возгонки 950 – 1100 ^оС. Молибдат железа Fe₂(MoO₄)₃ в присутствии избытка МоО₃ также термически устойчив. Молибдат меди разлагается при температурах возгонки, а молибдат свинца при этих температурах термически устойчив. Однако он имеет высокую упругость пара и при 1000 – 1100 ^оС заметно испаряется без разложения, загрязняя триоксид молибдена. Поэтому, при наличии в огарке свинца, возгонку проводят при температурах ниже 1000 ^оС (900 – 950 °С).

Процесс ведут в электрических печах непрерывного действия с вращающимся кольцевым подом, покрытым слоем кварцевого песка. В присутствии кварцевого песка средняя скорость возгонки снижается. Однако без кварцевого песка остаток от возгонки, застывая, образует прочный монолит, что затрудняет его выгрузку и последующую переработку. Нагрев осуществляется силитовыми стержнями, расположенными радиально над подом. Огарок непрерывно загружается на подину, расплавляется и пропитывает слой песка. Над подом с определенной скоростью просасывают воздух, который уносит возогнанный триоксид молибдена в общий коллектор, откуда через систему кулеров в рукавные фильтры. Загруженный огарок проходит над нагревательными элементами один раз. За один оборот пода возгоняется 60 – 65 % триоксида молибдена. Производительность печи 3,75 т МоО₃ в сутки.

Возогнанный триоксид молибдена имеет высокую чистоту (99,975 % МоО₃). Однако он весьма дисперсен - насыпная масса около 0,24 г/см³, в то время как обычно используемый порошок имеет насыпную массу около 1 г/см³. Такие порошки неудобны для транспортировки и использования. Поэтому перед упаковкой их увлажняют водой, уплотняют и сушат.

Преимущества способа возгонки состоят в получении чистого триоксида молибдена без затрат реагентов по короткой технологической схеме. Однако триоксид высокой чистоты можно получить из богатых, с малым содержанием примесей, огарков. Другой недостаток – малая насыпная масса триоксида. С целью получения более «тяжелого» МоО₃, а также дополнительной очистки возогнанный триоксид растворяют в аммиачной воде и выделяют из раствора парамолибдат аммония.