专利名称：一种从废旧二硅化钼中回收钼硅杂多酸的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于固体废物的回收利用技术领域，尤其是涉及一种从废旧二硅化钼中回收钼硅杂多酸的工艺。
背景技术：
钼是一种稀有贵重金属。钼在地球上的蕴藏量较少，其含量仅占地壳重量的 0. 001%，全世界钼矿主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明钼金属储量840万吨，居世界第二位，钼产品产量居世界第三位，占世界钼总产量的 25%。钼的膨胀系数小，导电率大，导热性能好，在常温下不受空气的侵蚀，跟盐酸、氢氟酸及碱溶液均不起反应，仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中，对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此，钼及其合金在钢铁、电子、航空航天、核能技术、金属压力加工、化学等工业领域有着广泛的应用和良好的前景，成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。随着钼资源在国防军工和国民经济中应用领域的不断扩大，对钼及其化合物的需求量不断提高。仅仅依靠从含钼金属矿中提取钼及其化合物已不能满足生产发展的需要， 而且作为一种有限资源，无限制的开发利用也是不可能的，因此，从战略角度出发，必须实现钼资源循环利用，建立含钼二次资源的回收再生利用系统，开发先进的从各种含钼二次资源中回收钼与生产钼制品的工艺技术，增加钼的循环利用率，促使钼业可持续发展。二硅化钼(MoSi2)以其高的熔点、较低的密度、良好的高温抗氧化性能以及一系列力学、电学等优异性能而受到航空航天以及军工部门的高度重视，作为一种潜在的高温结构材料有希望用于1200 1600°C的高温氧化领域。目前，11(^2最广泛的应用是作为电炉发热元件。MoSi2发热元件是由瑞典Kanthal 公司发明的，1956年Kanthal公司获得了 MoSi2发热元件的第一个商业专利，其代表产品是 Kanthal公司生产的Kanthal和Kanthal-Super，20世纪90年代初Kanthal把发热元件的温度提高到1900°C。我国从20世纪60年代初开展MoSi2发热元件的研究，20世纪80年代实现了二硅化钼发热元件的工业生产。MoSi2发热元件已经用在大型工业电炉和小型实验室电炉上，是冶金、电子、玻璃、陶瓷和磁性材料等行业的主要设备之一。目前，全球MoSi2发热元件产量已经超过600吨/年，我国产量也已经超过300吨 /年，但是废旧二硅化钼发热元件并没有引起人们的足够重视。因而，我国每年有300余吨二硅化钼废料被遗弃或闲置。在我国每年300余吨二硅化钼发热元件中大约含有190余吨钼(价值近亿元人民币)，如果把这些废料加以回收利用，将极大地增强钼的循环利用率， 对钼工业的可持续发展以及环境保护产生重大意义，还可以带来良好的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从废旧二硅化钼中回收钼硅杂多酸的工艺，解决了二硅化钼的循环利用问题，并且方法简单，效果好，节省资源。
本发明的工艺步骤如下(1)将废旧二硅化钼粉碎成尺寸为2 15微米的粉末；(2)将粉碎后得到的物料转入瓷舟，置于箱式电阻炉中焙烧，焙烧温度为400 600°C，焙烧时间为4 10h，获得钼和硅氧化物的混合物；(3)将氧化后得到的粉末和去离子水按照重量比1 10 1 5配置成混合物浆体；(4)向氧化后的粉末和去离子水的混合物浆体中加入固体Na0H，Na0H与粉末的质量之比为0. 5 1. 2 ；60 90°C磁力搅拌1 池，冷却后过滤，取过滤溶液；(5)预先在烧杯中加入质量分数为37. 5%的浓盐酸，浓盐酸与溶液体积之比为 1 8 1 15，将溶液缓慢倒入浓盐酸中，并进行搅拌；(6)将步骤(5)的溶液放入水浴锅中40 80°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；(7)向步骤(6)的溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三次萃取，前两次静置 10 30min，最后一次静置20 40min后分液，分液后取上面正丁醇溶液；(8)将三次萃取后得到的正丁醇溶液混合，然后用正丁醇的饱和水溶液洗涤三次， 将洗涤后的正丁醇溶液进行减压蒸馏，得到钼硅杂多酸产物；(9)将钼硅杂多酸产物再次用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物，干燥得到钼硅杂多酸产物。与已有技术相比，本发明可以实现废旧二硅化钼中稀有贵重金属钼和半导体金属硅的重新再利用，实现资源循环利用战略，通过本发明合成了一种新材料——钼硅杂多酸。 本工艺针对性强、效果好，在废旧硅钼棒以及钼硅制品的循环利用方面具有广泛的实用性。
图1是本发明获得产物的X射线衍射图谱，可以看出，根据本发明能够得到钼硅杂多酸。图2是本发明制备的钼硅杂多酸的宏观形貌。
具体实施例方式实施例1 将废旧二硅化钼粉碎成2微米的粉末，然后置于电炉中在600°C下焙烧 10h，将焙烧后得到的粉末和去离子水按照重量比1 10配置成混合物浆体，接着加入固体NaOH，NaOH与粉末的质量之比为0. 5，60°C磁力搅拌池，冷却后过滤，将滤液倒入浓盐酸中，浓盐酸与溶液体积之比为1 8，搅拌均勻；将溶液放入水浴锅中，在40°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；向溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三级萃取，前两次静置lOmin，最后一次静置20min后分液，用正丁醇的饱和水溶液洗涤，然后进行减压蒸馏，得杂多酸产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物， 干燥得到钼硅杂多酸。实施例2 将废旧二硅化钼粉碎成15微米的粉末，然后置于电炉中在400°C下焙烧8h，将焙烧后得到的粉末和去离子水按照重量比1 8配置成混合物浆体，接着加入固体NaOH，NaOH与粉末的质量之比为0. 7，70°C磁力搅拌1.几，冷却后过滤，将滤液倒入浓盐酸中，浓盐酸与溶液体积之比为1 10，搅拌均勻；将溶液放入水浴锅中，在60°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；向溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三级萃取，前两次静置15min，最后一次静置25min后分液，用正丁醇的饱和水溶液洗涤，然后进行减压蒸馏，得杂多酸产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物，干燥得到钼硅杂多酸。实施例3.将废旧二硅化钼粉碎成12微米的粉末，然后置于电炉中在500°C下焙烧4h，将焙烧后得到的粉末和去离子水按照重量比1 7配置成混合物浆体，接着加入固体NaOH，NaOH与粉末的质量之比为0. 8，80°C磁力搅拌1.证，冷却后过滤，将滤液倒入浓盐酸中，浓盐酸与溶液体积之比为1 12，搅拌均勻；将溶液放入水浴锅中，在70°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；向溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三级萃取，前两次静置20min，最后一次静置30min后分液，用正丁醇的饱和水溶液洗涤，然后进行减压蒸馏，得杂多酸产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物，干燥得到钼硅杂多酸。实施例4.将废旧二硅化钼粉碎成9微米的粉末，然后置于电炉中在450°C下焙烧 6h，将焙烧后得到的粉末和去离子水按照重量比1 6配置成混合物浆体，接着加入固体 NaOH, NaOH与粉末的质量之比为1.0，85°C磁力搅拌1.池，冷却后过滤，将滤液倒入浓盐酸中，浓盐酸与溶液体积之比为1 13，搅拌均勻；将溶液放入水浴锅中，在50°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；向溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三级萃取，前两次静置25min，最后一次静置35min后分液，用正丁醇的饱和水溶液洗涤，然后进行减压蒸馏，得杂多酸产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物， 干燥得到钼硅杂多酸。实施例5.将废旧二硅化钼粉碎成6微米的粉末，然后置于电炉中在550°C下焙烧几，将焙烧后得到的粉末和去离子水按照重量比1 5配置成混合物浆体，接着加入固体NaOH，NaOH与粉末的质量之比为1. 2，90°C磁力搅拌lh，冷却后过滤，将滤液倒入浓盐酸中，浓盐酸与溶液体积之比为1 15，搅拌均勻；将溶液放入水浴锅中，在80°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；向溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三级萃取，前两次静置30min，最后一次静置40min后分液，用正丁醇的饱和水溶液洗涤，然后进行减压蒸馏，得杂多酸产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物， 干燥得到钼硅杂多酸。
权利要求
1. 一种从废旧二硅化钼中回收钼硅杂多酸的工艺，其特征在于；工艺步骤如下(1)将废旧二硅化钼粉碎成尺寸为2 15微米的粉末；(2)将粉碎后得到的物料转入瓷舟，置于箱式电阻炉中焙烧，焙烧温度为400 600°C， 焙烧时间为4 10h，获得钼和硅氧化物的混合物；(3)将氧化后得到的粉末和去离子水按照重量比1 10 1 5配置成混合物浆体；(4)向氧化后的粉末和去离子水的混合物浆体中加入固体Na0H，Na0H与粉末的质量之比为0. 5 1. 2，60 90°C磁力搅拌1 池，冷却后过滤，取过滤溶液；(5)预先在烧杯中加入质量分数为37.5%的浓盐酸，浓盐酸与溶液体积之比为 1 8 1 15，将溶液缓慢倒入浓盐酸中，并进行搅拌；(6)将步骤(5)的溶液放入水浴锅中40 80°C加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤后取其溶液；(7)向步骤(6)的溶液中加入等体积的正丁醇进行萃取，经三次萃取，前两次静置10 30min，最后一次静置20 40min后分液，分液后取上面正丁醇溶液；(8)将三次萃取后得到的正丁醇溶液混合，然后用正丁醇的饱和水溶液洗涤三次，将洗涤后的正丁醇溶液进行减压蒸馏，得到钼硅杂多酸产物；(9)将钼硅杂多酸产物再次用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物，干燥得到钼硅杂多酸产物。
全文摘要
一种从废旧二硅化钼中回收钼硅杂多酸的工艺，属于固体废物的回收利用技术领域。将废旧二硅化钼粉碎成粉末，然后把废旧二硅化钼粉末转入瓷舟中，在一定温度下焙烧，获得钼和硅的氧化物混合粉末，将氧化后的粉末和去离子水混合制成浆体；向浆体中加入固体NaOH，磁力搅拌，冷却后过滤，将过滤后的溶液直接倒入盐酸中进行搅拌，然后放入水浴锅中加热，并不断搅拌直至有硅胶析出，过滤硅胶，向滤液中加入正丁醇进行萃取，并进行减压蒸馏，得到钼硅杂多酸粗产物；用去离子水溶解后加入少量硝酸，过滤洗去残余正丁醇有机物，干燥得到钼硅杂多酸。优点在于，可以实现废旧二硅化钼中钼的再利用，节约了原材料，实现资源循环利用。
文档编号C01B33/00GK102557033SQ201210001369
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者习晓峰, 冯培忠, 刘炯天, 孙智, 沈承金, 王晓虹 申请人:中国矿业大学