Ферромолибден

Ферромолибден — ферросплав, содержащий 50-60 % молибдена.

Состав

Состав ферромолибдена согласно ГОСТ 4759-89 (цитируется по ^[1]) показан в таблице.

Марка	Mo, %, не менее	W	Si	C	P	S	Cu	As	Sn	Sb	Pb	Zn	Bi
		%, не более
ФМо60(нк)	60	0,3	0,5	0,05	0,05	0,10	0,5	0,02	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
ФМо60	60	0,3	0,8	0,05	0,05	0,10	0,5	0,02	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
ФМо58(нк)	58	0,5	0,5	0,08	0,05	0,10	0,8	0,03	0,02	0,02	0,01	0,01	0,01
ФМо58	58	0,5	1,0	0,08	0,05	0,12	0,8	0,03	0,02	0,02	0,01	0,01	0,01
ФМо55	55	0,8	1,5	0,10	0,10	0,15	1,0	-	0,05	0,05	-	-	-
ФМо50	50	-	3,0	0,50	0,10	0,50	2,0	-	0,10	0,10	-	-	-

Кроме того, сплав может содержать газы, суммарно до 100 см³ на 100 г сплава, в том числе кислород 0,02-0,05 %, азот 0,018-0,03 %, водород 10-25 см³. При хранении куски ферромолибдена адсорбируют влагу воздуха.

Применение

Ферромолибден используют вместо чистого молибдена при легировании стали, чугуна и сплавов. Так, в стали содержание молибдена составляет от 0,1-0,3 % (легированная сталь) до 3-10 % (инструментальная сталь). Молибден улучшает закаливаемость и прокаливаемость стали, увеличивает её вязкость, ликвидирует отпускную хрупкость хромоникелевой стали, способствует сохранению свойств стали при высоких температурах. Добавка молибдена в чугун увеличивает его прочность и сопротивление износу.

Получение

Исходные материалы

Сырьем для производства ферромолибдена служат кварцево-молибденитовые, медно-молибденовые и молибдено-вольфрамовые руды, основным молибденсодержащим минералом которых является молибденит MoS₂. Обогащают такое сырье преимущественно флотацией. В результате обогащения получают молибденовые концентраты, содержащие до 35 % серы — как в составе сульфида молибдена MoS₂, так и в сульфидах прочих элементов — меди, железа и т. п.

Обжиг молибденовых концентратов

Для перевода молибдена в оксидную форму (MoO₂, MoO₃) молибденовый концентрат подвергают окислительному обжигу, при этом окисляются и сульфиды прочих металлов (железа, меди, никеля, цинка и т. п.). Процесс сопровождается выделением большого количества тепла, внешний подогрев здесь нужен преимущественно в конце обжига, когда сульфида молибдена в огарке остается немного. Обжиг осуществляют:

• в многоподовых печах, при температуре не выше 680—750 °C (во избежание больших потерь молибдена с довольно летучей трехокисью молибдена MoO₃).
• в барабанных вращающихся печах
• в печах кипящего слоя
• в электропечах с вращающимся кольцевым подом (при температурах до 1000—1150 °C — с организацией улавливания паров MoO₃)

Отметим, что молибденитовые концентраты — один из источников получения рения. При обжиге последний образует летучий оксид Re₂O₇, удаляемый с печными газами и концентрирующийся в продуктах системы пылеулавливания (пыль, растворы).

Получение ферромолибдена

Огарок от окислительного обжига молибденового концентрата восстанавливают на ферромолибден. При этом, в принципе, возможно использование углеродистого восстановителя, но образование карбидов здесь приводит к получению высокоуглеродистого сплава, тогда как содержание углерода в товарном ферромолибдене должно быть не выше 0,05-0,5 %, поэтому чаще (особенно в России) применяют силикотермическое восстановление. По одному из способов в качестве восстановителя при этом используют ферросилиций и (для обеспечения требуемой термичности) алюминий, силикоалюминий или ферросиликоалюминий. Для разжижения высококремнеземистого шлака этого процесса в шихту добавляют плавиковый шпат и известь. Кроме того, в шихту добавляют железную руду — как флюс и источник дополнительного железа и кислорода. Внепечное силикотермическое восстановление ведут в футерованном шамотом горне, установленном в песочное основание с углублением для выплавляемого сплава. Над горном устанавливают зонт системы пылеулавливания. Плавку ведут с верхним или нижним запалом (запальная смесь — смесь стружки магниевого сплава, алюминиевой крупки и селитры). После окончания основной реакции расплав выдерживают в горне для отстаивания корольков. По окончании процесса шлак выпускают и через желоб подают в бассейн для грануляции, блок ферромолибдена охлаждают и дробят. Отходы дробления переплавляют в небольшой (2,5 МВА) электропечи. Извлечение молибдена составляет 98,7-99 % (с учетом оборотов). Куски ферромолибдена могут быть очень неоднородны по составу, поэтому иногда организуют дополнительный рафинировочный переплав их.

Существует также метод прямого получения ферромолибдена из молибденита, без промежуточного обжига - восстановление углем в присутствии извести. Но образующийся сплав при этом сильно загрязнен серой и углеродом, непосредственно для легирования стали непригоден. Его рафинирование усложняет схему производства и увеличивает потери молибдена, поэтому в настоящее время этот метод не применяют.

Примечания

1. ↑ Гасик М. И., Лякишев Н. П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. Учебник для вузов. — М. : СП Интермет Инжиниринг, 1999. — С. 650—658. — ISBN 5-89594-022-6

Литература

• Зеликман А. Н. Молибден. — М. : Металлургия, 1970. — 438 с.
• Зеликман А. Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. — М. : Металлургия, 1986. — 440 с.