В процессе производства ферромолибдена восстанавливается 99% окислов молибдена. Окисление кремния окислами железной руды сопровождается дополнительным выделением тепла. Окись железа руды примерно на 42% восстанавливается до железа, а остальная часть ее — до закиси железа, при этом закись железа переходит в шлак и способствует его расжижению.
При производстве ферромолибдена образуется очень вязкий высококремнеземистый шлак. Снижение его вязкости достигается введением в него закиси железа, извести, плавикового шпата и глинозема. Глинозем вводят в шлак, заменяя часть восстановителя — кремния алюминием, что значительно повышает приход тепла, приводит к повышению температуры расплава и уменьшению вязкости шлака.
Расчет шихты, для производства ферромолибдена, дает примерно следующий состав колоши: 100 кг молибденового концентрата, 30 кг 75%-ного ферросилиция и 3,7—5 кг алюминиевой "крупки или 38—39 кг ферросиликоалюминия, 18 кг железной руды, 23 кг железной стружки, 3 кг извести и 3 кг плавикового шпата. На одну плавку расходуются 42 колоши. Загруженную в шахту шихту уплотняют, что позволяет повысить извлечение молибдена на — 0,1%.
Таблица 1. Химический состав ферромолибдена
Производство ферромолибдена FeMo проводят в футерованном шамотным кирпичом цилиндре — плавильной шахте, поставленной на песочное основание, в котором сделано углубление («гнездо») для приема расплавленного сплава. В плавильной шахте имеется летка для выпуска шлака. Сверху шахта закрывается футерованным сводом с отверстием для отвода газов. Производство ферромолибдена ведут с верхним запалом, обеспечивающим сокращение потерь молибдена. Нормально плавка продолжается 25—40 мин. Оптимальная температура процесса 1850—1950°С. Нормальный ход технологического процесса характеризуется большим выходом газов с поверхности колошника. Шлак при выпуске и взятии пробы образует нити и по охлаждении становится стекловидным от светло-синего до темного цвета. После окончания плавки делают 40—50-мин выдержку для полного оседания корольков сплава и затем шлак выпускают в изложницу или гранулируют.
Ниже приводится примерный состав шлака промышленных плавок ферромолибдена, %:
0,06—0,15 Мо, 62—68 SiO2, 7—11 FeO, 9—13 Al2O3, 6—8 СаO и 1—3 MgO.
Блок ферромолибдена оставляют в «гнезде» на 7—8 ч до полного затвердевания и затем для окончательного охлаждения помещают в бак для замочки, куда подается вода. Здесь сплав в течение 4 ч полностью остывает. После этого сплав дробят до кусков массой до 5 кг, чистят и упаковывают.
Важнейшей задачей производства ферромолибдена является обеспечение высокого использования молибдена, которое составляет в отечественной промышленности 98,75%. Это достигается устройством совершенной системы пылеулавливания как от обжиговых печей, так и от плавильных шахт и тщательным сбором и полной утилизацией всех металлсодержащих отходов.
Извлечение молибдена из отходов осуществляют в электрической печи мощностью 1,5 МВА плавкой на «блок» с периодическим выпуском шлака. Полученный ферромолибден переплавляют вместе с шихтой в металлотермической плавке. Пыль из электрофильтров перерабатывают и получают молибденсодержащие шлаки, направляемые на выплавку ферромолибдена и свинцововисмутового сплава.
На производство 1 базовой (60% Мо) тонны ферромолибдена расходуется 1191 кг молибденового концентрата (51% Мо), 270 кг железной руды, 230 кг стальной стружки, 362 кг 75%-ного ферросилиция, 57 кг алюминия, 265 кг извести, 30 кг плавикового шпата и 2,88 ГДж (800 кВт-ч) электроэнергии.
Восстановление молибдена углеродом, происходящее по реакции:
легко осуществимо в электрической печи. Но этот процесс связан со значительными потерями молибдена и создает определенные трудности по рафинированию сплава от углерода, так как параллельно протекает реакция:
2/3MoO3 + 7/3C = 1/ЗMo2C + 2CO;
G° = 214 910 - 316,1 Т Дж/моль (51 330 - 75,51 Т кал/моль)
В связи с этим в СНГ используют только металлотермический метод производства ферромолибдена, осуществляемый по реакции:
