李洪光，張二召

(洛陽高科鉬鎢材料有限公司，河南洛陽471000)

在鉬酸銨粉末冶金法制備鉬粉中，分為鉬酸銨焙燒－分段還原法和鉬酸銨二段還原法。而在還原過程中，影響鉬粉質(zhì)量的因素主要有原料鉬酸銨質(zhì)量、爐管及料舟材質(zhì)、氫氣質(zhì)量、環(huán)境衛(wèi)生及存放條件等多種因素。本文結(jié)合生產(chǎn)，研究在鉬酸銨二段還原過程中生產(chǎn)環(huán)境對鉬粉質(zhì)量的影響，從而找到在生產(chǎn)過程中如何改善生產(chǎn)環(huán)境能有效防止灰塵進(jìn)入的措施，生產(chǎn)質(zhì)量滿足要求的鉬粉。

1 取樣與檢測

分別取樣生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常粉末：還原爐出料端(即爐前)的灰白色“揮發(fā)物掉落物”和三次元振動篩200目篩上物中的“白色顆?！保湫蚊踩鐖D1所示。

圖1 異常顆粒形貌與正常鉬粉形貌組圖

從圖1中b與d形貌分析，兩者都是由1μm以下超細(xì)顆粒團聚而成，而組成“揮發(fā)物”的顆粒更小些，顆粒之間熔融更嚴(yán)重；從e與f形貌分析，篩上物中的“小白點”形貌顆粒大小與正常鉬粉顆粒大小接近，但顆粒之間有更加明顯的燒結(jié)頸，初步斷定這是在還原過程中溫度分布不均及局部溫度過高造成。

分析之后發(fā)現(xiàn)其中小白點的組成部分主要是Mo和Fe、Ni的合金相，Mo占其中的大部分，它的組成與舟皿材料(GH128)有很大的關(guān)系。對爐前舟皿中不同部位的粉末取樣進(jìn)行電鏡觀察，異常顆粒在物料各部位存在數(shù)量多少不一，物料表層20個、中層4個、底層13個。底層物料與舟皿接觸說明這類異常顆粒“小白點”來源于生產(chǎn)過程所用的合金舟皿，是鉬粉在高溫還原時，顆粒之間相互反應(yīng)和擴散形成。這種顆粒團聚緊密、粒徑較大，多在200目篩上物中。

而表層物料不與舟皿接觸，但是異常顆粒更多，這種異常顆粒“亮晶”在電子顯微鏡下與“小白點”顆粒形貌不同，也與正常鉬粉顆粒大小形狀都不相同。見圖2。

圖2 表層中形貌異常顆粒

圖2與圖1f對比，可明顯看出在2500倍電子顯微鏡下，樣品中確實存在有顆粒形態(tài)異常的巨大“亮晶”，這種情況在正常生產(chǎn)的鉬粉中不曾出現(xiàn)。

追蹤樣品鉬粉的組成，觀察200目篩后鉬粉形貌，發(fā)現(xiàn)過篩后樣品中同樣有異常顆粒，見圖3。

圖3 200目篩后粉末形貌

過篩后形貌異常的顆粒“亮晶”，數(shù)量明顯減少，分布均勻而且顆粒大小一致，能通過200目篩孔，如此說明并非是人為誤操作而添加的雜質(zhì)夾雜物，而是在其還原的過程中就已經(jīng)產(chǎn)生。

2 試驗結(jié)果及討論

取樣通過能譜檢測其成分，見圖4a中，異物成分含量以C和O為主，兩者之和達(dá)到84.39%，圖4b中，異物成分含量以C、O、Mg和Ca為主，C和O之和達(dá)到66.08%，Mg和Ca之和達(dá)到14.45%。判定異物為外界雜質(zhì)污染而引起。

圖4 鉬粉中異物物質(zhì)能譜

為了分離和消除這種雜質(zhì)，分別采用了過篩和加熱，之后再送樣檢測，電鏡顯示仍然不能去除這種顆粒，可見它雖然是氧碳化合物，但不是可燃燒和揮發(fā)的有機物雜質(zhì)，而是很難分解的碳酸鹽，并且部分顆粒粒徑較小能通過200篩網(wǎng)。分析組成和大小有可能是生產(chǎn)環(huán)境中灰塵進(jìn)入鉬粉而造成的影響，收集生產(chǎn)車間的窗臺、房頂和料桶表層的灰塵分析對比，如圖5。

圖5 房頂異物物質(zhì)能譜

將異常的大顆粒的形貌與圖6的灰塵顆粒形貌對比，發(fā)現(xiàn)其有一定的相似性，并且根據(jù)能譜檢測結(jié)果，鉬粉中的異常顆粒主要成分為碳和氧，其次還有鎂和鈣等，與灰塵的組成很接近，再考慮到生產(chǎn)車間環(huán)境嚴(yán)格，雜質(zhì)來源很少，可判定異常顆粒為灰塵顆粒。

3 原因分析和改進(jìn)措施

在車間內(nèi)，粉末的輸送、裝卸、篩分和包裝等生產(chǎn)過程均可能成為粉塵產(chǎn)生的原因。特別是在大風(fēng)干燥天氣下，研究表明，在生產(chǎn)條件下，機械作用力、重力和布朗運動對塵粒的影響較小，甚至可以忽略不計，而起決定性影響的是空氣流動速度。在處理散狀物料時，由于誘導(dǎo)空氣的流動，將粉塵從處理物料中帶出，污染局部環(huán)境。其中主要是一次塵化和二次塵化過程同時連續(xù)作用，室內(nèi)空氣的流動和設(shè)備的振動所造成的氣流，最終造成整個車間粉塵彌漫。

圖6 灰塵形貌

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，粉末生產(chǎn)車間應(yīng)加強管理，及時覆蓋物料和容器，及時清潔容器和工具、設(shè)備等；所有人員進(jìn)入車間應(yīng)清理身上的粉塵；增加一套自動抽風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，通過抽風(fēng)機將氫氣、煙氣、熱氣、粉塵排出室外，凈化系統(tǒng)將過濾后的空氣通入，保持車間空氣流通有效地控制粉塵向室內(nèi)擴散，避免污染作業(yè)環(huán)境，或在車間安裝合適規(guī)格的除塵器和風(fēng)機。

4 結(jié)論

(1)鉬粉中出現(xiàn)的異常顆粒，分析認(rèn)為一部分是由于生產(chǎn)中鉬粉與舟皿接觸高溫條件下經(jīng)過氧化還原反應(yīng)和相互擴散形成的，這部分顆粒與鉬粉顆粒形貌不同，基本成團聚狀，顆粒較大，有些較大顆粒肉眼可見為“小白點”。

(2)鉬粉中異常顆粒還有一部分為“亮晶”狀，其形貌顆粒大小、形狀、化學(xué)成分與灰塵相似，是受到生產(chǎn)中的粉塵或灰塵飄入污染而形成。

(3)為保證粉末的生產(chǎn)質(zhì)量，要關(guān)注粉末的生產(chǎn)環(huán)境，包括灰塵、氣候、空氣濕度等都會對粉末的質(zhì)量造成很大的影響。

［1］向鐵根.鉬冶金［M］.長沙：中南大學(xué)出版社，2002.

［2］張相一，趙寶華.對鉬粉“小白點”問題的研究和實踐［J］.中國鉬業(yè)，2003，27(2)：47－50.

［3］張楠楠，王伯鐸，馬俊杰.鉬粉清潔生產(chǎn)評價［J］.中國鉬業(yè)，2008，32(1)：19－20.