孫凱學(xué)，冀亞利

(金鉬股份化學(xué)分公司，陜西 渭南 714000)

0 引言

鉬作為一種稀有的礦產(chǎn)資源，屬于高熔點(diǎn)金屬，主要用于石油化工、生物醫(yī)學(xué)以及軍工材料等行業(yè)中。然而，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)市場對鉬的需求量也在進(jìn)一步增加。我國是世界鉬生產(chǎn)大國，已經(jīng)行成了采選以及冶煉、深加工為一體化的，比較完善的工業(yè)體系，不管是在消費(fèi)方面還是在產(chǎn)量方面，都是我國排在第一位。我國的鉬產(chǎn)量大約在九百萬噸左右，排名在世界各國前列。鉬儲量礦區(qū)總共有二百多個(gè)，最主要集中在河南、陜西以及吉林等多個(gè)地方。河南是最為多的地區(qū)，要占到鉬總量的30%以上，如圖1所示。隨著我國社會各方面的發(fā)展，鉬化工已經(jīng)由原來的傳統(tǒng)行業(yè)向核能以及催化劑等領(lǐng)域發(fā)展，也由傳統(tǒng)轉(zhuǎn)為清潔型和綠色型。

圖1 我國各省鉬資源分布情況

1 鉬化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)行鉬化工生產(chǎn)，一般主要有三種生產(chǎn)方式，即生產(chǎn)鉬酸銨相關(guān)產(chǎn)品、生產(chǎn)二硫化鉬以及生產(chǎn)高純氧化鉬。當(dāng)前對鉬化工生產(chǎn)我國已經(jīng)具備一定的規(guī)模，但是大多數(shù)的生產(chǎn)工藝還是延續(xù)傳統(tǒng)的工藝，很多化工園區(qū)也具有自行治理以及獨(dú)立生產(chǎn)的能力，但是因?yàn)椴煌沫h(huán)境條件以及不同的工藝水平，導(dǎo)致化工產(chǎn)品的性質(zhì)也各有不同。通過對設(shè)備的不斷優(yōu)化、引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)以及對自身技術(shù)的改進(jìn)等措施，鉬化工生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)的提升以及產(chǎn)能的優(yōu)化，能夠滿足基本的應(yīng)用。

隨著人們相關(guān)法律意識以及環(huán)境保護(hù)意識的逐步增強(qiáng)，各種投訴也變得更多，導(dǎo)致在化工生產(chǎn)中的制約因素也越來越多。有些鉬化工企業(yè)地處偏僻區(qū)域，且生產(chǎn)規(guī)模較小，出現(xiàn)的不達(dá)標(biāo)生產(chǎn)及排放的情況更甚。在生產(chǎn)鉬酸銨的過程中，會含有氨氣體，其會自由地逸散，含氨的廢水稀釋后排放，含鉬氨浸渣也出現(xiàn)了隨機(jī)自由堆放的情況，造成了巨大的資源浪費(fèi)，同時(shí)也對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。在生產(chǎn)二硫化鉬潤滑材料的過程中，由于控制工藝的能力比較差，生產(chǎn)環(huán)境中酸氣以及粉塵等對操作人員的身心健康都造成了嚴(yán)重的影響。再加上對廢水的處理方法不當(dāng)，處理措施不徹底，以及不穩(wěn)定的廢渣處理方式，導(dǎo)致重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，繼而產(chǎn)生了二次污染的情況[1]。所以當(dāng)務(wù)之急就是將鉬化工生產(chǎn)的現(xiàn)狀加以改善，大力減少產(chǎn)生的污染物，促進(jìn)鉬化工的綠色發(fā)展。

2 鉬化工綠色生產(chǎn)的必要性

當(dāng)前，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及鋼鐵行業(yè)中鉬產(chǎn)品仍占據(jù)著主導(dǎo)地位，并且化工產(chǎn)品的消費(fèi)水平也在不斷上漲。部分龍頭企業(yè)在生產(chǎn)工藝上不斷進(jìn)行創(chuàng)新，在生產(chǎn)過程中也致力于生態(tài)型生產(chǎn)，加強(qiáng)了對污染的治理，從而實(shí)現(xiàn)了鉬化工生產(chǎn)的綠色化[2]。鉬化工產(chǎn)品主要能夠?yàn)楹罄m(xù)加工提供最為優(yōu)質(zhì)的原料，在保障經(jīng)濟(jì)、合理、安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鉬化工的綠色優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，最終創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)價(jià)值共享。

鉬化工生產(chǎn)中的鉬酸銨產(chǎn)品，首先是緊緊圍繞著鋼鐵冶煉行業(yè)，對鋼鐵性能加以改善，對其應(yīng)用的范圍進(jìn)行擴(kuò)大，從而將冶金行業(yè)進(jìn)行深入地推進(jìn)。其次，依舊需要進(jìn)一步提升產(chǎn)品品質(zhì)，確保其純度更高，從而可以為材料行業(yè)提供強(qiáng)有力的保障，繼而將鉬產(chǎn)品的性能加以發(fā)揮。二硫化鉬等產(chǎn)品，在摩擦材料、工程塑料行業(yè)以及潤滑行業(yè)中有比較廣泛的應(yīng)用，不斷研發(fā)納米級、超純的二硫化鉬產(chǎn)品是一個(gè)主要的發(fā)展方向，同時(shí)也可以為類石墨烯二硫化鉬以及噴涂材料等的相關(guān)研究提供有力的保障。

3 我國鉬資源特點(diǎn)

主要包括以下3點(diǎn)：(1)品味低。從整體情況來看，我國鉬礦最為顯著的特點(diǎn)就是探明儲量比較多，但是與世界上其他國家相比較，其品味還略有遜色，大部分都屬于低品味的礦床。礦區(qū)平均品味小于0.1%，儲量卻占到了總儲量的60%以上，在0.01%～10.00%間的。中等品味的儲量占總儲量的30%，品味較富的會占到總儲量的4%，如圖2所示。(2)規(guī)模比較大。從統(tǒng)計(jì)來看，儲量比較大的礦，且總儲量在十萬噸以上的，其儲量就會占到整個(gè)鉬儲量的76%；如果是儲量在1萬噸到10萬噸之間的礦床，其總儲量會站到20%；露采鉬礦床儲量占總儲量的64%。另外，大部分的礦床可以進(jìn)行露采，鉬礦的顆粒也比較打，這些都是屬于易選型。從目前的礦石類型來看，我國的鉬礦儲量主要是利用硫化鉬礦石為主，其儲量占到鉬礦總儲量的99%。(3)經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，鉬是單一礦產(chǎn)的礦床，其儲量僅占到全國鉬總儲量的14%。其不僅作為主礦產(chǎn)存在，還會伴隨著其他有用組分的礦床存在，其儲量站到總儲量的64%。

圖2 我國各品味鉬礦儲量分布

4 鉬化工產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用

4.1 生產(chǎn)

(1)生產(chǎn)鉬酸銨。生產(chǎn)鉬酸銨主要采用的是新工藝，即無酸除雜，運(yùn)用全封閉的管路進(jìn)行輸送，閉路自動(dòng)循環(huán)過濾，這樣就可以為連續(xù)結(jié)晶提供非常優(yōu)異的凈化液，借助自動(dòng)分選分級系統(tǒng)，產(chǎn)出不同需求規(guī)格的產(chǎn)品。在進(jìn)行鉬酸銨的生產(chǎn)過程中，會有氨氣自由逸散的情況，因此對其進(jìn)行集中收集，然后采用多級處理，吸收不同的介質(zhì)，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行回用，確?？梢匝h(huán)加以使用。針對高含鉬廢水，運(yùn)用除雜濃縮工藝，然后再將其加工成產(chǎn)品，對資源的利用也是一種有效的提高。針對低含鉬廢水，主要運(yùn)用的是離子交換回收回用生產(chǎn)工藝，然后將其加工成為新的產(chǎn)品，不但可以將有價(jià)元素進(jìn)行回收，對重金屬的排放也是一種有效的減少。對于含鉬氨的浸渣，多次的冶煉試驗(yàn)后，可以進(jìn)行推廣并使用，從而可以冶煉出合格的鉬鐵，實(shí)現(xiàn)了最短工藝、最為有效、最經(jīng)濟(jì)的利用。整個(gè)鉬酸銨的生產(chǎn)工藝線不但具有生產(chǎn)的清潔性，而且產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性、均一性等都有非常顯著地提升，從而給國內(nèi)外加工提供了堅(jiān)實(shí)的保障[3]。

(2)生產(chǎn)二硫化鉬。使用的原料主要是鉬精礦，在生產(chǎn)過程中主要采用的是高溫轉(zhuǎn)型雜質(zhì)再烘干的新的方法，對反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，有效降低酸單耗，同時(shí)聯(lián)合酸浸除雜工藝，工藝路線也得到了明顯的縮短。運(yùn)用專利技術(shù)多級吸收，能夠?qū)⒌趸锏呐欧艔氐准右愿Ｒ驗(yàn)樵谏a(chǎn)工藝中會有廢酸以及自由逸散的酸氣，所以可以借助中和降解，對雜質(zhì)元素進(jìn)行固定，繼而實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。通過對產(chǎn)品的分級以及工藝的不斷優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)集約化的生產(chǎn)，從而可以給市場中提供幾十種規(guī)格的產(chǎn)品。

(3)生產(chǎn)高純氧化鉬。運(yùn)用多種生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，對于綜合生產(chǎn)能力加以不斷地提升。加強(qiáng)對新型捕塵材料的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)場中的粉塵污染以及拋灑等明顯降低，同時(shí)把回收料進(jìn)行產(chǎn)品化，回收率指標(biāo)也得到了大幅度地提升。在進(jìn)行焙解的過程中會有氨氣產(chǎn)生，運(yùn)用聯(lián)合吸收的方式，最終可以形成稀氨水，應(yīng)用到鉬酸銨生產(chǎn)線中，能夠顯著地降低輔料產(chǎn)生的損耗。此種工藝主要是對氨氣進(jìn)行多級吸收然后回收到鉬酸銨生產(chǎn)線。

在鉬化工現(xiàn)行的三大產(chǎn)品生產(chǎn)中，需要從生產(chǎn)源頭加強(qiáng)，同時(shí)還需要加強(qiáng)工藝過程的管理，將工藝加以不斷地優(yōu)化。循環(huán)利用氨氣也能夠顯著降低單耗，對低溫氨浸的探索，蒸汽的用量也能有效地減少，實(shí)現(xiàn)減量化的目的。對廢渣、低鉬廢水中的鉬進(jìn)行強(qiáng)制回收，也可以加強(qiáng)廢物資源化利用，部分廢水中的氨氮能夠轉(zhuǎn)型成為農(nóng)肥，最終實(shí)現(xiàn)無害化、綠色化的生產(chǎn)。

4.2 應(yīng)用

(1)鉬焙砂的應(yīng)用。鉬焙砂，一般又叫工業(yè)氧化鉬，其主要是添加于合金以及不銹鋼中的主要鉬產(chǎn)品。為了更好地滿足煉鋼的需求，工業(yè)氧化鉬產(chǎn)品會有多種包裝以及形式。比如工業(yè)氧化鉬粉就有罐裝、桶裝以及袋裝等幾種包裝形式，而工業(yè)氧化鉬球則呈現(xiàn)出無碳球樣，也有桶裝和袋裝的形式。

(2)工業(yè)氧化鉬塊。鉬鐵是將工業(yè)氧化鉬和氧化鐵通過熱還原制備而成，通常含鉬60%～70%，一般冶煉工藝中其主要起添加劑的作用，比如在感應(yīng)熔煉中則不會還原氧化物。當(dāng)前一些含鉬比較高的鉬鐵產(chǎn)品也有生產(chǎn)。有些含鉬合金在冶煉時(shí)必須要與鉬金屬一起，但不能與鐵結(jié)合。金屬鉬是把高純氧化鉬或鉬酸銨進(jìn)行氫還原而生產(chǎn)出來的，通常將其制作成鉬粉，主要是裝卸方便，當(dāng)鉬粉球化之后，更加方便熔煉車間進(jìn)行操作。有些工業(yè)氧化鉬會被加工成為鉬化工產(chǎn)品或者是純度更高的鉬金屬。因?yàn)殂f化工產(chǎn)品的特性比較多，所以具有十分廣泛的應(yīng)用，如：鉬金屬、鉬鐵以及工業(yè)氧化鉬等。

5 鉬化工產(chǎn)品的發(fā)展前景及未來應(yīng)用領(lǐng)域

5.1 發(fā)展前景

(1)鉬酸銨。在鋼鐵冶煉行業(yè)中發(fā)揮著巨大的價(jià)值，能夠?qū)撹F的性能加以改善，其應(yīng)用范圍也更為廣泛，從而為冶金行業(yè)的發(fā)展提升一個(gè)新的發(fā)展臺階。另外對產(chǎn)品品質(zhì)則需要進(jìn)一步提升，確保產(chǎn)品的純度更高，從而可以為化工材料行業(yè)提供有效保障，將鉬化工產(chǎn)品的性能加以充分發(fā)揮。

(2)二硫化鉬。更好地滿足摩擦材料、工程塑料以及潤滑行業(yè)的需求，積極研發(fā)出超細(xì)超純的二硫化鉬，繼而也可以為二硫化鉬烯以及噴涂材料的研究提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(3)高純?nèi)趸f。對石油化工以及金屬的應(yīng)用加以不斷地拓寬，研發(fā)超純超細(xì)的氧化鉬，為核工業(yè)以及靶材的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.2 未來應(yīng)用領(lǐng)域

(1)催化劑。在礦石燃料加氫脫氮、除鉛脫汞等方面鉬催化劑都產(chǎn)生著十分重要的作用，同時(shí)其還可以對工業(yè)廢水進(jìn)行處理，更好地分解硫化氫等[4]。(2)納米材料。未來人類的生活以及科學(xué)的發(fā)展在很大程度上會受到納米材料技術(shù)的影響，同時(shí)也會對社會的變革產(chǎn)生非常巨大的作用。(3)潤滑劑。作為固體潤滑劑的二硫化鉬產(chǎn)品，有著比較多的類型，此外有機(jī)鉬以及鉬酸鉛的市場也非常巨大。并且在日用品以及顏料等領(lǐng)域中，鉬酸鋅、鉬酸鈉等產(chǎn)生的作用也不容小覷。

6 結(jié)語

總之，隨著近些年來經(jīng)濟(jì)技術(shù)以及科技水平的不斷發(fā)展，鉬化工的產(chǎn)量和消費(fèi)也呈現(xiàn)出逐步增加的發(fā)展趨勢。隨著我國交通、工業(yè)、航空以及機(jī)械等各個(gè)行業(yè)的持續(xù)不斷地發(fā)展，在生產(chǎn)過程中對鋼的需求也呈現(xiàn)出逐步增長的趨勢，這也促進(jìn)了鉬消費(fèi)的增長。要想實(shí)現(xiàn)對鉬資源的保護(hù)，更好地滿足社會生產(chǎn)的需求，需要國家相關(guān)部門加強(qiáng)對鉬開采以及出口的限制，重視鉬資源的回收及利用，提高對鉬金屬的綜合回收率。