بررسی اثر کار مکانیکی و افزودنی آلومینیم بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک

روش متداول برای استخراج مولیبدن، تولید از طریق تشویه و احیاء با گاز هیدروژن می باشد. این روش از محدودیت هایی برخوردار است. در این پژوهش، تأثیر آلومینیم و فعال سازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، مقدار 5 درصد وزنی آلومینیم به مخلوط پودری مولیبدنیت-آهک-گرافیت با نسبت استوکیومتری (1:2:2) اضافه گردید. سپس فعال سازی مکانیکی مخلوط پودری در اتمسفر آرگون توسط آسیاب گلوله ای سیاره ای و مدت زمان های متفاوت (0 تا 10 ساعت) انجام شد. به منظور بررسی اثر حضور آلومینیم و کار مکانیکی بر نمونه ها، با استفاده از آزمون آنالیز حرارتی هم زمان (sta)، نمونه ها در اتمسفر آرگون و با سرعت °c/min 10 تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. آزمون پراش پرتو ایکس برای نمونه ها قبل و بعد از آسیاب کاری انجام شد. نتایج نشان داد انجام آسیاب کاری به مدت 5 ساعت وبیشتر قبل از عملیات حرارتی سبب تشکیل مولیبدن و سولفید آلومینیم در محفظه آسیاب و بعد از عملیات حرارتی علاوه بر احیای مولیبدنیت، سبب تولید کاربید آلومینیم می گردد. نتایج به دست آمده در مورد اندازه دانه و کرنش ساختاری ذرات مولیبدنیت نشان داد با انجام فرایند آسیاب-کاری، اندازه دانه مولیبدنیت کاهش و کرنش ساختاری افزایش می یابد. منحنی های کسر انجام واکنش برحسب دما نشان داد دمای شروع واکنش برای هردو نمونه بدون آسیاب کاری، بدون آلومینیم و حاوی 5 درصد آلومینیم °c 1040بوده و دمای پایان واکنش برای نمونه حاوی آلومینیم نسبت به نمونه بدون آلومینیم حدود °c260 کاهش یافته است. همچنین دمای شروع و پایان واکنش برای نمونه 10 ساعت کار مکانیکی شده ، حاوی 5 درصد وزنی آلومینیم نسبت به نمونه حاوی 5 درصد آلومینیم و بدون کار مکانیکی°c 90 کاهش داشته است. به عبارت دیگر حضور آلومینیم، هرچند تأثیر زیادی بر دمای شروع واکنش نداشته اما سرعت واکنش را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در شرایط غیر همدما با استفاده از روش برازش مدل کوتز- ردفرن و روش های برازش مدل اوزاوا (fwo)، کسینجر(kas) و استارینک، بررسی و مشخص گردید در احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آلومینیم مانند مخلوط بدون آلومینیم، انجام واکنش بودوارد کندترین مرحله و کنترل کننده سرعت واکنش احیاء است. البته در حضور آلومینیم در دماهای پایین واکنش احیاء در حالت جامد به میزان ناچیزی انجام شده، همچنین واکنش بودوارد در دماهای پایین تری فعال می گردد. سپس واکنش احیای فاز میانی مولیبدات کلسیم توسط مونوکسید کربن حاصل از واکنش بودوارد انجام می شود. مدل حاکم بر واکنش نیز مدل کنترل شیمیایی f1 تعیین شد. مقدار انرژی اکتیواسیون در نمونه 10 ساعت آسیاب کاری kcal/mol 5/44 و مقدار ضریب پیش نمایی min-11012×26/2 محاسبه گردید.