احياي آلومينوترمي تري اكسيد موليبدن خاتون آباد در ماكروويو: بررسي تاثير اندازه ذرات آلومينيوم و جرم نمونه بر فرآيند احيا

Aluminothermic Reduction of Khatoon Abad Molybdenum Trioxide in Microwave: Investigation on the Effect of Aluminum Particle Size and Scale-up on the Reduction Process

در اين پژوهش، ابتدا امكان سنجي احياي آلومينوترمي تري اكسيد موليبدن با استفاده از ماكروويو در نمونه 10 گرمي بررسي شد و سپس تاثير اندازه ذرات آلومينيوم بر احياي آلومينوترمي تري اكسيد موليبدن با استفاده از ماكروويو مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليز پراش پرتو ايكس محصولات واكنش به همراه بررسي هاي ترموديناميكي نشان داد كه احياي آلومينوترمي تري اكسيد موليبدن با تشكيل محصولات مياني Al2 (MoO4) 3 و MoO2 پيش رفته و محصولات نهايي واكنش شامل موليبدن فلزي و اكسيد آلومينيوم مي باشد. در اين پژوهش، جهت بررسي تاثير اندازه ذرات عامل احيا كننده آلومينيوم بر محصولات واكنش، آلومينيوم در سه اندازه ذره متوسط 45، 100 و 150 ميكرون تهيه و در نسبت استوكيومتري با تري اكسيد موليبدن مخلوط و پرس گرديده و در ماكروويو احيا شد. احياي نمونه ها در محيط ماكروويو نشان داد كه با كاهش اندازه ذرات آلومينيوم، زمان لازم جهت احتراق و انجام واكنش احيا كاهش مي يابد. الگوي پراش محصولات احيا نيز نشان داد كه با كاهش اندازه ذرات آلومينيوم، تشكيل فازهاي مياني MoO2 و Al2(MoO4) 3 كاهش يافته و عمدتا فلز موليبدن و اكسيد آلومينيوم به عنوان محصولات نهايي فرآيند احيا تشكيل مي شود. در تحقيق حاضر، جهت بررسي تاثير جرم نمونه بر احياي آلومينوترمي تري اكسيد موليبدن، سه جرم 10، 100 و 1000 گرم انتخاب گرديد. جهت تهيه نمونه هاي 10 و 100 گرمي از روش فشردن پودر در قالب پرس استفاده شد و نمونه ها درون ماكروويو احيا گرديدند. در اين تحقيق با توجه به عدم امكان فشرده سازي پودر با جرم 1000 گرم با استفاده از قالب و پرس و احيا آن در مايكرويو خانگي، براي تهيه اين نمونه ها از روش ملات سازي و براي احيا آن ها از شعله اكسي استيلن بهره استفاده شد. نتايج الگوي پراش پرتو ايكس نشان داد كه با افزايش جرم نمونه، خلوص موليبدن فلزي افزايش يافته و درصد موليبدن باقي مانده در سرباره كاهش مي يابد.

Feasibility of aluminothermic reduction of molybdenum trioxide by microwave oven and then the effect of aluminum powder particle size and size of the sample on the reduction process was studied. XRD patterns and thermodynamic studies indicated that aluminothermic reduction of molybdenum oxide progressed through the formation of intermediate phases such as Al2 (MoO4)3 and MoO2, where the final products were elemental Mo and Al2O3. Effect of aluminum powder particles size on reduction process, aluminum powder with three different average sizes of 45, 100 and 150 microns were mixed with the molybdenum oxide in stoichiometric ratio and reduced in microwave. Results revealed that by decreasing particle size of the Al powders, the time required for both combustion and reduction processes decreased. XRD pattern revealed that undesired phases of molybdenum dioxide (MoO2) and aluminum molybdate Al2(MoO4)3 decreased by decreasing alumunim particles size and mostly Mo and Al2O3 were detected as final products. In order to investigate the effect of sample’s weight on the aluminothermic reduction of molybdenum oxide, three samples with the weight of 10, 100 and 1000 g were selected. The samples with 10 and 100 g weight were prepared by pressing in a die and were reduced in microwave. For the large sample, a traditional brick fabrication method was used and the reduction process was initiated by the help of oxyacetylene firing. XRD results showed that by increasing the mass of system, the amount of metallic Mo in molten metal was increased and decreased in slag phase.