The Effect of Mechanical Activation and Sodium Carbonate on the Kinetics of Molybdenite Carbothermic Reduction

مهندسی متالورژی و مواد

Article 4, Volume 26, Issue 1 - Serial Number 11, March 2015, Pages 53-68   

Document Type: Original Articles

DOI: 10.22067/ma.v26i1.25327

Authors

kazem sheybani^* ; Mohammad hasan abbasi; Morteza shamanian

Isfahan University of Technology

Abstract

In this research, kinetics of carbothermic reduction of molybdenite in the presence of different amounts of sodium carbonate has been studied. Mixed powders consisting of molybdenite, graphite and sodium carbonate with three mole-ratios of 1:4:2,1:4:3 and 1:4:4 were mechanically activated for 40 hours. The results of X-ray diffraction on activated samples showed that no reaction occurrs in different samples during milling. The effect of mechanical activation on reduction of molybdenite particle size in three mixtures having different amounts of sodium carbonate was investigated by the Williamson-Hall method. The results indicated that the grain size of molybdenite increases with increasing the amount of sodium carbonate in different samples. To study the kinetics of carbothermic reduction of molybdenite in the presence of different amounts of sodium carbonate, simultaneous thermal analysis (STA) with heating rates of 10, 15 and 20 0C/min was carried out on activated samples. The results were evaluated using the Friedman, Kissinger and Ozawa approaches and it was found that the temperature and activation energy of molybdenite carbothermic reduction in the presence of sodium carbonate increase with an increase in the amount of sodium carbonate in different samples.

Keywords

Molybdenite; carbothermic reduction; kinetics; sodium carbonate; mechanical activation

References

Werner V., Hugo M., "Mechanisms of the hydrogen reduction of molybdenumoxides", International Journal of Refractory Metals, Vol. 20, pp. 261-269, (2002).

2. Cao Zh., Zhong H., "A novel technology for molybdenum extraction from molybdenite concentrate", Hydrometallurgy, Vol. 99, pp. 2-6, (2009).

3. lalik E., "Kinetic analysis of reduction of MoO3 to MoO2", Catalysis Today, Vol. 169, pp. 85-92, (2011).

4. Gupta, C.K, Extractive metallurgy of molybdenum, CRC press, USA, (1992).

5. Prasad P.M., Mankhand T.R., "Lime-scavenged reduction of molybdenite", Minerals Engineering, Vol. 6, No.8-10, pp.857-871, (1993).

6. ابول پور، ب، افصحی، م، "بررسی اثر ریز ساختار آهک بر مدل سازی واکنش احیای هیدروژنی مولیبدن دی سولفید"نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، ص ص 25-41، (1390).

7. Padilla R., Ruiz M.c., Sohin H.Y., "Reduction of Molybdenite with carbon in the presence of lime", Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 28B, pp.265-274, (1997).

8. آذر دودران، ه، عباسی م. ح، پنجه پور، م، "بررسی اثر فعال سازی مکانیکی بر سینتیک احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک در شرایط همدما" مجموعه مقالات دوازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، (1387).

9. آذردودران، ه، بررسی اثر فعال سازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1388).

10. لقمانی دوین، ن، بررسی تأثیر آهن و کار مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور آهک، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1390).

11. لقمانی ن، عباسی م.ح، احمدیان م، "بررسی تاثیر حضور آهن بر سینتیک احیای مکانوشیمیایی مولیبدنیت " مجموعه مقالات اولین همایش ملی مس، ص ص 516-524، کرمان (1390).

12. بیرالوند، خ، عباسی، م. ح، سعیدی، ع، "بررسی ترمودینامیکی احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسید منیزیم"مواد پیشرفته در مهندسی، سال 31، شماره 1، (1391).

13. بیرالوند، خ، تاثیر فعال سازی مکانیکی بر احیای کربوترمی مولیبدنیت در حضور اکسیدهای قلیایی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، (1390).

14. Lin C., Chen H., “Carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of sodium carbonate”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol. 39, pp. 457-465, (2008).

15. Huang C., Lin C., “Kinetics of the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of the calcium oxide”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol. 38, pp. 143-149, (2007).

16. Lin C., Peng Y., “The effects of catalysts on the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of calcium oxide”, Journal of The Chinese Institute of Chemical Engineers, Vol.38, pp.91-93, (2007).

17. Huping H., Qiyuan Ch., Zhoulan Y., “Structural change of mechanically activated molybdenite and the effect of mechanical activation on molybdenite”, Materials Transactions, Vol. 35B, pp. 1203-1207, (2004).

18. Balaz P., Tokacs L.,Luxova m., “Mechanochemical processing of sulphidic minerals”, International Journal Process, Vol. 74, pp. 365-371, (2004).

19. Kissinger H., “Reaction kinetics in differential thermal analysis”, Anal.chemical, Vol.29, pp.1702-1706, (1957).

20. Ozawa T., “A new method of analyzing thermogravimetric data”, chemical.society, Vol.38, pp.1881-1887, (1965).

21. Roine A., : outokumpu HSC chemistry software, ver. 5.1, (2002).