몰리브덴산암모늄(주로 이몰리브덴산암모늄, 사몰리브덴산암모늄, 칠몰리브덴산암모늄을 포함)은 몰리브덴 심가공의 중요한 중간체입니다. 몰리브덴 분말, 삼산화몰리브덴, 촉매, 몰리브덴 금속 제품 및 농업용 몰리브덴 비료 생산에 널리 사용됩니다.
몰리브덴산암모늄 생산 과정에서 응집 현상은 오랫동안 업계의 고질적인 문제로 남아 있습니다. 이러한 문제는 특히 증발 결정화, 건조, 그리고 몰리브덴 분말 생산에 사용되는 후속 수소 환원 공정에서 두드러지게 나타납니다.
응집 현상은 주로 여러 가지 방식으로 나타납니다. 결정화 과정에서 입자들은 서로 달라붙는 경향이 있으며, 그 결과 넓고 고르지 못한 구조가 형성됩니다. 입자 크기 분산성이 떨어집니다. 건조 후, 이 물질은 쉽게 단단한 덩어리나 케이크 형태로 굳어집니다. 또한, 몰리브덴산암모늄은 흡습성이 매우 강하여 수분을 쉽게 흡수하므로 응집 현상이 더욱 심해집니다.
이러한 문제들은 제품 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 유동성과 입자 크기 균일성을 저하시키고 순도에도 영향을 줄 수 있습니다. 몰리브덴 분말 생산과 같은 후속 공정에서 응집 현상은 불균일한 수소 환원과 과대 입자 생성을 초래할 수 있습니다. 결과적으로 피셔 입자 크기, 겉보기 밀도, 촉매 성능과 같은 몰리브덴 분말의 주요 특성이 부정적인 영향을 받게 됩니다.
전통적인 해결책으로는 체질, 볼 밀링 또는 고결방지제 첨가 등이 있습니다. 그러나 이러한 방법들은 개선 효과가 제한적인 경우가 많으며, 불순물을 유입시키거나 공정의 복잡성을 증가시킬 수도 있습니다.
원칙 및 장점 제트밀링
제트 밀링(다른 이름으로는 다음과 같은 것) 에어젯 밀링 유동층 제트 밀링(Fluidized-bed jet milling)은 고압 압축 공기 또는 과열 증기를 사용하여 초음속 기류(300~500m/s)를 생성하는 건식 초미세 분쇄 기술입니다. 분쇄 챔버 내부에서 입자들은 고속으로 충돌, 마찰 및 전단 작용을 거쳐 크기 감소와 응집 방지를 동시에 달성합니다.
이 기술은 열에 민감하거나 흡습성이 있거나 쉽게 응집되는 재료에 특히 적합합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 매우 효과적인 탈응집: 고에너지 입자 간 충돌은 연질 및 경질 응집체를 효율적으로 분해하여 원래의 입자 크기 분포를 복원할 수 있으며, 탈응집 효율은 100%에 근접합니다.
- 저온 처리: 발열량이 최소화되어 녹는점이 낮거나 열에 민감한 재료에 이상적이며, 추가적인 응집이나 열분해를 방지합니다.
- 정확한 입자 크기 제어: 입자 크기 분포가 좁고 표면이 매끄러우며 분산성이 뛰어난 균일한 입자를 생성합니다.
- 깨끗하고 오염 없음: 밀폐된 환경에서 작동하며 금속 마모가 최소화되어 멸균 또는 고순도 공정에 적합합니다.
- 흡습성 재료에 매우 적합합니다. 흡습성이 매우 높은 많은 화합물(특정 몰리브덴 화합물 포함)은 응집 제거 및 미세화를 위해 제트 밀링 공정을 통해 일상적으로 처리됩니다.
분말 가공 산업에서 제트 밀링은 나노 산화아연, 이산화티타늄, 수산화알루미늄과 같은 재료의 응집 문제를 해결하고 분산성 및 응용 성능을 크게 향상시키는 데 효과적인 것으로 널리 입증되었습니다.
응용 가능성 제트밀링 암모늄 몰리브덴산염 생산에서
전통적으로, 몰리브덴산암모늄 가공에서는 과대 응집체를 줄이기 위해 볼밀(예: 수평 교반 볼밀)을 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 볼밀링은 금속 오염을 유발하고 열을 발생시키며, 일반적으로 연질 응집체 파쇄에는 제트밀링보다 효율이 떨어집니다. 연구 및 산업 현장 경험에 따르면 다음과 같은 사실이 밝혀졌습니다.
- 몰리브덴 화합물(특정 몰리브덴산염 포함)은 분무 건조 또는 습식 가공 후 응집되는 경향이 있는데, 제트 밀링을 통해 서브마이크론 범위까지 효과적으로 단일 분산 상태로 복원할 수 있습니다.
- 몰리브덴 분말 생산을 위한 상류 공정에서, 몰리브덴산암모늄은 제어된 입자 크기(예: 피셔 크기 6~22μm)를 요구합니다. 제트 밀링은 이러한 규격을 정확하게 충족하는 동시에 응집체를 파괴하고 하류 공정의 수소 환원 효율을 향상시킬 수 있습니다.
- 흡습성 암모늄 몰리브덴산염의 경우, 제트 밀링의 저온 건조 환경은 수분으로 인한 응집을 줄여줍니다. 불활성 가스 보호와 결합하면 제품 안정성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
실제 산업 사례에서 볼 수 있듯이, 흡습성이 있는 유사한 몰리브덴 화합물은 제트 밀링을 이용하여 미세 분쇄되는 경우가 많습니다. 이를 통해 유동성, 입자 균일성 및 촉매 성능이 크게 향상됩니다. 암모늄 몰리브덴산염 생산 라인에 적용할 경우, 제트 밀링은 결정화 및 건조 후 또는 환원 단계 전에 설치할 수 있습니다. 이 경우, 제트 밀링은 전용 탈응집 단계로 기능합니다. 기존의 체질 및 볼 밀링 공정을 부분적으로 대체하여 전체 공정을 단순화하고 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.
결론제트 밀링은 효과적인 해결책입니다.
제트 밀링은 몰리브덴산암모늄 생산에서 고질적인 응집 문제를 해결하는 효과적인 방법입니다. 이 공정은 응집물을 효율적으로 파쇄하고 입자 크기 분포 및 분말 분산성을 향상시킵니다. 동시에 재료의 순도와 열 안정성을 유지합니다. 따라서 흡습성이 강하고 열에 민감한 몰리브덴산암모늄에 특히 적합합니다.
분말 가공 기술의 지속적인 발전으로 제트 밀링 공법을 몰리브덴산암모늄 생산에 접목하는 사례가 증가할 것으로 예상됩니다. 연속 증발 결정화 및 표면 개질과 같은 공정과 결합될 경우, 제트 밀링은 제품 품질 향상 및 균일성 증대에 기여할 것입니다. 이는 촉매, 몰리브덴 분말, 심가공 몰리브덴 제품 등의 응용 분야에서 경쟁력 강화를 가져올 것입니다.
향후 공기압 및 공급 방식과 같은 작동 매개변수를 더욱 최적화하면 제트 밀링이 몰리브덴산암모늄 생산의 표준 솔루션으로 자리 잡을 수 있을 것입니다.
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— 게시자 에밀리 첸