Metallet molybden skylder navnet sitt til den ytre likheten mellom molybdendisulfid og blymalm - galena (det greske navnet for bly er molybdos).
Elementfunnhistorikk
I middelalderen i Europa ble molybden k alt tre mineraler med ulik sammensetning, men nesten like i farge og struktur på mineralet - galena (Pbs), molybdenitt (MoS2) og grafitt (C). For øvrig ble mineralet "molybdenglans" (et annet navn for molybdenitt) brukt som bly for blyanter som etterlot et grønngrått merke på arket.
Molybdenmetall, 42 grunnstoffer i det periodiske systemet til Mendeleev, regnes for å være fødestedet til Sverige. I 1758 antydet kjemikeren og mineralogen fra dette landet, oppdageren av nikkel, Axel Cronstedt, at de ovennevnte mineralene har en helt annen natur. To tiår senere oppnådde hans landsmann, en farmasøytisk kjemiker fra Köping, Karl Scheele, molybdinsyre i form av et hvitt bunnfall ("hvit jord") ved å koke molybdenitt i konsentrert salpetersyre. Forskeren forsto intuitivt at hvis molybdinsyre kalsineres med kull, så er det mulig å isoleremetall. Da han ikke hadde en passende ovn, sendte han prøver til Peter Gjelm, som i 1782 isolerte et nytt metall med store mengder karbidurenheter. Kolleger k alte grunnstoffet "molybden" (formelen i det periodiske systemet er Mo).
Relativt rent metall ble oppnådd først i 1817 av Jens Berzelius, president for det svenske vitenskapsakademiet.
Karakterisering av et enkelt stoff
Produksjonsmetoden har stor innflytelse på de fysiske egenskapene til molybden og dets utseende. Pulverisert metall, emner og stenger før sintring - mørkegrå. Paletten av bearbeidede valsede produkter er mye rikere - fra nesten svart til lyst sølv. Tettheten av molybden er 10,28 t/m3. Metallet smelter ved en temperatur på 2623˚С, og ved 4639˚С koker det. Helt rent molybden har utmerket formbarhet og duktilitet, noe som garanterer enkel rulling og stempling. Et arbeidsstykke med en diameter på opptil 12 mm, selv ved romtemperatur, kan fritt bindes med en dobbel knute eller rulles ut til en tynn folie. Metallet har god elektrisk ledningsevne. Tilstedeværelsen av urenheter øker hardheten og sprøheten og bestemmer i stor grad de mekaniske egenskapene til molybden.
Major Connections
Som en del av komplekse stoffer, viser grunnstoffet en annen grad av oksidasjon fra +2 til den høyeste (sistnevnte forbindelsene er de mest stabile), som bestemmer de kjemiske egenskapene til molybden. Dette metallet er preget av forbindelser med oksygen og halogener (MoO3, MoCl5) og molybdater (s alter av molybdinsyre). Oksidasjonsreaksjoner er bare mulig ved høye temperaturer (fra 600˚С). Ytterligere økning vil føre til at molybden interagerer med karbon, fosfor og svovel. Det løser seg godt i salpetersyre eller oppvarmet svovelsyre.
Fosforsyre, arsen, borsyre og kiselsyre danner komplekse forbindelser med molybden. Det mest kjente og vanlige s altet er ammoniumfosfomolybdat. Stoffer som inneholder molybden utmerker seg ved en bred fargepalett og ulike nyanser.
Molybdenmalmbehandlingsteknologi
Industriell produksjon av absolutt ren molybden ble mestret først på 1900-tallet. Den kjemiske behandlingen av molybdenmalm innledes av dens fornyelse: etter maling i knusere og kulemøller er hovedmetoden fem eller seks flotasjon. Resultatet er en høy konsentrasjon (opptil 95 %) av molybdendisulfid i råvaren.
Det neste og viktigste steget er å skyte. Her fjernes uønskede urenheter av vann, svovel, rester av flotasjonsreagenser og molybdendisulfid oksideres til trioksid. Videre rengjøring er mulig på flere måter, men følgende er de mest populære:
- ammoniakkmetode, der molybdenforbindelser er fullstendig oppløst, og urenheter fjernes;
- sublimering ved en temperatur på 900 til 1100 ˚С. Resultatet – konsentrasjonen av MoO3 stiger til 90-95%.
Industriell produksjon av metallisk molybden
Passering av hydrogen gjennom renset molybdentrioksid (i laboratorier forreduksjoner bruker ofte karbon eller karbonholdige gasser, aluminium, silisium) får pulverisert metall. Prosessen foregår i spesielle rørovner med en gradvis økning i temperaturen fra 500 til 1000 ˚С.
Prosesskjeden for produksjon av kompakt molybdenmetall inkluderer:
- Trykker. Prosessen foregår i stålformer under trykk opp til 300 MPa. Bindingskomponenten er en alkoholløsning av glyserin. Maksimal del av emnene (stikkene) overstiger ikke 16 cm2, og lengden er 600 cm. For større brukes gummi- eller polymerformer. Pressingen foregår i arbeidskammer der væske injiseres under høyt trykk.
- Sintring. Det skjer i to etapper. Den første - lav temperatur, som varer 30-180 minutter (avhengig av størrelsen på arbeidsstykket), utføres i muffelovner i en hydrogenatmosfære ved en temperatur på 1200 ˚С. I det andre trinnet (sveising) oppvarmes arbeidsstykket til en temperatur nær smeltepunktet (2400-2500 ˚С). Som et resultat avtar porøsiteten og tettheten av molybden øker.
Store emner som veier opptil 3 tonn sintres i induksjons-, elektronstråle- eller lysbueovner. Prosessen fullføres ved mekanisk bearbeiding av sintrede produkter.
Rikeste innskudd
Molybden er et ganske sjeldent grunnstoff i jordskorpen og i universet som helhet. Av de to dusin mineralene som finnes i naturen, er det kun molybdenitt som er av vesentlig industriell betydning.(MoS2). Ressursene er ikke uendelige, og teknologier for utvinning av metall fra powellitter og molybdater er allerede utviklet. Avhengig av mineralsammensetningen og formen på malmlegemene deles forekomstene inn i vene, venedisseminert og skarn.
Globale påviste reserver av elementet utgjør 19 millioner tonn, med nesten halvparten i Kina. Siden 1924 har den største molybdenforekomsten vært Climax-gruven (USA, Colorado) med et gjennomsnittlig innhold på opptil 0,4 %. Ofte utføres utvinning av molybdenmalm sammen med utvinning av kobber og wolfram.
I Russland utgjør molybdenreservene 360 tusen tonn. Av de 10 utforskede forekomstene er bare 7 kommersielt utviklet:
- Sorskoe and Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe og Zhirekenskoe (Østlige Transbaikalia);
- Orekitkanskoe (Buryatia);
- Labash (Karelia);
- Tyrnyauz (Nord-Kaukasus).
Produksjonen er laget med både åpne og lukkede metoder.
The Secret of the Samurai Swords
I flere århundrer har europeiske våpensmeder og vitenskapsmenn slitt med mysteriet om skarpheten og styrken til eldgamle japanske sverd fra begynnelsen av det andre årtusen, uten å lykkes med å lage de samme høykvalitets kantvåpen. Først på slutten av XΙX århundre, etter å ha oppdaget molybdenurenheter i japansk stål, var det mulig å løse denne gåten.
For første gang ble den industrielle bruken av molybden som legeringsadditiv for å forbedre kvaliteten på stål (som gir det hardhet og seighet) mestret i 1891 av Schneider& Co fra Frankrike.
Den første verdenskrig fungerte som en betydelig stimulans for utviklingen av molybdenmetallurgi. Det er betydelig at tykkelsen på frontpansringen til de anglo-franske stridsvognene, lett gjennomboret av tyske granater av samme kaliber, ble redusert fra 75 mm til 25 mm ved å legge til 1,5-2% molybden til stålet på panserplatene. Dette økte styrken til maskinen betydelig.
Påføring av molybden
Mer enn 80 % av all molybden som brukes i industrien, faller på jernmetallurgi. Uten det er produksjon av varmebestandig støpejern, konstruksjons- og verktøystål utenkelig. En vektdel av elementet forbedrer stålkvaliteten tilsvarer to vektdeler wolfram. Siden tettheten til molybden er to ganger mindre, er legeringene betydelig bedre i kvalitet enn wolframlegeringer ved driftstemperaturer under 1370 ˚С. Molybdenstål egner seg bedre til karburering.
Molybden er etterspurt i radioelektronisk industri, kjemisk industri og malingsindustri. I maskinteknikk brukes det som et varmebestandig materiale. I landbruket forbedrer svake løsninger av grunnstoffforbindelser plantenes absorpsjon av næringsstoffer betydelig. Man bør huske på at i store doser har molybden en giftig effekt på levende organismer og planteorganismer, og påvirker miljøet negativt.
Biologisk betydning
I kostholdet til mennesker og dyr er molybden et av de viktigste sporstoffene. I form av en aktiv biologisk form -molybdenkoenzym - (Moco) det er nødvendig for implementering av katabolske prosesser i levende vev.
Forskning innen anti-kreftaktivitet av molybden ser veldig lovende ut. En høy forekomst av kreft i fordøyelseskanalen blant befolkningen i byen Lin Xian (Honan-provinsen, Kina) ble betydelig redusert etter introduksjonen av mineralgjødsel som inneholder molybden i jorda.
I sjeldne tilfeller av elementmangel i menneskekroppen kan romlig desorientering, hjernedefekter, mentale abnormiteter og andre alvorlige nervesykdommer utvikles. Den daglige dosen av molybden for en voksen er fra 100 til 300 mcg. Når den økes til 5-15 mg, er giftig forgiftning uunngåelig, opptil 50 mg - død. De mest rike på molybden er bladgrønnsaker, frokostblandinger, belgfrukter og bær (solbær, stikkelsbær) avlinger, meieriprodukter, egg, lever og nyrer fra dyr.
Miljøaspekter
De biologiske egenskapene til molybden stiller økte krav til deponering av avfall fra bearbeiding av malmmateriale, streng overholdelse av den teknologiske prosessen i virksomheter for å forhindre en negativ innvirkning på helsen til arbeidende personell og natur.
Alle tiltak bør iverksettes for å hindre inntrengning av bearbeidede produkter i grunnvannet. Det bør huskes at planter har evnen til å absorbere og akkumulere molybden, så innholdet i skudd og blader kan overstige de tillatte konsentrasjonene. Denne grønne massenkan være farlig for dyr. For å hindre at vinden sprer det brukte steinen, er dumpene dekket med et jordlag.
Trender i det globale molybdenmarkedet
Med begynnelsen av den globale finanskrisen f alt det globale molybdenforbruket med 9 %. Unntaket var Kina, hvor det er en økning på opptil 5 %. Svaret på den kraftige nedgangen i forbrukernes etterspørsel i 2009 var en nedgang i produksjonsvolumet. Det var mulig å nærme seg det forrige produksjonsnivået først etter fire år, og i 2014 ble det satt et nytt maksimum på 245 tusen tonn. Kina er fortsatt hovedforbrukeren og produsenten av molybden og dets produkter.
Molybdens tetthet og fantastiske egenskaper har gjort det uunnværlig for stål- og legeringsapplikasjoner der det kreves en kombinasjon av lav vekt, høy styrke og korrosjonsbestandighet. Den forutsagte veksten i antall kjernekraftverk, andre energi- og industrianlegg, utbygging av nye olje- og gassfelt under de tøffe forholdene i det fjerne nord og Arktis vil uunngåelig føre til en økning i etterspørselen etter molybden og dets derivater.
