Tätheten av molybden, dess fysikaliska och mekaniska egenskaper, föreningar, applicering

Benämningen molybdenmetall är skyldig till extern likhet med molybdendisulfid med blymalm - galena (det grekiska namnet för bly är molybdos).

Artikelhistorik

Under medeltiden i Europa kallades molybden tre olika i sammansättning, men nästan liknade i färg och struktur av mineralgalena (Pbs), molybdenit (MoS₂) och grafit (C). Förresten användes mineralet "molybdenluster" (ett annat namn för molybdenit) som bly för pennor som lämnade ett gröngråt märke på ett ark.

Födelseplatsen för metallisk molybden, 42 elementperiodiskt system av Mendeleev, anses vara sverige. I 1758 föreslog en kemist och en minerolog från detta land, upptäckaren av nickel, Axel Kronstedt, att de ovan nämnda mineralämnena är av helt annan natur. Två decennier senare fick hans landsman Cheping Pharmacist Karl Scheele molybdinsyra som en vit fällning ("vit jord") genom kokning av molybdenit i koncentrerad salpetersyra. Vetenskapsmannen förstod intuitivt att om kalcinerad molybdinsyra med kol är det möjligt att isolera metallen. Utan en lämplig ugn skickade han prover till Peter Gyelm, som år 1782 isolerade en ny metall med ett stort antal föroreningar av karbider. Kollegor kallade elementet "molybden" (formeln i det periodiska bordet är Mo).

Relativt ren metall erhölls endast år 1817 av Vetenskapsakademins president Jens Berzelius.

Egenskaper hos en enkel substans

Metoden att erhålla har stor inverkan påfysikaliska egenskaper hos molybden och dess utseende. Pulvermetall, sedlar och kvaliteter före sintring är mörkgrå. Paletten av färdiga rullade produkter är mycket rikare - från nästan svart till lätt silver. Molybdenens densitet - 10,28 t / m³. Metallen smälter vid en temperatur av 2623 ° C och vid4639˚С - kokar. Absolut ren molybden har anmärkningsvärd smältbarhet och duktilitet, vilket garanterar lätt rullande och stämpling. En plåt med en diameter på upp till 12 mm kan till och med bindas i en dubbelknut även vid rumstemperatur eller utrullas till tunn folie. Metall har bra elektrisk ledningsförmåga. Närvaron av föroreningar ökar hårdhet och brittleness och bestämmer i stor utsträckning molybdenens mekaniska egenskaper.

De viktigaste föreningarna

I kompositionen av komplexa substanser manifesterar elementetvarierande grader av oxidation från +2 till högsta (de senare föreningarna är de mest stabila) som bestämmer molybdenens kemiska egenskaper. Denna metall kännetecknas av föreningar med syre och halogener (MoO₃, MoCl5) och molybdater (salter av molybdinsyra). Oxidationsreaktioner är endast möjliga vid höga temperaturer (från 600 ° C). Ytterligare ökning kommer att leda till att molybden interagerar med kol, fosfor, svavel. Det är väl upplöst i salpetersyra eller uppvärmd svavelsyra.

Fosfor, arsenik, borsyra och kiselsyror bildar komplexa föreningar med molybden. Det mest kända och vanliga saltet av ammoniumfosfomolybdat. Ämnen som innehåller molybden, har en bred färgpalett och en mängd nyanser.

Molybdenmalmsförädlingsteknik

Industriproduktion av absolut ren molybden var förståd i XX-talet. Den kemiska bearbetningen av molybdenmalm föregås av dess anrikning: efter slipning i krossar och kullkvarnar är huvudmetoden fem eller sexfaldig flotation. Resultatet är en hög koncentration (upp till 95%) molybdendisulfid i råmaterialet.

Det nästa och viktigaste steget är rostning. Här oxideras oönskade föroreningar av vatten, svavel, rester av flotationsreagens och molybdendisulfid till trioxid. Ytterligare rening är möjlig på flera sätt, men följande är de mest populära:

ammoniakmetod, i vilken molybdenföreningarna är fullständigt upplösta och föroreningar avlägsnas;
sublimering vid en temperatur av 900 till 1100 ? C. Resultat - MoO-koncentration₃ stiger till 90-95%.

Industriell produktion av metallisk molybden

Flödar genom renad molybdintrioxidväte (i laboratorier, kol eller kolinnehållande gaser, aluminium och kisel) används ofta för att minska pulvermetallen. Processen sker i speciella rörugnar med en gradvis ökning av temperaturen från 500 till 1000 ˚є.

Den tekniska kedjan av produktion av kompakt metallmolybden innefattar:

Genom att trycka på. Processen sker i stålformar under tryck upp till 300 MPa. Bindningskomponenten är en alkohollösning av glycerol. Maximal tvärsnitt av ämnena (personalen) överstiger inte 16 cm², och längd - 600 cm. För större användning gummi eller polymera former. Pressning sker i arbetskamrarna, där vätska injiceras under högt tryck.
Sintring. Det förekommer i två steg. Den första - låg temperaturen, varaktig 30-180 minuter (beroende på arbetsstyckets storlek) utförs i muffelugnar i en väteatmosfär vid en temperatur av 1200 ° C. Vid det andra steget (svetsning) upphettas stämpeln till en temperatur nära smältpunkten (2400-2500 С). Som ett resultat ökar porositeten och molybdenens densitet ökar.

Stora ämnen som väger upp till 3 ton sintras i induktions-, elektronstråle- eller ljusbågsugnar. Avslutar processen för bearbetning av de sintrade produkterna.

De rikaste insättningarna

Molybden är ett sällsynt element i jorden.cortex och i universum som helhet. Av de två dussin mineraler som existerar i naturen har endast molybdenit ett betydande industriellt värde hittills (MoS₂). Dess resurser är inte oändliga och tekniker har utvecklats för att extrahera metall från povelliter, molybdater. Beroende på mineralkompositionen och formen av malmkroppar är indelningarna uppdelade i venen, venndispersionerad och skarn.

Globalt beprövade elementreserver19 miljoner ton, med nästan hälften i Kina. Den största molybdenpålagringen sedan 1924 anses vara Climax-gruvan (USA, Colorado) med en genomsnittsklass på upp till 0,4%. Ofta utförs extraktionen av molybdenmalm samtidigt med extraktionen av koppar och volfram.

I Ryssland uppgår molybdenreserver till 360 tusen ton. Av de 10 undersökta insättningarna är endast 7 industriellt utvecklade:

Sora och Agaskyr (Khakassia);
Bugdainsky och Zhireken (Eastern Transbaikalia);
Orekitkanskoe (Buryatia);
Labash (Karelia);
Tyrnyauz (norra Kaukasus).

Gruvdrift görs på ett öppet och stängt sätt.

Mysteriet av Samurai Svärd

I flera århundraden, europeiskgunsmiths och scientists kämpade över mysteriet om skarpa och styrka av gamla japanska svärd i början av andra årtusendet, utan att försöka göra samma högkvalitativa kantade vapen. Bara i slutet XIXX-talet, hittade i de japanska stålmolybdena föroreningarna, lyckades lösa detta mysterium.

För första gången började industriell användning av molybden som legeringsmedel för att förbättra stålkvaliteten (vilket medför hårdhet och seghet) började 1891 Schneider & Co från Frankrike.

Ett viktigt incitament för utvecklingen av molybdenmetallurgi tjänade som första världskriget. Det är väsentligt att tjockleken på de fransk-franska tankernas främre pansar, lätt slungad av tyska skal av samma kaliber, minskades från 75 mm till 25 mm genom att tillsätta 1,5-2% molybden till stålplåtarna. Samtidigt ökade maskinens styrka avsevärt.

Molybden applicering

Över 80% av den totala som används inom industrinmolybden står för järnmetallurgi. Utan det är produktion av värmebeständigt gjutjärn, konstruktions- och verktygsstål otänkbart. En viktdel av elementet förbättrar stålets kvalitet som motsvarar två viktdelar volfram. Eftersom tätheten av molybden är två gånger mindre, överskrider dess legeringar väsentligt wolfram i kvalitet vid driftstemperaturer under 1370 ° C. Molybdenstål är bättre cementerade.

Molybden är efterfrågan på radioelektronik,kemikalier och färgindustrier. I maskinteknik används den som värmebeständigt material. I jordbruket förbättrar svaga lösningar av elementets föreningar avsevärt fördjupningen av näringsämnen av växter. Man bör komma ihåg att molybden i stora doser har en toxisk effekt på levande och vegetabiliska organismer och det har en negativ inverkan på miljön.

Biologisk betydelse

I kosten hos människor och djur molybden -ett av de viktigaste spårelementen. I form av en aktiv biologisk form - molybdenko-enzym - (Moco) är det nödvändigt för genomförandet av kataboliska processer i levande vävnader.

Mycket lovande är studier iområden av anti-cancer molybden aktivitet. En hög förekomst av cancer i matsmältningsorganet bland befolkningen i Lin Xian (Honanprovinsen, Kina) reducerades avsevärt efter applicering av mineralgödselmedel med molybdenhalt i jorden.

I sällsynta fall av ett elementbrist hos människakroppen kan utveckla desorientering i rymden, hjärnfel, mentala abnormiteter och andra allvarliga nervsjukdomar. Den dagliga dosen av molybden för en vuxen varierar mellan 100 och 300 μg. Om du ökar den till 5-15 mg oundvikligt giftig förgiftning är upp till 50 mg dödlig. Bladgrönsaker, spannmål, baljväxter och bär (svarta vinbär, krusbär), grödor, mejeriprodukter, ägg, lever och njurar av djur är rikaste i molybden.

Miljöaspekter

Biologiska egenskaper hos molybdeninföra ökade krav på bortskaffande av avfallshantering av malmmaterial, strikt överensstämmelse med den tekniska processen hos företagen för att förhindra de negativa effekterna på arbetspersonalens och naturens hälsa.

Det är nödvändigt att alla åtgärder uteslutsingrepp av bearbetade produkter i grundvatten. Det är nödvändigt att ta hänsyn till att växter har egenskapen att assimilera och ackumulera molybden, därför kan dess innehåll i skott och löv överstiga tillåtna koncentrationer. Denna gröna massa kan vara farlig för djur. För att förhindra spridningen av begagnad sten vid vindarna är dumpningarna täckta med ett jordlager.

Tendenser på den globala molybdenmarknaden

Med början av den globala globala finansiellakris minskade molybdenförbrukningen globalt med 9%. Undantaget var Kina, där det är en ökning till 5%. Svaret på en kraftig nedgång i konsumenternas efterfrågan 2009 var en minskning av produktionsvolymerna. Det var möjligt att närma sig föregående produktionsnivå först efter fyra år och i 2014 fastställdes ett nytt maximalt 245 tusen ton. Kina är fortfarande huvudkonsumenten och producenten av molybden och dess produkter.

Molybdenens densitet och dess fantastiska egenskapergjorde det oumbärligt för stål och legeringar i strukturer som kräver en kombination av material med låg vikt, hög hållfasthet och korrosionsbeständighet. Den prognostiserade ökningen av antalet kärnkraftverk, andra energi- och industrianläggningar, utvecklingen av nya olje- och gasfält i de hårda förhållandena i norra och polarområdet kommer oundvikligen att leda till en ökad efterfrågan på molybden och dess derivat.

</ p>>