Hustota molybdénu, jeho fyzikálne a mechanické vlastnosti, zlúčeniny, aplikácia

Názov kovový molybdén je spôsobený vonkajšou podobnosťou sírnika molybdénu s olovnatou rudou - galenou (grécky názov olova je molybdos).

História objavu položky

V stredoveku v Európe bol molybdén nazvaný tri rôzne zložené, ale takmer rovnaké farby a štruktúry minerálov - galena (Pbs), molybdenit (MoS₂) a grafitu (C). Mimochodom, minerálny "molybdénový lesk" (iný názov pre molybdenit) bol použitý ako olovo na ceruzky, ktoré na listu zanechali zeleno-šedú stopu.

Vlasť kovového molybdénu, 42 prvkovperiodický systém Mendelejeva, je považovaný za Švédsko. V roku 1758, chemik a mineralogista z tejto krajiny, objaviteľ niklu Axel Kronstedt naznačil, že uvedené minerály majú úplne inú povahu. O dve desaťročia neskôr získal jeho krajanský chemik Choping Karl Scheele molybdénovú kyselinu ako biela zrazenina ("biela zem"), vriaca molybdenit v koncentrovanej kyseline dusičnej. Vedec intuitívne pochopil, že ak je kyselina molybdénová kalcinovaná uhlím, potom je možné izolovať kov. Bez vhodnej pece poslal vzorky Petrovi Guelmovi, ktorý v roku 1782 pridelil nový kov s veľkým množstvom karbidových nečistôt. Kolegovia nazývali prvok "molybdén" (vzorec v periodickej tabuľke je Mo).

Porovnateľne čistý kov dostal až v roku 1817 prezident Švédska akadémie vied Jens Berzelius.

Vlastnosti jednoduchých látok

Spôsob prípravy má veľký vplyv nafyzikálne vlastnosti molybdénu a jeho vzhľad. Práškový kov, predlisky a bloky pred spekaním - tmavošedá farba. Paleta bola spracovaná viac nasýtená - od takmer čiernej až po ľahké striebro. Hustota molybdénu je 10,28 t / m³, Kov sa topí pri teplote 2623 ° C a pri teplote4639 ° C - varí. Absolútne čistý molybdén má pozoruhodnú ťažnosť a ťažnosť, čo zaručuje ľahké valcovanie a lisovanie. Obrobok s priemerom do 12 mm môže byť voľne uzatvorený alebo zvinutý na tenkú fóliu, a to aj pri izbovej teplote. Kov má dobrú elektrickú vodivosť. Prítomnosť nečistôt zvyšuje tvrdosť a krehkosť a do značnej miery určuje mechanické vlastnosti molybdénu.

Najdôležitejšie zlúčeniny

Pri zložení komplexných látok tento prvok vykazujerôzne stupne oxidácie od +2 na vyššiu (posledné zlúčeniny sú stabilnejšie), čo určuje chemické vlastnosti molybdénu. Pre tento kov, zlúčeniny s kyslíkom a halogénmi (MoO₃, MoCl5) a molybdátov (soli molybdénovej kyseliny). Oxidačné reakcie sú možné iba pri vysokých teplotách (600s). Ďalšie zvýšenie sily molybdénu reagovať s uhlíkom, fosforu, síry. Tak to rozpustený v ohriatom kyselina dusičná alebo kyselina sírová.

Fosfor, arzén, boritá a kremíkkyseliny tvoria komplexné zlúčeniny s molybdénom. Najznámejšou a najrozšírenejšou solou je fosfomolybdátnan amónny. Látky obsahujúce molybdén sa vyznačujú širokou farebnou paletou a rôznymi odtieňmi.

Technológia obohacovania molybdénových rúd

Priemyselná výroba absolútne čistého molybdénu bola zvládnutá iba v XX storočia. Chemické spracovanie molybdénovej rudy predchádza jeho obohatenie: po rozdrvení v drviči a guľových mlynoch je hlavnou metódou päťnásobná alebo šesťnásobná flotácia. V dôsledku toho sa dosiahne vysoká koncentrácia (až 95%) disulfidu molybdénu v surovine.

Ďalšou a najdôležitejšou etapou je praženie. Tu sa odstránia nežiadúce nečistoty vody, síry, zvyškov flotačných činidiel a sírnika molybdénu, oxidujú sa na oxid kremičitý. Ďalšie čistenie je možné niekoľkými spôsobmi, ale najobľúbenejšie sú nasledujúce:

amoniakový spôsob, pri ktorom sa zlúčeniny molybdénu úplne rozpustia a nečistoty sa odstránia;
sublimáciou pri teplote 900 až 1100 ° C ? C. Výsledkom je koncentrácia MoO₃ zvyšuje na 90-95%.

Priemyselná výroba kovového molybdénu

Pretekanie cez vyčistený oxid molybdénuvodík (v laboratóriách na regeneráciu často používajú uhlíky alebo plyny obsahujúce uhlík, hliník, kremík) dostávajú práškový kov. Proces sa uskutočňuje v špeciálnych rúrkových peciach s postupným zvyšovaním teploty od 500 do 1000 ° C.

Technologický reťazec výroby kompaktného kovového molybdénu zahŕňa:

Lisovanie. Proces sa uskutočňuje v oceľových formách pod tlakom do 300 MPa. Spojivová zložka je alkoholický roztok glycerínu. Maximálny prierez polotovarov (stohu) teda nepresahuje 16 cm², a dĺžka je 600 cm, pri väčších použite gumové alebo polymérové formy. Lisovanie prebieha v pracovných komorách, kde sa čerpá kvapalina pod vysokým tlakom.
Spekaniu. Vyskytuje sa v dvoch fázach. Prvý je nízkoteplotný, ktorý trvá 30-180 minút (v závislosti od veľkosti polotovaru), ktorý sa uskutočňuje v muflových peciach vo vodíkovej atmosfére pri teplote 1200 ° C. V druhej fáze (zváranie) sa obrobok zohreje na teplotu blízku bodu tavenia (2400-2500 ° C). Výsledkom je zníženie pórovitosti a zvýšenie hustoty molybdénu.

Veľké predvalky s hmotnosťou do 3 ton sa sintrujú v indukčných, elektrónových alebo oblúkových peciach. Proces je ukončený obrábaním sintrovaných výrobkov.

Najbohatšie vklady

Molybdén je pomerne vzácny prvok v terestriálnomkôra a vo vesmíre ako celku. Z dvoch tuctov minerálov existujúcich v prírode sa vyskytuje iba molybdenit (MoS₂). jej zdroje sú obmedzené a už vyvinula technológiu na extrakciu kovov z povellitov, molybdenanov. V závislosti na minerálne zloženie a tvaru rudných telies, vklad je rozdelený do žily, žily, šírenie a skarnových.

Svet preskúmal rezervy tohto prvkuje 19 miliónov ton, pričom takmer polovica pochádza z Číny. Najväčší vklad molybdénu od roku 1924 je dolina Klimax (USA, Colorado) s priemerným obsahom až 0,4%. Často sa extrakcia molybdénových rúd vykonáva súčasne s extrakciou medi a volfrámu.

V Rusku sú zásoby molybdénu 360 tisíc ton. Z 10 skúmaných ložísk bolo vyvinutých iba 7 priemyselných zariadení:

Sorsk a Agaskyr (Khakassia);
Bugdain a Zhireken (východná Transbaikalia);
Orekitkanskoe (Buryatia);
Labash (Karelia);
Tyrnyauz (severný Kaukaz).

Extrakcia sa vykonáva otvoreným a uzavretým spôsobom.

Tajomstvo samurajských mečov

Už niekoľko storočí je európskyzbrojovia a vedci bojovali nad tajomstvom závažnosti a sily starých japonských mečov od začiatku druhého tisícročia a snažili sa neúspešne vyrábať rovnakú kvalitnú studenú oceľ. Len na konci XIX. Storočie, ktoré objavilo v japonských nečistotách z ocele molybdénu, bolo možné túto záhadu vyriešiť.

Po prvýkrát priemyselné použitie molybdénu ako legujúcej prísady na zlepšenie kvality ocele (dávajúce jej tvrdosť a húževnatosť) bolo zvládnuté v roku 1891 spoločnosťou Schneider & Co z Francúzska.

Podstatný stimul pre vývoj molybdénumetalurgie bola prvá svetová vojna. Je dôležité, že hrúbka čelného panciera anglo-francúzskych nádrží, ľahko preniknutá nemeckými škrupinami toho istého kalibru, bola znížená zo 75 mm na 25 mm, pridaním 1,5 až 2% molybdénu k oceli pancierových dosiek. Zároveň sa výrazne zvýšila pevnosť stroja.

Aplikácia molybdénu

Viac ako 80% všetkých použitých v priemyslemolybdén účty pre železnú metalurgiu. Bez nej je nemyslitelné vyrábať tepelne odolnú liatinovú, štrukturálnu a nástrojovú oceľ. Jedna hmotnostná časť prvku zlepšuje kvalitu ocele, čo zodpovedá 2 hmotnostným dielom volfrámu. Pretože hustota molybdénu je polovica, jeho zliatiny sú oveľa lepšie ako volfrám pri prevádzkových teplotách pod 1370 ° C. Molybdénové ocele sú lepšie vhodné na karburizáciu.

Molybdén je v dopyte v rádiovej elektronike,chemický a lakovací priemysel. V strojárstve sa používa ako tepelne odolný materiál. V poľnohospodárstve slabá riešenie prvok výrazne zlúčeniny zlepšuje stráviteľnosť živín rastlinami. Treba mať na pamäti, že vysoké dávky molybdénu má toxické účinky na živé organizmy a zeleniny, má negatívny vplyv na životné prostredie.

Biologický význam

V strave ľudí a zvierat molybdén -jeden z najdôležitejších stopových prvkov. Vo forme aktívnej biologickej formy - koenzým molybdénu - (Moco) je nevyhnutná pre realizáciu katabolických procesov v živých tkanivách.

Veľmi sľubné sú štúdieoblasti protinádorovej aktivity molybdénu. Vysoký výskyt rakoviny zažívacieho traktu medzi populáciou Lin Xian (provincia Honan, Čína) bol výrazne znížený po aplikácii minerálnych hnojív s obsahom molybdénu do pôdy.

V zriedkavých prípadoch nedostatku prvkov u človekatelo môže vyvinúť dezorientáciu vo vesmíre, poruchy mozgu, mentálne abnormality a iné závažné nervové ochorenia. Denná dávka molybdénu pre dospelého pacienta je v rozmedzí od 100 do 300 μg. Ak ho zvýšite na 5-15 mg nevyhnutne jedovatú otravu, až do 50 mg je smrteľná. Listová zelenina, obilniny, strukoviny a bobule (čierne ríbezle, egreše), mliečne výrobky, vajcia, pečeň a obličky zvierat sú najbohatšie v molybdéne.

Environmentálne aspekty

Biologické vlastnosti molybdénuzaviesť zvýšené požiadavky na likvidáciu spracovania odpadu z rudy, prísne dodržiavanie technologického postupu v podnikoch s cieľom zabrániť negatívnemu vplyvu pracovného personálu a prírody na zdravie.

Je potrebné poskytnúť všetky opatrenia okremprenikania spracovaných výrobkov do podzemných vôd. Je potrebné vziať do úvahy, že rastliny majú schopnosť asimilovať a hromadiť molybdén, preto jeho obsah vo výhonkoch a listoch môže prekročiť prípustné koncentrácie. Táto zelená hmota môže byť pre zvieratá nebezpečná. Aby sa zabránilo šíreniu použitých skál vetrom, skládky sú pokryté vrstvou zeminy.

Trendy na globálnom trhu s molybdénom

So začiatkom globálnej globálnej finančnejkríza, celosvetová spotreba molybdénu klesla o 9%. Výnimkou bola Čína, kde došlo k zvýšeniu na 5%. Reakciou na prudký pokles dopytu spotrebiteľa v roku 2009 bol pokles objemu výroby. Dosiahnuť predchádzajúcu úroveň produkcie bolo možné dosiahnuť až po štyroch rokoch a v roku 2014 sa stanovilo nové maximálne množstvo 245 tisíc ton. Čína zostáva hlavným spotrebiteľom a výrobcom molybdénu a jeho výrobkov.

Hustota molybdénu a jeho úžasné vlastnostito bolo nevyhnutné pre oceľ a zliatiny v konštrukciách, ktoré vyžadujú kombináciu nízkej hmotnosti, vysokej pevnosti a koróznej odolnosti materiálov. Predpokladaný nárast počtu jadrových elektrární, ďalších energetických a priemyselných zariadení, rozvoj nových ropných a plynových polí v nepriaznivých podmienkach na severe a polárnej oblasti nevyhnutne povedie k nárastu dopytu po molybdéne a jeho derivátoch.

</ p>>