Самурайский меч XIV века из современных материалов, что обнаружили в Море Кризисов, советский город в Монголии и ключевой элемент в зарождении сложных организмов.
Молибден: свойства, применение, добыча, запасы, цены, внешняя торговля.
При создании изображения использовалась нейросеть Stable Diffusion
Свойства
Металл молибден (Mo) был открыт и выделен в конце XVIII века. Название восходит к греческому слову «свинец» (их в своё время часто путали).
Ключевыми свойствами являются: высокая температура плавления (2623 °C, среди металлов уступает только вольфраму, рению , танталу и осмию), а также очень низкий коэффициент теплового расширения, пластичность, устойчивость к износу и коррозии, прочность, жёсткость, теплопроводность и электропроводность.
Применение
Первый случай намеренного сплава стали с молибденом был обнаружен в одном самурайском мече 1330 года. Несмотря на явное повышение прочности и остроты, дальнейшего распространения эта технология не получила и впоследствии была утрачена.
Молибден нашел в металлоломе
В конце XIX века, спустя 100 лет после своего физического выделения, молибден стал крайне востребован в промышленности. Известные запасы вольфрама к тому времени были сильно истощены, и потребовалась срочная замена. Особенно остро вопрос встал в Первую мировую войну , когда высокопрочная тугоплавкая сталь была необходима для изготовления брони, стволов орудий, элементов подводных лодок и режущих инструментов. Добавление всего 1-2% Mo значительно увеличивало прочность стали. Примерно ¾ тогдашних мировых поставок металла обеспечивали США.
До настоящего времени около 80% добываемого молибдена уходит на производство различных сплавов для повышения прочности, электропроводности, устойчивости к коррозии и износу (в том числе в химически агрессивной среде). При нагревании они лучше сопротивляются размягчению и расширению. Концентрация Mo варьируется от 0,25 до 8%.
Такие сплавы применяют для изготовления металлоконструкций, двигателей, турбин, рабочих органов станков и электроинструментов, огнеупорных покрытий, брони, электрических контактов, опор для нитей накаливания, рентгеновских трубок, электродов для плавки стекла, ёмкостей для расплавленного цинка , радиаторов, тиглей, кузнечных штампов.
За счёт меньшей плотности, иногда он более предпочтителен, чем вольфрам.
Также молибден и его соединения используются в качестве катализатора при нефтепереработке (для удаления серы) и присадки к смазкам . Благодаря тугоплавкости Mo такие смазки не разлагаются и не горят при работе в экстремальных температурных условиях.
Молибденовое напыление позволяет получать более яркую, насыщенную и контрастную картинку в ЖК-дисплеях .
Наконец, он служит сырьём для производства оранжевых пигментов, удобрений и пищевых добавок .
Добыча и запасы
По распространённости в земной коре молибден занимает 58-е место. Может добываться как основной продукт, так и в качестве побочного на медных и вольфрамовых месторождениях. Общее мировое производство молибденового концентрата составляет более 250 тыс. тонн . Причём более 93% этого количества приходится на пять стран.
Источник: dzen.ru
МОЛИБДЕН — универсальный металл
Молибденит люди узнали давно. Только его сходство с галенитом и графитом сыграло плохую шутку. Все три минерала называли одинаково — Molybdaena.
Родом из Швеции
История открытия металла родилась в Швеции. В середине XVIII века шведский химик А.Ф. Кронштедт предположил, что под именем Molybdaena скрываются разные вещества. После серии экспериментов К.В. Шееле (тоже швед) получил «Wasserbleyerde», особую белую землю, и дал ей название молибденовая кислота.
А в 1782 году П.Я. Гьельм (конечно, тоже швед) получил королек из молибденовой кислоты.
Гьельм был счастлив:
«Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом!».
Свойства металла
Молибден, Molybdaenum (Mo) — элемент № 42, расположенный в шестой группе 5-го периода таблицы Менделеева. Его относят к переходным металлам.
Некоторые характеристики элемента:
- плотность 10,2 г/см³;
- кристаллическая решетка объемноцентрированная, кубическая;
- температура плавления 2623°C;
- парамагнитен;
- твердость по шкале Мооса 4,5.
Химические свойства во многом обусловлены степенями окисления: +2, +3, +4, +5, +6 (последняя самая устойчивая).
С водородом и азотом металл практически не реагирует.
При нормальных условиях молибден не вступает в реакции с газами воздуха. Начинает окисляться при нагреве выше 400°С.
При воздействии восстановителей в слабокислой среде образует молибденовые сини. Эти вещества используют как красители (например, в окраске шелка).
| Молибде́н / Molybdaenum (Mo), 42 |
| 95,96(2)[1] а. е. м. (г/моль) |
| [Kr] 4d5 5s1 |
| 139 пм |
| 130 пм |
| (+6e) 62 (+4e) 70 пм |
| 2,16 (шкала Полинга) |
| −0,2 |
| 6, 5, 4, 3, 2 |
| 684,8 (7,10) кДж/моль (эВ) |
| 10,22 г/см³ |
| 2623 °C |
| 4885 K |
| 28 кДж/моль |
| ~590 кДж/моль |
| 23,93[2] Дж/(K·моль) |
| 9,4 см³/моль |
| кубическая объёмноцентрированая |
| 3,147 Å |
| 450 K |
| (300 K) 138 Вт/(м·К) |
| 7439-98-7 |
Рекомендуем: БРОНЗА — сплав для всех времен и народов
Добыча, месторождения
Молибден — металл редкий. В природе его нахождение в чистом виде исключено.
Известно почти два десятка молибденсодержащих минералов:
| Минерал | Содержание рудообразующего металла |
| Молибденит | 57-60% |
| Ферримолибдит | 40-60% |
| Повелит | 48% |
| Вульфенит | 27–46% |
| Зейригит | До 24% |
Другие содержащие молибден руды (чиллагит, комозит, кехлинит, иордизит и другие) не представляют интереса для промышленного использования.
Значимые месторождения металла принадлежат:
Рейтинг добычи молибденовых руд возглавляет Китай, на втором месте с большим отрывом США, на третьем месте Чили.
В Госбалансе запасов полезных ископаемых РФ числятся 34 месторождения молибдена.
Происхождением молибденовые руды из скарновых, грейзеновых, гидротермальных месторождений.
Содержание редкого металла в земной коре всего 0,02%. А ведь он необходим для существования человека, как биологического вида. Зато в космосе молибдена подозрительно много. Особенно им богаты красные гиганты — звезды-старики, у которых «все в прошлом».
Как получить Molybdaenum
Получение молибдена можно разделить на несколько стадий:
- Методом флотации обогащают руду. В результате получают молибденовые концентраты, их три марки.
- Производство из концентратов MoO3, т.н. «огарка», из огарка путем возгонки или химической переработки выделяют чистый молибденовый ангидрид. Чистота продукта не менее 99,975%.
- Молибденовый порошок с размером зерен 0,5-2 мкм получают восстановлением ангидрида водородом.
Плюсы и минусы металла
Свойства молибдена диктуют его хорошие и плохие стороны.
| Достоинства | Недостатки |
| Высокая удельная прочность | Сварные швы очень хрупкие |
| Высокий модуль упругости | Маленькая пластичность при низких температурах |
| Прекрасная термостойкость | Невысокая окалийность |
| Большая коррозионная устойчивость | Упрочнение наклепкой возможно при температуре до 800°С |
| Низкий коэффициент расширения при нагреве |
Молибденовая трубка
Применение: от лампочки до ракеты
- Большую часть продукции из молибдена потребляет радиоэлектроника.
- Увеличивается использование металла в ракетной технике: для обшивки спускаемых ракет и капсул, в соплах ракетных двигателей, в ракетах на твердом топливе.
- Молибденовую проволоку используют для производства термопар, ламп накаливания, нагревателей высокотемпературных электропечей.
- Молибденовые ленты и проволока востребованы в светотехнической промышленности, из них делают электроды для плавки стекла.
- Распространено применение молибдена и его сплавов в атомной энергетике, в производстве трубопроводов охлаждения, оболочек тепловыделяющих сборок.
- Больше 2/3 произведенного металла используют в металлургии, как легирующую добавку к стали.
- Сульфид молибдена — отличная высокотемпературная смазка для деталей, им покрывают пули, его используют при производстве керамических изделий как добавку в глину (для получения синего или красного цветов).
Рекомендуем: БЕРИЛЛИЙ — металл настоящего и будущего
Обработка металла давлением проще, чем аналогичная обработка вольфрама.
Цена на LME
Стоимость тонны молибдена на Лондонской бирже металлов 24000 долларов США.
Похожие публикации
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Источник: themineral.ru
Молибден — свойства и область применения
Молибден занимает 42-ю позицию в периодической таблице Менделеева, соседствуя с вольфрамом, хромом. Вещество имеет серый цвет и характерный металлический блеск. На сегодня известно о существовании более чем 30-ти изотопов Молибдена, однако в природе встречаются только шесть из них.
Основные свойства молибдена
Металл обладает высоким удельным весом 10.2 г/см 3 , важным свойством молибдена является его тугоплавкость — это следствие сильных межатомных связей элемента, за счет незаполненной внутренней электронной оболочки. Результатом, присущих металлу физических свойств, выступает ряд преимуществ, которыми обладают молибден и его сплавы:
- жаропрочность;
- хорошая электропроводность;
- низкое терморасширение;
- высокая механическая прочность.
В последнем пункте металл незначительно уступает вольфраму, однако превосходит его в доступности обработки давлением. Еще одна важная специфика вещества, обеспечившая ему место в качестве легирующей добавки к другим металлам, их сплавам — высокая антикоррозионная способность.
Благодаря своим антикоррозионным свойствам молибден применяется даже в моторных маслах
Склонность к быстрому окислению, становится серьезным препятствием для использования молибдена. Также при температурах 700 0 С наблюдается потеря прочности, что тоже исключает его использование в чистом виде. Для улучшения качеств этого материала используют несколько способов: легирование, защитное покрытие.
Сплавы, содержащие молибден
Качество молибденовых сплавов зависит от процентной доли добавленного вещества, способности примесей и основного металла взаимодействовать, а также обуславливается технологией процесса легирования.
Некоторых известные сплавы, например, вольфрам-молибден имеют неоднозначную оценку экспертов. Поскольку вольфрам хоть и способствует повышению жаропрочности материала, привносит существенные изменения в деформируемость металла. Подобные оказии случаются и с другими элементами, которыми пробовали легировать молибден.
Наиболее удачные попытки создания жаропрочных и хорошо деформируемых сплавов связаны с редко встречающимся и трудно добываемым рением. Существенные ограничения по доступа к веществу вынудили отказаться от такого типа легирования.
Однако сплавы, повышающие температурный порог использования молибдена, все же существуют и при этом не только сохраняют, но даже улучшают его пластичность. Это титан, ниобий, цирконий и гафний. Регулируя процентное соотношение перечисленных элементов, производят сплавы, способные работать при следующих высокотемпературных режимах:
- 1100 – 1800 0 С. Легируют 0,1 — 1,5% указанными ранее элементами, а также 0,01 — 0,10% углерода;
- 1500 – 2000 0 С. Добавляют до 50% массы Re и W с незначительным внедрением (до 0,1%) С, В, Al, Ni, Cu. Это позволяет избегать появления трещин в процессе легирования. Из таких сплавов изготавливают прутки, листы, проволоку.
Получение молибдена
Молибден добывают из руд, содержащих до 50% непосредственно вещества, около 30% серы, 9 % кремния и незначительном присутствии других элементов. Фактически руду используют, как концентрат, подвергающийся обжигу. Температура этого этапа составляет 570 — 600 0 С, он протекает в специальных печах. Результатом становится огарок, содержащий оксид молибдена, загрязненный примесями. Получить продукт обжига – МоО3 без примесей все-таки можно следующими двумя способами.
На фото молибденовая руда
- Возгонка – процесс преобразования вещества из твердого состояние сразу в газообразное, минуя жидкую фазу (950 — 1100 0 С);
- Путем последовательных химических воздействий, начиная с аммиачной воды, что вызывает переход огарка в жидкое состояние. Оставшиеся примеси меди и железа устраняют из раствора. При этом получают полимолибдаты аммония методом выпаривания с наступлением кристаллизации вещества. Парамолибдат, прокаливают при температуре 450 — 500 0 С, что дает на выходе чистый продукт МоО3. Количество примесей после такой обработки не превышает 0,05% от массы.
Чистый оксид молибдена обрабатывают в специальных трубчатых печах потоком водорода. Сначала при температуре 600 — 700 0 С, повышая ее на втором этапе до 900 — 1000 0 С. На выходе получают порошок, который после плавки или примененных специализированных средств порошковой металлургии преобразуется до компактного металла.
В зависимости от выбранного способа получают заготовки отличающиеся формой, весом. По мере прохождения этапов преобразования форм используются: ковка, протяжка, а также прокатка металла. Для получения заготовок весом 500 кг – 2 тонны применятся дуговая или электроннолучевая плавка.
Область применения молибдена
Роль молибдена в подобных сплавах – улучшение закаливания прокаливания. Он делает сплавы железа и углерода более прочными, повышает их сопротивляемость износу. Ферромолибдена содержит 55 — 70% молибдена. Именно его впоследствии используют, когда легируют сталь. Это направление остается основным в применении металла.
Ленты из молибдена
Лишь 30% добытого молибдена находит место в промышленности, как чистый металл или сплав, где он сохраняет свою первенствующую значимость. Его используют при производстве ядерных реакторов, обшивок космических кораблей.
Источник: xlom.ru