Плътността на молибден, неговите физични и механични свойства, съединения, приложение

Името молибден метал се дължи на външната прилика на молибден дисулфид с оловна руда - галена (гръцкото наименование на оловото е молибдос).

История на откриването на елемента

През Средновековието в Европа молибденът се наричаше три различни състава, но почти сходни по цвят и структура на минерално - галена (Pbs), молибденит (MoS₂) и графит (С). Между другото, минералната "молибденит" (друго име за молибденит) се използва като молив води, оставя на лист зеленикаво-сив следа.

Родина на метален молибден, 42 елементапериодична система на Менделеев, се счита за Швеция. През 1758 г., химик и минералог от тази страна, откривателят на никела Аксел Кронстенд предполага, че гореспоменатите минерали са с напълно различна природа. Две десетилетия по-късно неговият сънародник химик от Choping Karl Scheele получава молибденовата киселина като бяла утайка ("бяла земя"), кипяща молибденит в концентрирана азотна киселина. Учените интуитивно разбраха, че ако молибденовата киселина се калцинира с въглища, тогава е възможно изолацията на метала. Без подходяща пещ той изпраща проби на Питър Гелма, който през 1782 г. разпределя нов метал с голямо количество карбидни примеси. Колегите нарекоха елемента "молибден" (формулата в периодичната таблица е Mo).

Сравнително чист метал е получен едва през 1817 г. от президента на Шведската академия на науките Йенс Берзелиус.

Характеристики на обикновено вещество

Методът на приготвяне има голямо влияние върхуфизичните свойства на молибден и неговия външен вид. Прах метал, преформи и блокове преди синтероване - тъмно сив цвят. Преработената палета се навива по-наситено - от почти черно до светло сребро. Плътността на молибден е 10,28 т / м³, Металът се топи при температура 2623 ° С и при4639 ° С - кипи. Абсолютно чистият молибден има забележителна пластичност и пластичност, което гарантира лесна подвижност и щамповане. Обработваемото изделие с диаметър до 12 мм може да бъде свободно закачено или навито на тънко фолио, дори при стайна температура. Металът има добра електрическа проводимост. Наличието на примеси увеличава твърдостта и крехкостта и до голяма степен определя механичните свойства на молибден.

Най-важните съединения

В състава на сложните вещества елементът показваразлични степени на окисление от +2 до по-високи (последните съединения са по-стабилни), което определя химичните свойства на молибден. За този метал, съединения с кислород и халогени (MoO₃, MoCI5) и молибдат (соли на молибденовата киселина). Окислителните реакции са възможни само при високи температури (от 600 ° C). По-нататъшното увеличение ще доведе до взаимодействие на молибден с въглерод, фосфор, сяра. Разтваря се добре в азотна или нагрята сярна киселина.

Фосфор, арсен, бор и силицийкиселини образуват сложни съединения с молибден. Най-известната и широко разпространена сол е амониев фосфомолибдат. Веществата, съдържащи молибден, се отличават с широка цветова палитра и различни нюанси.

Технология на обогатяване на молибденовите руди

Промишленото производство на абсолютно чист молибден беше овладяно само в XX век. Химическата обработка на молибденовата руда се предшества от обогатяването й: след смилането в трошачки и топкови мелници, основният метод е пет или шест пъти флотация. В резултат на това се постига висока концентрация (до 95%) на молибденов дисулфид в изходната суровина.

Следващата и най-важната фаза е печенето. Тук се отстраняват нежелани примеси от вода, сяра, остатъци от флотационни реагенти и молибденов дисулфид, за да се окисли до триоксид. Допълнителното почистване е възможно по няколко начина, но най-популярните са следните:

• амониев метод, при който молибденовите съединения са напълно разтворени и примесите се отстраняват;
• сублимиране при температура от 900 до 1100 ? С Резултатът е концентрация на MoO₃ нараства до 90-95%.

Промишлено производство на метали от молибден

Изтича през пречистен молибденов триоксидводород (в лабораториите за възстановяване често използват въглеродни или въглеродсъдържащи газове, алуминий, силиций) получават прахообразен метал. Процесът се осъществява в специални тръбни пещи с постепенно повишаване на температурата от 500 до 1000 ° С.

Технологичната верига на производство на компактен метален молибден включва:

• Натискането. Процесът се извършва в стоманени форми под налягане до 300 МРа. Свързващият компонент е алкохолен разтвор на глицерин. Максималното напречно сечение на заготовките (купчините) по този начин не надвишава 16 см², а дължината е 600 см. За по-големите използвайте гумени или полимерни форми. Натискането се извършва в работни камери, където се изпомпва течност под високо налягане.
• Синтероване. Настъпва на два етапа. Първият е нискотемпературен, който трае 30-180 минути (в зависимост от размера на заготовката), извършен в муфелни пещи във водородна атмосфера при 1200 ° С. Във втория етап (заваряване), заготовката се нагрява до температура близка до точката на топене (2400-2500 ° C). В резултат на това порьозността намалява и плътността на молибден нараства.

Големите заготовки с тегло до 3 тона са синтеровани в индукционни, електронни или дъгови пещи. Процесът се завършва чрез обработка на синтеровите продукти.

Най-богатите депозити

Молибденът е доста рядък елемент в наземнитекората и във вселената като цяло. От двете дузини минерали, съществуващи в природата, само молибденит (MoS₂). Неговите ресурси не са безкрайни и са разработени технологии за извличане на металите от благородните, молибдатите. В зависимост от минералния състав и формата на рудата, депозитите са разделени на вени, разпръснати вени и скрун.

Проучените световни резерви на елементаса 19 милиона тона, като почти половината от тях идват от Китай. Най-големият депозит на молибден от 1924 г. е мината Klimax (САЩ, Колорадо) със средно съдържание до 0,4%. Често извличането на молибденовите руди се извършва едновременно с екстракцията на мед и волфрам.

В Русия резервите на молибден са 360 хиляди тона. От 10 изследвани депозити само 7 са разработени в индустриален план:

• Сорск и Агаскир (Какасия);
• Бюджейн и Жирекен (Източна Трабайкакия);
• Orekitkanskoe (Buryatia);
• Labash (Карелия);
• Tyrnyauz (Северен Кавказ).

Извличането се извършва по открит и затворен начин.

Мистерията на самурайските мечове

От няколко века, европейскиоръжейници и учени се бориха за мистерията на тежестта и силата на древните японски мечове от началото на второто хилядолетие, опитвайки се неуспешно да произвеждат същата качествена студена стомана. Само в края ХІХ век, след като е открил примеси от японски молибден от стомана, е възможно тази загадка да бъде решена.

За пръв път индустриалното приложение на молибден като легираща добавка за подобряване на качеството на стоманата (което му придава твърдост и издръжливост) е усвоено през 1891 г. от компанията Schneider & Co от Франция.

Основен стимул за развитието на молибденметалургията е Първата световна война. Значително е, че дебелината на предната броня на англо-френските цистерни, лесно проникваща от немски черупки от същия калибър, е била намалена от 75 mm на 25 mm, прибавяйки 1,5-2% молибден към стоманата на бронята. Същевременно силата на машината значително се е увеличила.

Приложение на молибден

Повече от 80% от всички използвани в промишленосттамолибден за желязната металургия. Без него е немислимо да се произвеждат устойчиви на топлина чугун, структурни и инструментални стомани. Една част от теглото на елемента подобрява качеството на стоманата, еквивалентно на две тегловни части волфрам. Тъй като плътността на молибден е половината от тази, нейните сплави са много по-качествени от волфрам при експлоатационни температури под 1370 ° С. Молибденните стомани са по-подходящи за карбуризиране.

Молибденът се нуждае от радио електронни,химическата и бояджийската промишленост. В машиностроенето се използва като топлоустойчив материал. В селското стопанство слабите разтвори на съединенията на елемента значително подобряват асимилацията на хранителните вещества от растенията. Трябва да се има предвид, че във високи дози молибденът има токсичен ефект върху живите и растителните организми, оказва негативно влияние върху околната среда.

Биологично значение

В храната на хората и животните молибден -един от най-важните микроелементи. Под формата на активна биологична форма - молибден коензим - (Moco) е необходимо за влагането в живи тъкани на катаболитни процеси.

Много обещаващи са научните изследванияобластта на противораковата активност на молибден. Високата честота на рак на храносмилателния тракт сред населението на провинция Lin Xian (провинция Хонън, КНР) е значително намалена след минерални торове от почви, съдържащи молибден.

В редки случаи на дефицит на елемент в човекаорганизмът може да развие дезориентация в пространството, мозъчни дефекти, умствени аномалии и други тежки нервни заболявания. Дневната доза молибден за възрастен е между 100 и 300 μg. При увеличение до 5-15 mg токсичното отравяне е неизбежно, до 50 mg е смъртоносен резултат. Най-богатите на молибден са листните зеленчуци, зърнените култури, бобовите растения и царевицата (царевицата, цариградско грозде), млечните продукти, яйцата, черния дроб и бъбреците на животните.

Екологични аспекти

Биологични характеристики на молибденвисоките изисквания за оползотворяване на отпадъците от преработката на руда, стриктно спазване на технологичния процес в предприятията, за да се предотврати отрицателното въздействие върху здравето на работния персонал и природата.

Всички мерки, които изключватнавлизането на преработените продукти в подпочвените води. Трябва да се има предвид, че растенията имат свойството да абсорбират и натрупват молибден, така че съдържанието му в леторастите и листата може да надвишава допустимите концентрации. Тази зелена маса може да бъде опасна за животните. За да се предотврати разпространението от ветровете на използваната скала, сметищата са покрити със слой земя.

Тенденции в глобалния пазар на молибден

От началото на глобалния финансовкриза световната консумация на молибден спадна с 9%. Изключението е Китай, където ръстът е до 5%. Отговорът на резкия спад на потребителското търсене през 2009 г. беше намаляването на обемите на производство. Към предишното ниво на продукцията беше възможно да се приближи само за четири години, а през 2014 г. да се установи нов максимум от 245 хил. Тона. Основният потребител и производител на молибден и неговите продукти все още е Китай.

Плътността на молибден и неговите изненадващи свойстваго направиха незаменими за стомана и сплави в конструкции, при които е необходима комбинация от ниско тегло, висока якост и устойчивост на корозия на материалите. Прогнозираният ръст в броя на атомните електроцентрали, други енергийни и промишлени съоръжения, разработването на нови нефтени и газови находища в суровите условия на Далечния север и Арктика неизбежно ще доведе до повишено търсене на молибден и неговите производни.

</ p>>