Получение Молибдена.
Основным сырьем для производства Молибдена, его сплавов и соединений служат стандартные молибденитовые концентраты, содержащие 47-50% Мо, 28-32% S, 1-9% SiO2 и примеси других элементов. Концентрат подвергают окислительному обжигу при 570-600 °С в многоподовых печах или печах кипящего слоя. Продукт обжига – огарок содержит МоО3, загрязненную примесями. Чистую МоО3, необходимую для производства металлического Молибдена, получают из огарка двумя путями: 1) возгонкой npи 950-1100 °С; 2) химическим методом, который состоит в следующем: огарок выщелачивают аммиачной водой, переводя Молибден в раствор; из раствора молибдата аммония (после очистки его от примесей Cu, Fe) выделяют полимолибдаты аммония (главным образом парамолибдат 3(NH4)2O·7МоО3·nН2О) методом нейтрализации или выпарки с последующей кристаллизацией; прокаливанием парамолибдата при 450-500 °С получают чистую МоО3, содержащую не более 0,05% примесей.Металлический Молибден получают (сначала в виде порошка) восстановлением МоО3 в токе сухого водорода. Процесс ведут в трубчатых печах в две стадии: первая – при 550-700 °С, вторая – при 900-1000 °С. Молибденовый порошок превращают в компактный металл методом порошковой металлургии или методом плавки. В первом случае получают сравнительно небольшие заготовки (сечением 2-9 см2 при длине 450-600 мм). Порошок Молибдена прессуют в стальных пресс-формах под давлением 200-300 Мн/м2 (2000-3000 кгс/см2). После предварительного спекания (при 1000-1200 °С) в атмосфере водорода заготовки (штабики) подвергают высокотемпературному спеканию при 2200-2400 °С. Спеченный штабик обрабатывают давлением (ковка, протяжка, прокатка). Более крупные спеченные заготовки (100-200 кг) получают при гидростатическом прессовании в эластичных оболочках. Заготовки в 500-2000 кг производят дуговой плавкой в печах с охлаждаемым медным тиглем и расходуемым электродом, которым служит пакет спеченных штабиков. Кроме того, используют электроннолучевую плавку Молибдена. Для производства ферромолибдена (сплав; 55-70% Мо, остальное Fe), служащего для введения присадок Молибдена в сталь, применяют восстановление обожженного молибденитового концентрата (огарка) ферросилицием в присутствии железной руды и стальной стружки.Применение Молибдена. 70-80% добываемого Молибдена идет на производство легированных сталей. Остальное количество применяется в форме чистого металла и сплавов на его основе, сплавов с цветными и редкими металлами, а также в виде химические соединений. Металлический Молибден – важнейший конструкционный материал в производстве электроосветительных ламп и электровакуумных приборов (радиолампы, генераторные лампы, рентгеновские трубки и других); из Молибдена изготовляют аноды, сетки, катоды, держатели нити накала в электролампах. Молибденовые проволока и лента широко используются в качестве нагревателей для высокотемпературных печей.После освоения производства крупных заготовок Молибден стали применять (в чистом виде или с легирующими добавками других металлов) в тех случаях, когда необходимо сохранение прочности при высоких температурах, например, для изготовления деталей ракет и других летательных аппаратов. Для предохранения Молибдена от окисления при высоких температурах используют покрытия деталей силицидом Молибдена, жаростойкими эмалями и другие способы защиты. Молибден применяют как конструкционный материал в энергетических ядерных реакторах, так как он имеет сравнительно малое сечение захвата тепловых нейтронов (2,6 барн). Важную роль Молибден играет в составе жаропрочных и кислотоустойчивых сплавов, где он сочетается главным образом с Ni, Co и Cr.В технике используются некоторые соединения Молибдена. Так, MoS2 – смазочный материал для трущихся частей механизмов; дисилицид Молибдена применяют при изготовлении нагревателей для высокотемпературных печей; Na2MoO4 – в производстве красок и лаков; оксиды Молибдена – катализаторы в химической и нефтяной промышленности.
Обработка молибдена
Обработка молибдена затруднена в связи с низкой вязкостью при низкой температуре. Также он имеет малую эластичность, по этому для его обработки используются следующие методы:
- горячее деформирование:
- ковка;
- прокатка;
- протяжка;
- термическая обработка;
- механическая обработка.
Во время обработки маленьких заготовок применяются обжимные машины. Большие заготовки прокатываются на малых станах или получают форму на протяжных станках.
Внешний вид молибдена
Если появляется потребность обработки механическим способом резанием, то механическая обработка молибдена проводится инструментом, сделанным из марок быстрорежущих сталей. Заточка углов инструмента при токарной отделке должна подходить углам заточки для обработки чугуна.
Термическая обработка молибдена отличается высокой прокаливаемостью из-за его содержания в сталях. Проведенная закалка увеличивает твердость и устойчивость к изнашиванию ответственных деталей.
Достоинства и недостатки молибдена
Достоинства | Недостатки |
Благодаря низкой плотности молибдена сплавы на его основе имеют большую удельную прочность. Высокий модуль упругости. Термостойкость. Жаропрочность. Высокая коррозионная устойчивость. Молибден не реагирует с плавиковой, соляной, серной кислотами и с большей частью щелочных растворов. Металл имеет малый температурный коэффициент расширения. | При использовании молибденовых сплавов сварные швы отличаются хрупкостью. При низких температурах обладает малой пластичностью. При нагартовке можно упрочнять металл только до температуры 800 ⁰С. При дальнейшем нагревании происходит образный эффект — металл разупрочняется. Низкий уровень окалийности. |
Роль в растении
Биохимические функции
Молибден входит в состав немногих растительных белков. Он поступает в растения в форме аниона Mo2-4 и концентрируется в растущих, молодых организмах. Наибольшее его количество содержат бобовые, причем, в листьях его больше, чем в корнях и стеблях. В листовых пластинках молибден сосредоточен в составе хлоропластов.
Установлено, что корневые клубеньки содержат в несколько раз больше молибдена, чем ткани листьев. Значительная часть элемента в клубеньках связана с нитратредуктазой корней и стеблей и, кроме того, нитрогеназой клубеньковых бактерий. Молибден – важный компонент нитрогеназы и нитратредуктазы. Эти два молибденсодержащих фермента непосредственно участвуют в метаболизме азота, играя важную роль как в фиксации N2, так и в восстановлении оксида азота NO3. Потребность растений в молибдене непосредственно связана с обеспечением их азотом. Однако установлено, что растения, поглощающие NH4–N, испытывают гораздо меньшую потребность в молибдене, чем усваивающие NO3–N.
Молибден присутствует и в других ферментах (оксидазах), ускоряющих разнообразные, не связанные между собой реакции. Основная ферментативная роль молибдена непосредственно связана с функцией переноса электронов. Этому способствует переменная валентность Mo.
Молибден, как и железо, необходим для синтеза леггемоглобина (белка – переносчика кислорода в клубеньках). Его дефицит приводит к изменению цвета клубеньков на желтый или серый (нормальная окраска красная). Известно более 20 молибденосодержащих ферментов. Среди них альдегидоксидаза (катализирует превращение абсцизового альдегида в фитогормон абсцизовую кислоту), сульфитоксилаза (окисляет SO2-3 до SO2-4), ксантиндегидрогеназа и другие. Во всех вышеперечисленных ферментах молибден присутствует в виде молибдоптерина, именуемого молибденовым фактором, что обеспечивает устойчивость молибдена к окислению.
Недостаток (дефицит) молибдена в растениях
Симптомы дефицита молибдена проявляются у растений, находящихся на кислых минеральных почвах с высоким содержанием гидроксидов марганца и железа. Обострение дефицита вызывает присутствие в почвенном растворе сульфатных анионов, конкурирующих с анионами молибдата. Критический уровень содержания молибдена в растениях колеблется от 0,1 до 1 мг/кг сухой массы листьев.
Изменение внутреннего строения
При дефиците молибдена растения становятся неустойчивы к низким температурам и дефициту воды. Наблюдаются нарушения в формировании пыльцы.
Внешние признаки
Например, у капусты пятнистость сопровождается увяданием краев листьев, а у томата и картофеля листовые пластинки закручиваются.
Недостаток молибдена негативно сказывается и на формировании цветков. У томатов они мельчают, почти сидят на стебле и не раскрываются, у цветной капусты деформируются и становятся рыхлыми. У бобовых при недостатке данного элемента нарушается образование клубеньков на корнях.
Избыток молибдена
Фитотоксичность молибдена проявляется только в очень высоких его концентрациях. Например, признаки молибденового отравления молодых проростков ячменя отмечались при содержании Mo 135 мг/кг сухой массы.
Избыток молибдена в растениях токсичен для животных и человека. Применять молибденовые микроудобрения следует с учетом токсичности этого элемента для животных и человека, проявляющейся даже при крайне низких концентрациях. Особенно это характерно для кормовых растений.
Молибден – малораспространенный элемент. Молибденовые удобрения получают из молибденовых руд. Массовая доля металла в них составляет 0,1–1 %. В дополнение к этому источнику, значительную часть молибдена добывают из различных отходов промышленности, в частности, электролампового производства.
Свойства молибдена (таблица): температура, плотность, давление и пр.:
Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Молибден |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Molybdaenum |
| 104 | Английское название | Molybdenum |
| 105 | Символ | Mo |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 42 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Переходный, тяжёлый металл |
| 109 | Открыт | Карл Вильгельм Шееле, Швеция, 1778 г. |
| 110 | Год открытия | 1778 г. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Блестящий металл серебристо-белого цвета |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00011 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 1,0·10-6 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 5,0·10-7 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 9,0·10-7 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,00012 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,00001 % |
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 95,96(2) а. е. м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d5 5s1 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N13 O1 P0 Q0 R0
|
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 190 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 154 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 154 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Mo3+ 83 (6) пм, Mo4+ 79 (6) пм Mo5+ 75 (6) пм, Mo6+ 73 (6) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 42 электрона, 42 протона, 54 нейтрона |
| 210 | Семейство (блок) | элемент d-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 5 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 6-ая группа (по старой классификации – побочная подгруппа 6-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения | |
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -4, -2, -1, 0, +1,+2, +3, +4, +5, +6 |
| 302 | Валентность | II, III, IV, V, VI |
| 303 | Электроотрицательность | 2,16 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 684,32 кДж/моль (7,09243(4) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | Mo3+ + 3e– → Mo, Eo = -0,2 В |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | 71,9 кДж/моль |
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 10,28 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 9,33 г/см3 (при температуре плавления 2623 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 2623 °C (2896 K, 4753 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 4639 °C (4912 K, 8382 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 37,48 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 598 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | 0,251 Дж/г·K (при 25 °C), 0,272 Дж/г·K (при 0-100 °C) |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 24,06 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 9,4 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 138 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 138 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | |
| 512 | Структура решётки | Кубическая объёмно-центрированная
|
| 513 | Параметры решётки | 3,147 Å |
| 514 | Отношение c/a | |
| 515 | Температура Дебая | 450 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | Im_ 3m |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 229 |
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7439-98-7 |
Примечание:
205* Эмпирический радиус атома молибдена согласно и составляет 139 пм.
206* Ковалентный радиус молибдена согласно и составляет 154±5 пм и 130 пм соответственно.
401* Плотность молибдена согласно и составляет 10,22 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело).
402* Температура плавления молибдена согласно составляет 2620 °С (2893,15 K, 4748 °F).
403* Температура кипения молибдена согласно и составляет 4611,85 °С (4885 K, 8333,33 °F) и 4630 °С (4903,15 K, 8366 °F) соответственно.
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) молибдена согласно и составляет 28 кДж/моль и 36,4 кДж/моль соответственно.
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) молибдена согласно составляет 582,4 кДж/моль.
410* Молярная теплоёмкость молибдена согласно составляет 23,93 Дж/(K·моль).
Достоинства / недостатки
- Достоинства:
- имеет высокую точку плавления, а следовательно — жаропрочность;
- т.к. плотность данного металла (10200 кг/м3) почти в два раза меньше плотности вольфрама (19300 кг/м3), то сплавы на основе молибдена обладают значительно большей удельной прочностью (при температурах ниже 1370 °С);
- имеет высокий модуль упругости;
- малый температурный коэффициент расширения;
- обладает хорошей термостойкостью;
- малое сечение захвата тепловых нейтронов;
- для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Данный металл устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.
- Недостатки:
- обладает небольшой окалийностью;
- высокая хрупкость сварных швов;
- малая пластичность при низких температурах;
- упрочнение нагартовкой можно использовать лишь до 700-800 °С, при более высоких температурах происходит разупрочнение из-за возврата.
Препараты и добавки с Мо
Нехватка молибдена в организме человека может быть опасна, поэтому врач назначает применение специальных лекарственных препаратов.
Обычно это комплексы витаминов и минералов, в капсулах которых содержится суточное количество необходимого вещества
Назначение может преследовать профилактические цели, что важно в период развития простуды и инфекционных заболеваний. Такая терапия нужна для поддержания иммунитета. Эффективными являются следующие комплексы:
Эффективными являются следующие комплексы:
| Препарат | Описание |
| Геримакс Энерджи | Основным компонентом является корень женьшеня. Курс приема от 10 до 30 дней. Стоимость упаковки — от 500 до 600 руб. |
| Дуовит | Выпускается в форме драже, упакованных в блистеры. Стоимость упаковки — от 260 руб. Курс приема 20 дней по утрам до приема пищи. |
| Центрум | Продается в таблетках, распакованных в непрозрачные флаконы. Курс лечения около месяца. Стоимость упаковки — от 500 руб. Есть противопоказания, с которыми нужно предварительно ознакомиться. |
| Витрум Юниор | Принимается после еды. Детям дают полтаблетки. Выпускается препарат в таблетках, упакованных в блистеры. Стоимость упаковки — от 445 руб. |
| Мультимакс | Выпускается в таблетках. Запрещен для приема детям до 12-ти лет. Длительность терапии и дозировка определяется врачом. Стоимость упаковки — от 348 руб. |
| Алфавит | В блистере имеются таблетки разного цвета. Их принимают 3 раза в день, каждый раз другой цвет согласно инструкции. Срок терапии около 20 дней. Стоимость — от 185 руб. |
| Алфавит «Мамино здоровье» | Специальный комплекс для будущих мам. Назначается и принимается под присмотром врача. Стоимость — от 150 руб. |
Эти и другие комплексы имеют свои противопоказания и показания к применению. Другие лекарства, содержащие молибден применяются для лечения сложных заболеваний, таких как онкология.
К ним относятся:
- Молибден от производителя Country Life.
- Молибден-99 с радиоактивными изотопами.
Тугоплавкий металл молибден
Молибден и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Для изготовления обшивки головных частей ракет и самолетов тугоплавкие металлы и сплавы на их основе используют в двух вариантах. В одном из вариантов эти металлы служат лишь тепловыми экранами, которые отделены от основного конструкцнонного материала теплоизоляцией. Во втором случае тугоплавкие металлы и их сплавы служат основным конструкционным материалом. Молибден занимает второе место после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам. Однако, по удельной прочности при температурах ниже 1350-1450°С Mo и его сплавы занимают первое место. Таким образом, наибольшее распространение для изготовлеиия обшивки и элементов каркаса ракет и сверхзвуковых самолетов получают молибден и ниобий и их сплавы, обладающие большей удельной прочностью до 1370°С по сравненню с танталом, вольфрамом и сплавами на их основе. Из Mo изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах. В очень тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточных ракетных и турбореактивных двигателей (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей, поверхности управления в ракетах с твердым топливом). При этом от материала требуется не только высокое сопротивление окислению и газовой эрозии, но и высокая длительная прочность и сопротивление удару. При температурах ниже 1370°С для изготовления данных деталей используют молибден и его сплавы.
Молибден — перспективный материал для оборудования, работающего в среде серной, соляной и фосфорной кислот. В связи с высокой стойкостью данного металла в расплавленном стекле его широко используют в стекольной промышленности, в частности для изготовления электродов для плавки стекла. В настоящее время из молибденовых сплавов изготавливают прессформы и стержни машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. Высокая прочность и твердость таких материалов при повышенных температурах обусловили их применение в качестве инструмента при горячей обработке сталей и сплавов давлением (оправки прошивных станов, матрицы, прессштемпели).
Молибден существенно улучшает свойства сталей. Присадка Mo значительно повышает их прокаливаемость. Небольшие добавки Mo (0,15-0,8 %) в конструкционные стали настолько увеличивают их прочность, вязкость и коррозионную стойкость, что они используются при изготовлении самых ответственных деталей и изделий. Для повышения твердости молибден вводят в сплавы кобальта и хрома (стеллиты), которые применяют для наплавки кромок деталей из обычной стали, работающих на износ (истирание).Также он входит в состав ряда кислотоупорных и жаростойких сплавов на основе никеля, кобальта и хрома.
Еще одной областью применения является производство нагревательных элементов электропечей, работающих в атмосфере водорода при температурах до 1600°С. Также молибден широко используется в радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике для изготовления различных деталей электронных ламп, рентгеновских трубок и других вакуумных приборов.
Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Также данный металл как микродобавка входит в состав удобрений. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы. МоSi2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Чистый монокристаллический Mo используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трехокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока. Дисульфид MoS2 и диселенид МоSе2 молибдена используют в качестве смазки трущихся деталей, работающих при температурах от -45 до +400°С. В лакокрасочной и легкой промышленности для изготовления красок и лаков и для окраски тканей и мехов в качестве пигментов применяют ряд химических соединений Mo.
Сплавы молибдена
Используется два сплава на основе данного металла: с вольфрамом (МВ) и рением (МР).
Сплавы молибдена с вольфрамом необходимы для повышения жаропрочности первого. При этом ухудшается деформируемость и повышается удельный вес. В таких сплавах содержится от 48 % вольфрама и от 49 до 51 % молибдена, остальное — примеси. МВ является тугоплавким, отличается высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Используется для изготовления тонкой проволоки, которая сворачивается в катушки или бухты.
Рений необходим для повышения пластичности молибдена. Сплавы МР содержат более 50 % рения и около 47 % молибдена. Они также используются для производства тонкой проволоки, которая применяется в специальном приборостроении.
Основные марки молибдена
В промышленности используется чистый молибден и с различными присадками. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие марки:
Этапы производства:
- Концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 600 ⁰С. На выходе получают оксид молибдена, который содержит значительное количество примесей.
- Оксид очищают от примесей путем выгонки или выщелачивания огарка и дальнейшей нейтрализации.
- В трубчатой печи из чистого оксида получают порошковый металлический молибден. Для этого процесса применяют ток сухого водорода.
- Порошок превращают в металл. Как правило, для этого используют один из двух методов — плавка или порошковая металлургия.
Для получения ферромолибдена применяется реакция восстановления молибденитового концентрата, который предварительно подвергается обжигу.
Молибден в организме человека
Молибден относится к микроэлементам, необходимым человеку. Он содержится преимущественно в костях, почках и печени, а также в головном мозге, щитовидной и поджелудочной железах, надпочечниках.
Роль и функции молибдена для организма:
Суточная потребность в молибдене составляет от 70 до 300 мкг в зависимости от массы тела. В случае дефицита микроэлемента в организме и болезней, которые им вызваны, суточная норма увеличивается.
Варианты применения молибдена
Как жаро- и коррозионностойкий материал используется при производстве самых нагруженных частей механизмов и конструкций разного рода промышленности. Среди его основного назначения следует отметить:
- Применение в авиационной промышленности при изготовлении всевозможных узлов турбовинтовых реактивных двигателей: воздухозаборники, лопатки турбин и прочее.
- Ракетно-космическая отрасль применяет молибден при производстве отдельных деталей летательных агрегатов: носовые обтекатели, теплоотражатели, рули, сотовые панели, обшивка и т.д. Происходит это по причине соотношения жаропрочности и плотности. Хотя молибден и уступает абсолютной жаростойкости вольфраму, он опережает его в удельной. Поэтому при температуре ниже 1350 выгоднее применять молибден, т.к. существенно снижается масса конструкции.
- Применение в металлургии в качестве легирующей добавки. Молибден размельчает зернистую структуру стали, тем самым упрочняя ее. Помимо этого, происходит увеличение сопротивление коррозии, прокаливаемости и твердости. Добавление в сталь 0,3% молибдена повышает ее прочность в 3 раза.
- В электротехнике применяют при изготовлении державок нитей вольфрама в лампах накаливания. Такое использование связано с обладанием молибдена свойствами сохранения линейных размеров при повышенных температурах.
- В машиностроении молибден используют как материал для обойм подшипников скольжения и шариков подшипников качения. Наконечников режущего инструмента: зенкеров, сверл, токарных резцов, фрез.
- Молибденовые электроды применяют в электропечах для расплавки стекла, по причине того, что металл не вступает в химические реакции с оксидом кремния.
- Сульфиды молибдена служат высокотемпературной смазкой в ответственных узлах, работающих на трение.
- В теплотехнике используют как материал для нагревателей и теплоизоляции вакуумных печей.
- В медицине молибден является сырьем в производстве технеция, который служит средством диагностирования злокачественных опухолей.
- В сельском хозяйстве молибден добавляется в состав удобрений. Доказано, что молибден увеличивает рост растений.
Его даже добавляют в машинное масло, благодаря антикоррозионным свойствам. Например, его можно найти в масле вязкостью 10W40.
Получение молибдена
Сырье, из которого производится металлический молибден – молибденовые концентраты. В их составе данного элемента содержится около 50%. Также в них содержатся: сера ~ 30%, оксид кремния (до 9%) и около 20% прочих примесей.
На следующем этапе удаляют примеси для получения чистого оксида молибдена. Применяются два способа:
- Возгонка при температуре 950 °С — 1100 °С.
- Химическое выщелачивание. Суть способа в том, что при взаимодействии с аммиачной водой устраняются примеси меди и железа и получается карбид молибдена, который кристаллизуют выпаркой или нейтрализацией. Далее карбид нагревают и выдерживают при температуре до 500°С. На выходе – чистый оксид МоО3, в котором содержание примесей всего 0,05%.
Производство молибдена основано на восстановлении МоО3. Процесс проводят в два этапа:
- В трубчатой печи при температуре 550°С — 700°С в потоке сухого водорода происходит отделение атомов кислорода.
- Далее температура поднимается до 900°С — 1000°С и происходит окончательное восстановление. Полученный металл находится в виде порошка.
Для получения монолитного металла пользуются плавлением или спеканием порошка. Плавку используют, когда получают заготовки массой от 500 кг. Процесс производят в дуговых печах с охлаждаемым тигелем, в который подается расходуемый электрод из ранее спеченных штабиков.
Получение молибдена
Порошковое спекание – это прессование в атмосфере водорода при высоких значениях давления (2000-3000 атмосфер) и температуры (1000°С — 1200°С). Полученные штабики, подвергаются спеканию при высоких температурах равных 2200°С — 2400°С. В дальнейшем молибдену придается необходимая форма за счет обработки давлением – ковкой, прокаткой, протяжкой.
Широко в промышленности используется ферромолибден, в котором до 60-70% молибдена, а оставшееся — железо. Его получают путем введения в сталь молибденовых присадок. Сплав получают путем восстановления огарка силикатом железа с добавками стальной стружки и железистой руды.
Нахождение в природе[править | править код]
Содержание в земной коре — 3⋅10−4 % по массе. В свободном виде молибден не встречается. В земной коре молибден распространён относительно равномерно. Меньше всего содержат молибдена ультраосновные и карбонатные породы (0,4—0,5 г/т). Концентрация молибдена в породах повышается по мере увеличения SiO2. Молибден находится также в морской и речной воде, в золе растений, в углях и нефти. Содержание молибдена в морской воде колеблется от 8,9 до 12,2 мкг/л для разных океанов и акваторий. Общим является то, что воды вблизи берега и верхние слои меньше обогащены молибденом, чем воды на глубине и вдали от берега. Наиболее высокие концентрации молибдена в породах связаны с акцессорными минералами (магнетит, ильменит, сфен), однако основная масса его заключена в полевых шпатах и меньше в кварце. Молибден в породах находится в следующих формах: молибдатной и сульфидной в виде микроскопических и субмикроскопических выделений, изоморфной и рассеянной (в породообразующих минералах). Молибден обладает большим сродством с серой, чем с кислородом, и в рудных телах образуется сульфид четырёхвалентного молибдена — молибденит. Для кристаллизации молибденита наиболее благоприятны восстановительная среда и повышенная кислотность. В поверхностных условиях образуются преимущественно кислородные соединения Мо6+. В первичных рудах молибденит встречается в ассоциации с вольфрамитом и висмутином, с минералами меди (медно-порфировые руды), а также с галенитом, сфалеритом и урановой смолкой (в низкотемпературных гидротермальных месторождениях). Хотя молибденит считается устойчивым сульфидом по отношению к кислым и щелочным растворителям, в природных условиях при длительном воздействии воды и кислорода воздуха молибденит окисляется, и молибден может интенсивно мигрировать с образованием вторичных минералов. Этим можно объяснить повышенные концентрации молибдена в осадочных отложениях — углистых и кремнисто-углистых сланцах и углях.
Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит MoS2 (60 % Mo), повеллит СаМоО4 (48 % Мо), молибдит Fe(MoO4)3·nH2O (60 % Mo) и вульфенит PbMoO4.
Месторожденияправить | править код
Крупные месторождения молибдена известны в США, Мексике, Чили, Канаде, Австралии, Норвегии, России[источник не указан 376 дней]. В России молибден выпускают на Сорском ферромолибденовом заводе. Более 7 % от мировых запасов молибдена расположены в Армении, причем 90 % из них сосредоточены в Каджаранском медно-молибденовом месторождении.
В космосеправить | править код
Аномально высокое содержание молибдена наблюдается в звёздных образованиях, состоящих из красного гиганта (или сверхгиганта), внутри которого находится нейтронная звезда — объектах Ландау — Торна — Житковой.
