Molibden - co to jest?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-17 19:04

Niewiele osób wie, że molibden jest pierwiastkiem chemicznym szóstej grupy układu okresowego, związanego z metalami przejściowymi. W strukturze klasyfikacji obok chromu i wolframu. Wyróżnia się bogatym szarym kolorem i specyficznym metalicznym połyskiem. Ten element ogniotrwały znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle metalurgicznym.

Krótka historia odkrycia

Do dnia dzisiejszego zachowało się niewiele informacji o odkryciu molibdenu. Dzieje się tak, ponieważ element ten nie jest zbyt powszechny. Jednak pierwsza wzmianka o nim pojawiła się w 1778 r., kiedy chemia analityczna nie osiągnęła jeszcze swojej dojrzałości. Najpierw substancja została wyizolowana w postaci tlenku.

Pomimo odkrycia pierwiastka chemicznego w 1778 roku, obecnie używana nazwa jest znacznie wcześniejsza. Już w średniowieczu był często wymieniany dla minerałów w kolorze ołowiu.

Obecność w środowisku

Chociaż molibden nie jest bardzo powszechnym pierwiastkiem, jest stosunkowo równomiernie rozmieszczony w skorupie ziemskiej. Nie występuje w postaci wolnej. Najmniejsza ilość tego metalu zawiera węglan iultrazasadowe skały. Pewna część substancji zawarta jest w wodzie rzecznej i morskiej. W górnych warstwach jest znacznie mniej metalu niż na głębokości.

Istnieją dwie formy występowania:

• siarczek;
• molibdate.

Wyglądają jak mikroskopijne wydzieliny. Krystalizacja molibdenitu następuje przy zwiększonej kwasowości i obecności środowiska redukującego. Na powierzchni zwykle tworzą się związki tlenu. W rudach pierwotnych można znaleźć w nich molibdenit wraz z minerałami miedzi, bizmutu i wolframitu. Metal występuje w dużych ilościach w osadach.

Duże depozyty w Rosji

W Federacji Rosyjskiej stosowanie molibdenu odbywa się w wielu obszarach działalności. Kraj posiada jedną z największych na świecie baz surowców mineralnych do wydobycia tego metalu. Główny udział przedsiębiorstw koncentruje się w południowej części Syberii.

Pod względem rezerw Rosja zajmuje drugie miejsce po trzech krajach – Stanach Zjednoczonych, Chinach i Chile. Główną część bazy surowcowej stanowią złoża magazynowe zawierające ponad 87% eksploatowanych zasobów. Złoża rosyjskie charakteryzują się jednak rudami niezbyt wysokiej jakości.

Tabela pokazuje największe depozyty.

Nazwa	Region
Żhirekenskoe	Region Czyta
Orekitkanskoe	Buriacja
Sorskoje	Khakasja
Tyrnyauzskoe	Kabardyno-Bałkaria

Praktyczne zastosowanie

W czystej postaci molibden jest wykorzystywany do produkcji drutów lub taśm, które są odporne na wysokie temperatury. Takie produkty mogą pełnić funkcję elementów grzejnych do piekarników elektrycznych, lamp elektronicznych lub lamp rentgenowskich.

Wprowadzony metal znacznie poprawia wydajność stali. Po jego wprowadzeniu do składu wzrastają ich właściwości wytrzymałościowe i odporność na korozję, co jest niezbędne przy produkcji ważnych części. Stopy żaroodporne są często produkowane z dodatkiem molibdenu, który jest również kwasoodporny.

Związki z tym metalem są aktywnie wykorzystywane do produkcji poszycia przedniego samolotu i pocisków. Na bazie stopów produkowane są płyty o strukturze plastra miodu samolotów oraz ekrany termiczne. Odporność na wysokie temperatury pozwala na zastosowanie produktów z wprowadzeniem molibdenu do obróbki stali. Wiele związków działa jak katalizatory reakcji chemicznych.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Molibden to jasnoszary metal z sześcienną siatką o środku objętości. O jego właściwościach mechanicznych decyduje czystość samego materiału, a także obróbka wstępna i obróbka cieplna. Właściwości fizyczne omówiono bardziej szczegółowo w poniższej tabeli.poniżej.

Parametr	Znaczenie
Temperatura topnienia	2610 stopni
Wskaźnik przewodności cieplnej	142W/(mK)
Ciepło parowania	590 kJ/mol
Moduł ścinania	122 GPa
Twardość metalu	125 HB
Objętość molowa	9, 4 cu. cm/mol

W normalnych warunkach składnik układu okresowego jest odporny na wiele substancji. Proces utleniania zaczyna przebiegać w temperaturach powyżej 400 stopni. Roztwory alkaliczne mają powolny wpływ na molibden. Odporność na wilgoć bez napowietrzania jest dość wysoka.

Związki z innymi metalami

Jakość powstałych stopów molibdenu w dużej mierze zależy od proporcji, a także zdolności zastosowanych zanieczyszczeń i składnika podstawowego do interakcji z substancją. Ważną rolę odgrywa technologia dopingowa. Jednak niektóre rodzaje połączeń budzą wśród ekspertów wątpliwości co do przydatności do dalszego użytkowania.

Molibden nie miesza się dobrze z wolframem. Wraz z jego wprowadzeniem znacznie wzrasta odporność cieplna materiału, ale jednocześnie pogarsza się odporność na odkształcenia. Podobne problemy pojawiają się w połączeniach z innymi metalami, więc takierodzaje dopingu nie są już stosowane.

Pomimo istniejących trudności, wciąż można było znaleźć pewne związki, które mogą zwiększyć próg termiczny dla zastosowania molibdenu. Jednocześnie plastyczność, odporność na odkształcenia i inne cechy są na tym samym poziomie.

Marki w branży

Proces produkcji polega na wykorzystaniu materiału nie tylko w czystej postaci, ale również z dodatkiem zanieczyszczeń. Poniżej znajdują się gatunki molibdenu, które są powszechne w branży.

Oznaczenie	Opis
MCHVP	Jest to czysty metal wytwarzany w technologii topienia próżniowego.
CM	Skład materiału zawiera specjalistyczne dodatki. Zwykle tytan lub cyrkon.
MCH	Zawartość molibdenu wynosi 99,96 procent. Reszta pochodzi z dodatków.
MK	Metal nieszlachetny zawiera dodatki krzemionkowe, które poprawiają odporność na kwasy.
MPH	Rodzaj czystego molibdenu, ale z dużą zawartością zanieczyszczeń. Ich skład nie przekracza 0,08 proc.

Proces odbioru

Do produkcji molibdenu przygotowywana jest ruda zawierająca do 50 procent głównej substancji, znaczną ilość siarki, małe stężeniekrzem i inne składniki. Jest wypalany w temperaturze od 570 do 600 stopni w specjalnych piecach. Po ekspozycji termicznej powstaje koncentrat zawierający tlenek molibdenu z zanieczyszczeniami.

Istnieją dwa sposoby uzyskania masy bez ciał obcych:

1. Metoda kolejnych efektów o charakterze chemicznym. Podczas używania wody amoniakalnej powstały żużel przechodzi w stan ciekły. Z powstałego roztworu usuwane są obce zanieczyszczenia. Po przetworzeniu ich liczba nie powinna przekraczać 0,05 proc.
2. Przez sublimację, która jest procesem przekształcania stałego związku w stan gazowy. Dzięki tej opcji faza ciekła jest pomijana.

Oczyszczony z zanieczyszczeń tlenek molibdenu jest przetwarzany w piecach rurowych za pomocą wodoru. W efekcie otrzymuje się proszek, który poprzez stopienie i wprowadzenie specjalnych substancji zamienia się bezpośrednio w metal. Kształt wykrojów będzie zależał od zastosowanej technologii produkcji.

Produkowane przedmioty molibdenowe

Najpopularniejszym rodzajem produktów są pręty. Mogą być używane nie tylko samodzielnie, ale również służyć jako podstawa do produkcji drutu. Pręty molibdenowe o przekroju kwadratowym nie większym niż 40 mm stanowią surowiec do produkcji wyrobów.

W procesie pozyskiwania prętów odbywa się kucie rotacyjne, które odbywa się w kilku etapach. Na każdym etapie produkowane są pręty o określonym przekroju. Warunki kucia różnią się w zależności od średnicy przychodzącego kęsa. Do wad tej technologii należy zaliczyć złożoność procesu produkcyjnego.

Molibden jest również używany do produkcji specjalnego drutu. Producenci tworzą go z odpowiednio przygotowanych prętów, których średnica nie przekracza 3 mm. Dzięki tej sekcji produkty można łatwo nawinąć na cewkę do dalszej produkcji drutu.

Podczas procesu produkcyjnego stosowana jest metoda przeciągania, która obejmuje cztery główne etapy. Drut ostatecznie uzyskuje ostateczną średnicę, która została wcześniej ustalona. Reżim temperatury podczas procesu produkcyjnego może wahać się od 300 do 700 stopni.

Po ciągnieniu drut jest czyszczony poprzez wyżarzanie w środowisku wodorowym. W tym przypadku temperatura sięga 1300-1400 stopni. Czasami czyszczenie odbywa się za pomocą trawienia elektrolitycznego za pomocą azotu.

Molibden można przerobić na solidne arkusze i paski. Można je uzyskać przez kucie i walcowanie. W produkcji wykorzystywane są młoty pneumatyczne oraz młyny dwuwalcowe. Grubość powstałej taśmy po walcowaniu na gorąco zależy od przekroju oryginalnej blachy.

Po wyprodukowaniu paski molibdenu są poddawane czyszczeniu chemicznemu. Umieszczone są w specjalnym środowisku substancji aktywnych. Następnie walcowanie na zimno odbywa się w normalnej temperaturze. Na ostatnim etapie taśmy są ponownie czyszczone i w razie potrzeby polerowane.

Istnieją normy produkcyjne dla wyrobów metalowych odmolibden. GOST 18905-73 określa wymagania dotyczące produkcji drutu. Odzwierciedla tolerancje masy i średnicy.

Producenci molibdenu w Rosji

Skarny, zapasy i złoża żył są rozwijane głównie na terenie Federacji Rosyjskiej. Pod względem jakości wydobywana ruda niewiele ustępuje zagranicznym surowcom, ale nadal posiada pewne cechy związane ze strukturą.

W Rosji największymi producentami molibdenu są dwie firmy:

• Sorsky GOK LLC.
• JSC Zhirekensky GOK.

Spółki notowane na giełdzie zapewniają do 95 procent krajowej produkcji metali.

Podsumowanie roli pierwiastka dla ludzkiego ciała

Molibden działa jako ważna substancja niezbędna do normalnego funkcjonowania ludzi. Występuje w wielu narządach i kościach. Dzienne zapotrzebowanie na pierwiastek chemiczny wynosi średnio 70-300 mcg. Wraz z jego niedoborem wskaźniki te rosną.

Molibden bierze udział w przemianie materii, a także w procesie oczyszczania organizmu z aldehydów, kwasów i innych związków. Wspomaga wykorzystanie żelaza, pozwalając na szybkie zniwelowanie skutków różnego rodzaju zatruć. Pierwiastek śladowy skutecznie oczyszcza organizm z substancji toksycznych.

Badania wykazały, że molibden łagodzi ból przy zapaleniu stawów i innych chorobach, ma pozytywny wpływ w przypadku astmy, zmniejsza ryzyko raka wjelita i żołądek. Większość substancji znajduje się w warzywach liściastych, kaszy gryczanej, jęczmieniu, wątrobie, jajach, mleku, agrescie i czarnej porzeczce.