Metal molibden, adını molibden disülfidin kurşun cevheri - galenine (kurşun için Yunanca adı molibdos'tur) dışa benzerliğine borçludur.
Öğe keşif geçmişi
Avrupa'da Orta Çağ'da molibden, farklı bileşime sahip üç mineral olarak adlandırıldı, ancak mineralin rengi ve yapısı bakımından neredeyse benzer - galen (Pbs), molibdenit (MoS2) ve grafit (C). Bu arada, "molibden parlaklığı" (molibdenitin diğer adı) minerali, yaprak üzerinde yeşilimsi gri bir iz bırakan kurşun kalemler için kurşun olarak kullanıldı.
Molibden metali, Mendeleev'in periyodik sisteminin 42 elementi, İsveç'in doğum yeri olarak kabul edilir. 1758'de, bu ülkeden kimyager ve mineralog, nikelin kaşifi Axel Cronstedt, yukarıdaki minerallerin tamamen farklı bir yapıya sahip olduğunu öne sürdü. Yirmi yıl sonra, Köpingli bir farmasötik kimyager olan hemşehrisi Karl Scheele, molibdeniti konsantre nitrik asit içinde kaynatarak beyaz bir çökelti ("beyaz toprak") formunda molibdik asit elde etti. Bilim adamı, molibdik asit kömürle kalsine edilirse, izole etmenin mümkün olduğunu sezgisel olarak anladı.metal. Uygun bir fırına sahip olmadığı için, 1782'de büyük miktarda karbür safsızlıkları olan yeni bir metali izole eden Peter Gjelm'e örnekler gönderdi. Meslektaşları elemente "molibden" adını verdiler (periyodik tablodaki formül Mo'dur).
Nispeten saf metal sadece 1817'de İsveç Bilimler Akademisi başkanı Jens Berzelius tarafından elde edildi.
Basit bir maddenin karakterizasyonu
Üretim yönteminin molibdenin fiziksel özellikleri ve görünümü üzerinde büyük etkisi vardır. Sinterleme öncesi toz metal, boşluklar ve çubuklar - koyu gri. İşlenmiş haddelenmiş ürünlerin paleti çok daha zengindir - neredeyse siyahtan açık gümüşe. Molibdenin yoğunluğu 10.28 t/m3'dir. Metal 2623˚С sıcaklıkta erir ve 4639˚С sıcaklıkta kaynar. Tamamen saf molibden, kolay haddeleme ve damgalamayı garanti eden mükemmel dövülebilirlik ve sünekliğe sahiptir. Oda sıcaklığında bile çapı 12 mm'ye kadar olan bir iş parçası, çift düğümle serbestçe bağlanabilir veya ince bir folyoya sarılabilir. Metal iyi bir elektrik iletkenliğine sahiptir. Safsızlıkların varlığı sertliği ve kırılganlığı arttırır ve molibdenin mekanik özelliklerini büyük ölçüde belirler.
Ana Bağlantılar
Karmaşık maddelerin bir parçası olarak, element, molibdenin kimyasal özelliklerini belirleyen +2'den en yükseğe kadar farklı bir oksidasyon derecesi sergiler (ikinci bileşikler en kararlıdır). Bu metal, oksijen ve halojenler (MoO3, MoCl5) ve molibdatlar (molibdik asit tuzları) içeren bileşiklerle karakterize edilir. Oksidasyon reaksiyonları sadece yüksek sıcaklıklarda (600˚С'den) mümkündür. Daha fazla artış molibdenin karbon, fosfor ve kükürt ile etkileşime girmesine neden olacaktır. Nitrik veya ısıtılmış sülfürik asitte iyi çözünür.
Fosforik, arsenik, borik ve silisik asitler molibden ile kompleks bileşikler oluşturur. En ünlü ve yaygın tuz, amonyum fosfomolibdattır. Molibden içeren maddeler, geniş bir renk paleti ve çeşitli tonlarla ayırt edilir.
Molibden cevheri zenginleştirme teknolojisi
Kesinlikle saf molibdenin endüstriyel üretimi ancak 20. yüzyılda hakim oldu. Molibden cevherinin kimyasal işlenmesinden önce zenginleştirilmesi gelir: kırıcılarda ve bilyalı değirmenlerde öğütüldükten sonra ana yöntem beş veya altı yüzdürmedir. Sonuç, ham maddede yüksek konsantrasyonda (%95'e kadar) molibden disülfiddir.
Bir sonraki ve en önemli adım ateş etmektir. Burada istenmeyen su safsızlıkları, kükürt, yüzdürme reaktiflerinin kalıntıları uzaklaştırılır ve molibden disülfid trioksite oksitlenir. Daha fazla temizlik birkaç şekilde mümkündür, ancak aşağıdakiler en popüler olanlardır:
- Molibden bileşiklerinin tamamen çözüldüğü ve safsızlıkların giderildiği amonyak yöntemi;
- süblimasyon. Sonuç - MoO3 konsantrasyonu %90-95'e yükselir.
900 ila 1100 ˚С sıcaklıkta
Metalik molibdenin endüstriyel üretimi
Hidrojenin saflaştırılmış molibden trioksitten geçirilmesi (laboratuvarlardaindirgemelerde genellikle karbon veya karbon içeren gazlar, alüminyum, silikon kullanılır) toz metal elde edilir. İşlem, sıcaklıkta kademeli olarak 500'den 1000 ˚С'ye yükselen özel tüp fırınlarında gerçekleşir.
Kompakt molibden metal üretimi için süreç zinciri şunları içerir:
- Basma. İşlem çelik kalıplarda 300 MPa'ya kadar basınç altında gerçekleşir. Bağlayıcı bileşen, bir gliserin alkol çözeltisidir. Boşlukların (bıçakların) maksimum bölümü 16 cm2'yi geçmez ve uzunluk 600 cm'dir. Daha büyük olanlar için kauçuk veya polimer formları kullanılır. Presleme, sıvının yüksek basınç altında enjekte edildiği çalışma odalarında gerçekleşir.
- Sinterleme. İki aşamada gerçekleşir. İlk - 30-180 dakika süren düşük sıcaklık (iş parçasının boyutuna bağlı olarak), 1200 ˚С sıcaklıkta bir hidrojen atmosferinde mufla fırınlarında gerçekleştirilir. İkinci aşamada (kaynak), iş parçası erime noktasına (2400-2500 ˚С) yakın bir sıcaklığa ısıtılır. Sonuç olarak, gözeneklilik azalır ve molibden yoğunluğu artar.
3 tona kadar olan büyük boşluklar indüksiyon, elektron ışını veya ark fırınlarında sinterlenir. İşlem, sinterlenmiş ürünlerin mekanik olarak işlenmesiyle tamamlanır.
En zengin mevduat
Molibden yerkabuğunda ve bir bütün olarak evrende oldukça nadir bulunan bir elementtir. Doğada var olan iki düzine mineralden sadece molibdenit önemli endüstriyel öneme sahiptir.(MoS2). Kaynakları sonsuz değildir ve powellitlerden ve molibdatlardan metal çıkarmak için teknolojiler zaten geliştirilmiştir. Cevher kütlelerinin mineral bileşimine ve şekline bağlı olarak yataklar damarlı, damarlı ve skarn olarak ayrılır.
Elementin küresel olarak kanıtlanmış rezervleri, neredeyse yarısı Çin'de olmak üzere 19 milyon tondur. 1924'ten beri, en büyük molibden yatağı, ortalama %0,4'e varan içerikle Climax madeni (ABD, Colorado) olmuştur. Çoğu zaman, molibden cevherlerinin çıkarılması, bakır ve tungsten çıkarılmasıyla birlikte gerçekleştirilir.
Rusya'da molibden rezervi 360 bin tondur. Araştırılan 10 yataktan sadece 7'si ticari olarak geliştirildi:
- Sorskoe ve Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe ve Zhirekenskoe (Doğu Transbaikalia);
- Orekitkanskoe (Buryatia);
- Labash (Karelya);
- Tyrnyauz (Kuzey Kafkasya).
Üretim hem açık hem de kapalı yöntemlerle yapılmaktadır.
Samuray Kılıçlarının Sırrı
Birkaç yüzyıl boyunca, Avrupalı silah ustaları ve bilim adamları, ikinci binyılın başından beri eski Japon kılıçlarının keskinliğinin ve gücünün gizemiyle boğuştular ve aynı yüksek kaliteli keskin silahları yapmaya çalıştılar, ancak başarısız oldular. Japon çeliğinde molibden safsızlıklarını keşfeden XΙX yüzyılın sonunda bu bilmeceyi çözmek mümkün oldu.
Molibdenin çeliğin kalitesini (sertlik ve tokluk vererek) iyileştirmek için bir alaşım katkı maddesi olarak endüstriyel kullanımı ilk kez 1891'de Schneider tarafından ele alındı. Fransa'dan & Co.
Birinci Dünya Savaşı, molibden metalurjisinin gelişimi için önemli bir teşvik görevi gördü. Aynı kalibredeki Alman mermileri tarafından kolayca delinebilen Anglo-Fransız tanklarının ön zırhının kalınlığının, zırh plakalarının çeliğine% 1.5-2 molibden eklenerek 75 mm'den 25 mm'ye düşürülmesi önemlidir. Bu, makinenin gücünü önemli ölçüde artırdı.
Molibden uygulaması
Endüstride kullanılan tüm molibdenin %80'inden fazlası demir metalurjisine düşüyor. Onsuz, ısıya dayanıklı dökme demir, yapı ve takım çeliklerinin üretimi düşünülemez. Elemanın bir ağırlık parçası çeliğin kalitesini artırır, iki ağırlık parçası tungstene eşdeğerdir. Molibden yoğunluğu iki kat daha az olduğundan, alaşımları, 1370 ˚С'nin altındaki çalışma sıcaklıklarında tungsten alaşımlarına göre kalite açısından önemli ölçüde üstündür. Molibden çelikleri karbonlama için daha uygundur.
Molibden radyo-elektronik, kimya ve boya endüstrilerinde talep görmektedir. Makine mühendisliğinde ısıya dayanıklı bir malzeme olarak kullanılır. Tarımda, element bileşiklerinin zayıf çözeltileri, besinlerin bitkiler tarafından emilimini önemli ölçüde artırır. Yüksek dozlarda molibdenin canlı ve bitki organizmaları üzerinde toksik etkisi olduğu ve çevreyi olumsuz etkilediği unutulmamalıdır.
Biyolojik önemi
İnsan ve hayvanların beslenmesinde molibden en önemli eser elementlerden biridir. Aktif bir biyolojik form şeklinde -molibden koenzim - (Moco) canlı dokularda katabolik süreçlerin uygulanması için gereklidir.
Molibdenin kansere karşı etkinliği alanındaki araştırmalar çok umut verici görünüyor. Lin Xian kasabası (Honan Eyaleti, Çin) nüfusu arasında yüksek oranda sindirim sistemi kanseri insidansı, molibden içeren mineral gübrelerin toprağa verilmesinden sonra önemli ölçüde azaldı.
İnsan vücudunda nadir görülen element eksikliği durumlarında, mekansal oryantasyon bozukluğu, beyin kusurları, zihinsel anormallikler ve diğer ciddi sinir hastalıkları gelişebilir. Bir yetişkin için günlük molibden dozu 100 ila 300 mcg arasındadır. 5-15 mg'a yükseltildiğinde, 50 mg'a kadar toksik zehirlenme kaçınılmazdır - ölüm. Molibden açısından en zengin olanlar yapraklı sebzeler, tahıllar, baklagiller ve meyveler (frenk üzümü, bektaşi üzümü) bitkileri, süt ürünleri, yumurtalar, hayvanların karaciğeri ve böbrekleridir.
Çevresel yönler
Molibdenin biyolojik özellikleri, cevher malzemesinin işlenmesinden kaynaklanan atıkların bertaraf edilmesi için artan gereksinimleri, çalışan personelin ve doğanın sağlığı üzerinde olumsuz bir etkiyi önlemek için işletmelerde teknolojik sürece sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektirir.
İşlenmiş ürünlerin yer altı sularına karışmasını önlemek için tüm önlemler alınmalıdır. Bitkilerin molibden emme ve biriktirme kabiliyetine sahip olduğu akılda tutulmalıdır, bu nedenle sürgünlerdeki ve yapraklardaki içeriği izin verilen konsantrasyonları aşabilir. Bu yeşil kütlehayvanlar için tehlikeli olabilir. Rüzgarların kullanılmış kayayı yaymasını önlemek için çöplükler bir toprak tabakasıyla kaplanır.
Küresel molibden pazarındaki trendler
Küresel mali krizin başlamasıyla birlikte, küresel molibden tüketimi %9 düştü. İstisna, %5'e varan bir artışın olduğu Çin oldu. 2009 yılında tüketici talebindeki keskin düşüşe tepki üretim hacimlerinde düşüş oldu. Önceki üretim seviyesine ancak dört yıl sonra yaklaşmak mümkün oldu ve 2014'te yeni bir maksimum 245 bin ton belirlendi. Çin, molibden ve ürünlerinin ana tüketicisi ve üreticisi olmaya devam ediyor.
Molibdenin yoğunluğu ve şaşırtıcı özellikleri onu hafiflik, yüksek mukavemet ve korozyon direncinin bir kombinasyonunun gerekli olduğu çelik ve alaşım uygulamaları için vazgeçilmez kılmıştır. Nükleer santrallerin, diğer enerji ve endüstriyel tesislerin sayısındaki öngörülen büyüme, Uzak Kuzey ve Kuzey Kutbu'nun zorlu koşullarında yeni petrol ve gaz sahalarının geliştirilmesi, kaçınılmaz olarak molibden ve türevlerine olan talebin artmasına neden olacaktır.
