МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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/см3, 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:

  • хорошая электропроводность;
  • 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.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Благодаря своим антикоррозионным свойствам молибден применяется даже в моторных маслах

Склонность к быстрому окислению, становится серьезным препятствием для использования молибдена. Также при температурах 700 0С 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 0С. Легируют 0,1 – 1,5% указанными ранее элементами, а также 0,01 – 0,10% углерода;
  • 1500 – 2000 0С. 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 0С, 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.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

На фото молибденовая руда

  • Возгонка – процесс преобразования вещества из твердого состояние сразу в газообразное, минуя жидкую фазу (950 – 1100 0С);
  • 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 0С, 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 0С, повышая ее на втором этапе до 900 – 1000 0С. На выходе получают порошок, который после плавки или примененных специализированных средств порошковой металлургии преобразуется до компактного металла.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Дисульфид молибдена

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

Молибден добавляется в состав стали вместе с рядом других элементов. Процентное содержание определяет тип, полученного продукта: легированная (0,1 – 0,3 %) или инструментальная (3 – 10 %) сталь.

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.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

Молибден: свойства, способы добычи и применение

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияМолибден: свойства, способы добычи и применение

Молибден представляет собой блестящий светло-серый металл. История его открытия, получения в виде металла и очистки от примесей связан с тремя известными шведскими химиками: К. Шееле, П. Гьельмом, Й. Берцелиусом.

Физические свойства минерала:

  • Плотность – 10,2 гм/см3 при температуре +200C.
  • Температура плавления =» 26200C, что определяет его тугоплавкость.
  • Температура кипения =» 46390C.
  • Структура металла представлена в виде кубической объёмно центрированной решётки.
  • Крайне низкий коэффициент теплового расширения.
  • При нагревании хорошо поддаётся механической обработке.
  • Обладает высокой степенью электропроводности.

Химические свойства:

  • Элемент достаточно устойчив. Лишь при температуре 4000C он начинает активно взаимодействовать с кислородом, образуя оксиды, а при температуре +6000C и триоксиды.
  • Вступает в реакции с галогенами.
  • Образует неустойчивые сини под действием восстановителей, таких как алюминий, сернистый газ, цинковая пыль.

Способы добычи молибденовых руд

В пределах земной коры молибден распространён достаточно равномерно, хотя само содержание металла в недрах не превышает нескольких десятитысячных долей процента. В чистом виде этот химический элемент не встречается, поэтому важным практическим значением из 20 известных науке молибденовых минералов, обладают:

  • Молибденит, содержащий в своём составе до 60% искомого вещества.
  • Молибдошеелит (зейригит) – до 24%.
  • Молибдаты урана из молибден-урановых месторождений.
  • В меньшей степени – вульфенит, повеллит и ферримолибдит.

Сами руды содержащие молибден по своему составу подразделяются:

  • на молибденовые,
  • медно-молибденовые
  • и вольфрам-молибденовые.

Метод их извлечения определяется в основном глубиной залегания массива полезного ископаемого.

В шахтах

При расположении рудного тела на глубине более 500 метров, приходится прибегать к закрытому способу добычи. Для чего сооружаются шахты и делаются горизонтальные или наклонные проходы в грунте.

Способ достаточно затратный, так как требует значительных объёмов работ и привлечения высокотехнологичных установок и кроме того – небезопасный, но вместе с тем по современным меркам – высокотехнологичный и дающий возможность извлечения залежей из земных недр.

В карьерах

Именно здесь ведут добычу открытым способом. Иногда, при поверхностном залегании, руду забирают непосредственно с местонахождения. В случае закрытия рудного тела верхними слоями почвы, производятся вскрышные работы, сопровождающиеся бурением, взрывами и удалением грунта в отвалы, откуда по завершении работ его возвращают на место.

Карьер представляет собой ступенчатую структуру на склоне горы или в яме. Именно с этих ступеней-террас и производится забор полезного ископаемого для дальнейшей отправки на обогатительные предприятия.

Процессы получения молибдена

Флотация

Флотация (фактически – плавание на поверхности жидкости частиц, предварительно обработанных маслами и воздухом) является основным методом обогащения молибденовых руд.

Молибденит – основной минерал для получения молибдена, ведь именно он обеспечивает 99% потребности индустрии в этом металле, хорошо подвергается флотации. Дело в том, что в процессе измельчения молибденита раскрываются поверхности, обладающие сильными гидрофобными (не смачиваемыми водой) свойствами.

Используя для пенообразования сосновое масло, а в качестве коллекторов – масла тяжёлых нефтяных фракций, добиваются получения 90% концентрата. Процесс происходит поэтапно:

  • В начале – флотируются сульфиды.
  • Затем – молибденит с подавлением железа и сульфидов меди под воздействием соединений натрия в щелочной среде.

Неоднократность повторений даёт возможность достигнуть высокого уровня концентрации молибдена.

Обжиг

В основе получения трёхокиси молибдена, применяемой для легирования сталей, выплавки ферромолибдена, получения молибденовых солей высокой степени чистоты, и являющейся сырьём на пути: трёхокись или ангидрид – порошок – компактный ковкий металл, лежит процесс окислительного обжига.

Читайте также:  ЗЕЛЕНЫЕ КАМНИ: ТОП-18 самых удивительных

Концентраторы загружают в печь и подвергают нагреву при температуре 600-6500C, не допуская при этом перегрева и плавления.

Результатом процесса выступают полезные молибдаты, а также окислы и сульфаты посторонних примесей.

Для обжига используются многоподовые печи с перемешиванием, муфельные, камерные печи с ручным перегребанием огарка, вращающиеся трубчатые агрегаты или печи с кипящим слоем.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Обработка давлением

Полученные слитки молибдена в целях изготовления нужных форм, проходят горячую обработку давлением. Для этого, чтобы изменить внутреннюю структуру отливки, рекомендуется предварительно подвергнуть её прессованию.

В этом направлении существует немало перспективных разработок. В частности, одна из них предусматривает обдув воздухом и звуковое воздействие частотами 140-160дБ, на протяжении 10-20 минут.

Это значительно сокращает процесс обработки и обеспечивает необходимый уровень механических характеристик.

Процессы переработки

Необходимо отметить, что отнюдь не все молибденсодержащие материалы хорошо обогащаются методами флотации. К ним относятся: окисленные руды, а также кеки, хвосты – всевозможные отходы, получаемые в процессе переработки руды и концентраторов.

Основным методом переработки в таких случаях становится:

  • обжиг методом селикотермии с последующим восстановлением алютермией и углеродом;
  • обжиг с выщелачиванием растворителями;
  • обжиг с подшихтовкой на основе извести или окалины железа;
  • обжиг с возгонкой;
  • спекание с содой для последующего выщелачивания водой;
  • прямое хлорирование или хлоридовозгонка;
  • гидрометаллургические способы с использованием кислорода, гидрохлоридов щелочных соединений металлов, азотной кислоты (процесс осуществляется в автоклаве).

К примеру, обжиг с возгонкой представляет собой следующий двухэтапный технологический процесс:

  • Первый этап включает в себя нагрев до температуры 500-6000C, продолжающийся 1-2 часа.
  • Второй длится от 2 до 4 часов при температуре 1000-11000C.

При этом в печь подаётся воздух, а возгоны – улавливаются.

Продукт переработки

Благодаря своим уникальным свойствам, прежде всего – жаропрочности и химической стойкости, молибден находит широкое применение в целом ряде отраслей экономики.

Легированные стали

Металл существенно улучшает свойства сталей при проведении процесса легирования. При его добавлении существенно повышается их прокаливаемость, прочность, вязкость, коррозионная стойкость. Понятно, что столь качественные материалы пользуются значительным спросом в изготовлении ответственных узлов, деталей и конструкций.

Молибденовые стали можно найти в высоконагруженных изделиях кинематических пар; прессах, штампах, быстрорежущих инструментах; в энергетическом оборудовании, испытывающем высокотемпературные нагрузки, в сильно нагруженных конструкциях.

Интереснейший исторический факт: холодное оружие, которым пользовались наши предки, содержало в своём составе молибден. Именно благодаря ему, приобреталась прочность, гибкость и долговечность этих изделий прошлого.

Красители

Красители, изготовленные с использованием молибдена, находят применение в текстильной отрасли, керамическом производстве, при изготовлении пластмасс, полимерных материалов, в процессе покраски кож и ряда других материалов.

Микроудобрения

Воздействие молибдена на почву и растительный мир проявляется в стимулировании азотного обмена, участии в процессе биосинтеза белков и нуклеиновых кислот, повышении уровня витаминов и насыщении зелёного покрова хлорофиллом. Перед посевом порошком молибдена посыпают семена, для повышения урожайности в жидком виде вносят в почву молибденово-кислый аммоний, натрийаммонийныймолибдат и молибденовый суперфосфат.

Электрические лампы

Этот металл можно найти даже внутри электрических ламп накаливания. Место, где требуются материалы высокой степени жаропрочности и при этом не меняющие своих геометрических размеров при нагревании.

Месторождения в России и мире

Российская Федерация обладает значительной сырьевой базой молибденовых руд. Абсолютное большинство этих запасов сосредоточено в Карело-Кольской, Северо-Кавказской, Алтае-Саянской, Западно- и Восточно-Забайкальских провинциях. Также имеются залежи на территории Якутии и Чукотки.

Крупнейшими российскими месторождениями молибдена являются:

  • Агаскрырское и Сорское в республике Хакасия.
  • Бугдаинское и Жирекенское в Забайкальском крае.
  • Мало-Ойногорское и Орекитканское в республике Бурятия.
  • Тырныаузское в Кабардино-Балкарской республике.

Богаты молибденовыми рудами и другие государства. Так, список коренных уникальных и очень крупных месторождений по странам мира включает в себя:

  • Гендерсон и Клаймакс в США.
  • Коктенкольское в Казахстане.
  • Чукикамата на территории Чили.
  • Эрдэнэтийн-Обо в Монголии.

МОЛИБДЕН: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Мировые запасы

Общемировые выявленные молибденовые ресурсы, присутствующие в недрах 35 стран оцениваются в 11,54 млн. тонн (прогнозные – 22,62 млн. тонн). Наибольшими подтверждёнными запасами, по данным Геологической службы США, располагают:

  • Китай – 3 млн. тонн.
  • США – 2,7 млн. тонн.
  • Чили – 1,905 млн. тонн.
  • Канада – 0,95 млн. тонн.
  • Перу – 0,85 млн. тонн.
  • Армения – 0,635 млн. тонн.
  • Аргентина – 0,372 млн. тонн.
  • Монголия – 0,294 млн. тонн.
  • Колумбия – 0,277 млн. тонн.
  • Россия – 0,24 млн. тонн.
  • Панама – 0,227 млн. тонн.
  • Узбекистан – 0,203 млн. тонн.
  • Мексика – 0,135 млн. тонн.
  • Казахстан – 0,13 млн. тонн.
  • Иран – 0,12 млн. тонн.
  • Киргизия – 0,1 млн. тонн.
  • Папуа-Новая Гвинея – 0,099 млн. тонн.

Страны, добывающие молибден

Мировой рынок производства концентрата молибдена в 2016 году (в предыдущем 2015 году было выпущено 266,7 тыс. тонн минерала) выглядел следующим образом:

  • Китай – 37,78%.
  • США – 21,11%.
  • Чили – 18,37%.
  • Перу – 6,79%.
  • Мексика –4,87%.
  • Канада – 3,49%.
  • Армения – 2,74%.
  • Россия – 1,8%.
  • Иран – 1,5%.
  • Монголия – 0,75%
  • Турция – 0,52%.
  • Узбекистан – 0,19%.

Основными потребителями молибденовой продукции являются: Бельгия, Германия, Нидерланды, Япония, Чили.

Молибден ⚪: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Молибден (лат. molybdaenum) — химический элемент с атомным номером 42 и атомной массой 95,94. Обозначается символом Mo. Это ковкий переходный металл, который имеет серый цвет со стальным оттенком в свободном состоянии и становится серо-черным в диспергированном виде. Открыто порядка 20 минералов молибдена, а в свободном виде он не встречается.

Название металла происходит из греческого слова «молибдос», что в переводе означает «свинец». Такое название было выбрано из-за того, что минеральный молибден имеет характерный блеск, очень похожий на блеск свинца.

В 1778 году шведский химик К. Шееле впервые получил минеральный молибденит путем прокаливания молибденовой кислоты. Еще один шведский химик П. Гьельм получил молибден в виде нечистого металла в 1781 году и только в 1817 году Й. Берцелиусу удалось вывести этот элемент в чистом виде.

Присутствие в природе

В земной коре находится 0,003 % молибдена в составе минералов. Он распространен относительно равномерно, более концентрирован в породах, в которых содержится диоксид кремния. Для кристаллизации металла необходимы высокая кислотность и восстановительная среда. Наименьшее содержание молибдена фиксируется в карбонатных и ультраосновных породах.

Металл также содержится в нефти, углях, золе растений и воде — речной и морской. Морские воды на глубине более обогащены молибденом, чем воды у берега. В космосе зафиксировано аномально высокое содержание молибдена внутри красных гигантов с нейтронными звездами.

Самые крупные месторождения металла находятся в США, России, Армении, Канаде, Мексике, Чили, Австралии и Норвегии.

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:

  • США;
  • Чили;
  • Канаде;
  • Казахстану;
  • Перу;
  • Китаю.
  • 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».

Физические свойства

Свойство Значение
Группа металлов Тугоплавкий
Плотность при 20°С 10,2 г/cм3
Температура плавления 2610 °С
Температура кипения 4612 °С
Теплопроводность 142 Вт/(м*К)
Теплота плавления 28 кДж/моль
Теплота испарения 590 кДж/моль
Удельная теплоемкость 0,256 Дж/(г*К)
Электросопротивление 5,70 мкОм*см
Молярный объем 9,4 см3/моль
Модуль сдвига 122 ГПа
Твердость 125 НВ
Коэффициент линейного расширения 4,9 10-6 К-1
Читайте также:  РАДУЖНЫЙ КВАРЦ: легенды и правда

Химические свойства

Молибден устойчив при нормальных условиях. Окисление начинается, когда металл нагревается до температуры 400 ⁰С. После 600 ⁰С происходит быстрый переход в триоксид молибдена.

Основные химические свойства металла представлен в таблице:

Свойство Значение
Ковалентный радиус: 130 пм
Радиус иона (+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу): 2,16
Электродный потенциал: 0
Степени окисления 6, 5, 4, 3, 2

Содержание

  • 1 История и происхождение названия
  • 2 Нахождение в природе 2.1 Месторождения
  • 2.2 В космосе
  • 3 Добыча
      3.1 Генетические группы и промышленные типы месторождений
  • 4 Получение
  • 5 Физические свойства
  • 6 Химические свойства
  • 7 Применение
  • 8 Биологическая роль
  • 8.

    2 Микроэлемент

  • 9 Стоимость
  • 10 Физиологическое действие
  • Производство молибдена

    Для производства молибдена в России и мире в качестве сырья используются молибденитовые концентраты, из которых получается чистый металл — основа для сплавов. В концентратах содержится около 20 % примесей, 1-9% оксида кремния, 28-32% серы и примерно 50 % молибдена.

      Характеристики фрезерного сверла, советы по выбору

    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.

    Биологическая роль

    Физиологическое значение молибдена для организма животных и человека было впервые показано в 1953 году, с открытием влияния этого элемента на активность фермента ксантиноксидазы. Молибден промотирует (делает более эффективной) работу антиокислителей, в том числе витамина С.

    Важный компонент системы тканевого дыхания. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление азота. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты.

    Молибденоэнзимы катализируют гидроксилирование различных субстратов. Альдегидоксидаза окисляет и нейтрализует различные пиримидины, пурины, птеридины. Ксантиноксидаза катализирует преобразование гипоксантинов в ксантины, а ксантины — в мочевую кислоту.

    Сульфитоксидаза катализирует преобразование сульфита в сульфат.

    Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях ксантиноксидазы. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы, наблюдается ослабление иммунной системы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль молибдена), является антагонистом меди и нарушает её утилизацию в организме.

    Круговорот азота

    Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы — фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей).

    Микроэлемент

    Микроколичества молибдена необходимы для нормального развития организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под ягодные культуры.

    Влияет на размножение (у растений).

    Обработка молибдена

    Как правило, используется термообработка молибдена, так как у него невысокая вязкость, а при низких температурах металл показывает низкую пластичность. Небольшие штабики обрабатывают на обжимных машинах, а для крупных заготовок применяют спекание и горячую прокатку.

    Иногда возможна механическая обработка молибдена резанием. Для этого используют инструменты из быстрорежущей стали с такими же углами заточки резцов, как и при резании чугуна.

    Достоинства и недостатки молибдена

    Достоинства Недостатки
    Благодаря низкой плотности молибдена сплавы на его основе имеют большую удельную прочность.

    1. Высокий модуль упругости.
    2. Термостойкость.
    3. 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.

    Молибден может применяться при лечении некоторых заболеваний

    В ряде случаев молибден может помочь снизить уровень меди в организме. Этот процесс активно изучается, как потенциальное лечение некоторых хронических заболеваний.

    Было обнаружено, что у жвачных животных, таких как коровы и овцы, избыточное потребление молибдена приводило к дефициту меди.

    Благодаря специфической анатомии жвачных животных молибден и сера объединяются в их организме, образуя соединения, называемые тиомолибдатами. У жвачных животных такой процесс предотвращает всасывание меди.

    • Для человека это не является проблемой, поскольку наша пищеварительная система отличается от животных.
    • Однако так же химическая реакция используется для разработки вещества тетратиомолибдата (TM).
    • TM обладает способностью снижать уровень меди и изучается как потенциальное средство для лечения болезни Вильсона, рака и рассеянного склероза. (, , , , , )
    • Вывод:

    Как показали исследования, продукт химической реакции молибдена и серы снижает уровень меди в организме. На данный момент он активно изучается как средство для лечения таких хронических заболеваний, как рак и рассеянный склероз.

    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:

    • Участвует в углеводном, белковом и липидном обмене, в процессах очищения от мочевой кислоты, альдегидов и прочих вредных веществ.
    • Снижает интоксикацию после употребления алкоголя.
    • Укрепляет кости и зубы.
    • Улучшает половую функцию.
    • Препятствует возникновению подагры и анемии.
    • Участвует в тканевом дыхании и синтезе витамина С.

    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.

    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!».

    Основные марки молибдена

    В промышленности используется чистый молибден и с различными присадками. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие марки:

    • МЧ — чистый металл: в нем содержится не менее 99,96 % молибдена и до 0,04 % примесей. Эта марка находит применение в изготовлении проволоки, которая используется в производстве источников света и электронных приборов. Также МЧ применяют в изготовлении деталей электровакуумных приборов.
    • МЧВП — чистый молибден, который производится методом вакуумной плавки.
    • МРН — еще один вид чистого молибдена, однако в отличие от МЧ и МЧВП в его составе содержится большее количество примесей — до 0,08 %. Основная область применения МРН — производство проволоки для источников света и электронных приборов.
    • МК — молибден с кремнещелочной присадкой. Из него также изготавливают проволоку.
    • ЦМ — металл с присадкой циркония или титана.

    Применение

    Около 3⁄4 всего производимого редкоземельного металла используется как легирующий элемент при производстве сталей. Оставшаяся 1⁄4 часть используется в чистом виде и в химических соединениях. Применение он нашел во многих отраслях промышленности.

    1. Космическая область и авиастроение. Изделия из молибдена и его сплавов нашли применение для облицовки и изготовления головок ракет и носов самолетов, летающих на скоростях выше звуковых. Использование как конструкционный материал – это обшивка, а как тепловой экран – головная часть.
    2. Металлургия. Применение молибдена в литейном производстве и металлургии обусловлено высокой прокаливаемостью. Следовательно, повышается прочность, коррозионная стойкость, вязкость. В его сплавах с кобальтом или хромом заметно повышается твердость. Из легированных сталей с молибденовыми добавками изготавливаются ответственные детали. Его добавляют в жаро- и кислотоустойчивые сплавы. Поэтому большинство инструментов, производящих горячую обработку, изготавливаются из сталей, легированных Мо.
    3. Химическая промышленность. Из материалов с Мо, обладающих кислотоустойчивостью, изготавливают различные аппараты для производства кислот или их переработки. Нагреватели печей, внутри которых водородная среда также изготавливаются из молибденовых сплавов. Также данный металл можно найти в составе некоторых лаков, красок, эмалей и термически наносимых глазурей. Используют металл и как катализатор для химических реакций.
    4. Радиоэлектроника. Мо — незаменимый материал для изготовления электроосветительных и электронно-вакуумных приборов, среди которых многим известны радиолампы.
    5. Медицина. В медицине элемент используется при изготовлении рентгеновских аппаратов.
    6. Изделия из стекла. Из-за плавления при высокой температуре Мо используют при плавлении стекла.

    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.

    Как получить Molybdaenum

    Получение молибдена можно разделить на несколько стадий:

    1. Методом флотации обогащают руду. В результате получают молибденовые концентраты, их три марки.
    2. Производство из концентратов MoO3, т.н. «огарка», из огарка путем возгонки или химической переработки выделяют чистый молибденовый ангидрид. Чистота продукта не менее 99,975%.
    3. Молибденовый порошок с размером зерен 0,5-2 мкм получают восстановлением ангидрида водородом.
    Марки молибдена Особенности
    МЧ, МЧВП Металл без присадок
    МРН Присадок нет, но есть примеси
    МК Содержит кремнещелочную присадку
    ЦМ Присадка — цирконий и/или титан
    МР Сплав с рением
    МВ Сплав с вольфрамом

    Применение молибдена и его свойства

    Благодаря свойствам применение молибдена в промышленности широко распространено в России и мире. Металлургия, авиационная промышленность, машиностроение, сельское хозяйство — это не весь список, где применяют этот стратегический металл. Он настолько восстребован, что цена молибдена неуклонно растет год от года. 

    Характеристика материала

    Физические свойства. Молибден – редкоземельный металл серого цвета, внешне похож на свинец. Температура плавления 2619 ºС. Отличается повышенной пластичностью. Модуль Юнга 336 ГПа, что в 1,5 раза больше, чем у стали. Плотность составляет 10,2 гсм3. Самым жаростойким металлом считается вольфрам. Но касаемо удельной жаропрочности при температурах до 1400 ºС, молибден не имеет конкурентов. Молибден имеет низкое значение коэффициента линейного расширения. При изменении температуры на 1000 ºС, его размер увеличится всего на 0,0049 мм.

    Теплопроводность составляет 300 Втм К. Электросопротивление 5,6 мкОМ см. После предварительной механической и термической обработок прочность металла может составлять 20-23 кгмм2. Обладает парамагнитными свойствами.

    Среди недостатков отметим низкую пластичность при температурах ниже -30 ºС.

    Химические свойства. Молибден полностью устойчив к воздействию окружающей среды в обычных атмосферных условиях. Процесс окисления начинается при 420 ºС, образуя соединение низкой твердости оксид молибдена.

    Молибден инертен к водороду при температуре до 2620 ºС. Нейтрален к таким элементам как углерод, фтор, кремний, азот, сера. Молибден не вступает в химические реакции с основными видами кислот: соляная, серная, азотная, фтористая.

    Технологические свойства. В условиях комнатной температуры молибденовый круг радиусом 5 мм может быть завязан в узел без использования специального оборудования или быть раскатанным до толщины 0,1 мм. Такая податливость металла способствует получению разных видов профильного проката.

    Молибден хорошо обрабатывается методом резания при условии применения смазочно-охлаждающей жидкости на основе серы.

    Молибден не выделяется качеством сварных швов. Относится к 3 группе свариваемости. Процесс сварки осуществляется дуговым методом. Для придания сварным соединениям большей пластичности зона контакта должна находиться в среде защитных газов. Предпочтение здесь отдается гелию или аргону.

    Биологические свойства. Молибден содержится в организме человека в пределах 8-10 мг. Прежде всего, он влияет на протекание анаболических процессов. Усиливает воздействие витамина С, тем самым способствует усилению иммунной системы. Молибден является регулятором меди, предотвращает ее накапливание в крови.

    Молибденовые сплавы имеют характерную особенность химического состава – низкий процент содержания легирующих элементов. Только двухкомпонентные твердые растворы имеют значительный процент вольфрама в своем составе (до 50%).

    Основными отечественными марками молибденового сплава являются:

    • Молибденовый сплав ЦМ-2А. Легирующими добавками служат титан (0,07-03%) и цирконий (0,07-0,15%). Помимо данных элементов может включать карбидные фазы (до 0,004%). Предел прочности составляет 30 кгмм2. Значительно падает после прохождения температурного порога в 1200 С. Основные преимущества сплава – технологичность и пластичность, которые дают возможность получения из него производственных полуфабрикатов.
    • Молибденовый сплав ВМ-1 значительно не отличается от вышеописанного сплава. Имеет аналогичные показатели как химических, так и механических свойств.
    • Молибденовый ВМ-2 имеет в своем составе больший процент циркония, делая его более жаростойким. Это позволяет ему выдерживать температуры в 1300-1400 С окружающей среды. Обладает пределом прочности 48 кгмм2, в 1,6 раза выше чем у ЦМ-2А.
    • Дополнительное легирование молибденового сплава ВМ-3 титаном (1,3%), цирконием (0,6%), ниобием (1,8%) приводит к дальнейшему увеличению жаропрочности. Выдерживает нагрузки до 27 кгмм2 при температуре до 1360 С. Однако ВМ-3 имеет пониженный уровень пластичности. Это делает его менее технологичным и ограничивает применение в производстве.

    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.

    Виды лома

    Молибденсодержащие отходы нормируются ГОСТом 1639-93. Согласно ему, молибденовый лом подразделяется на:

    • Чистый молибден в виде кусков труб, стержней, прутков, плит, пластин и прочее. Содержание металла не ниже 99%. На рынке редкоземельных металлов города Москва данный тип лома – самый выгодный в цене.
    • Кусковые отходы с засоренностью 2% и массой не меньше 20 г.
    • Остатки электродов, детали электровакуумных печей, рентгеновские трубки, элементы электронагревателя с содержанием металла до 95%.
    • Наименование аналогично предыдущему пункту, но количество молибдена составляет 98%.
    • Проволока и стружка. Молибден 90%.
    • Порошковый молибден с содержанием посторонних примесей не более 5%.
    • Пасты, высевки и другие соединения на основе молибдена. Чистый металл 75%.

    Данное разделение носит условный характер. Более подробные сведения можно получить непосредственно в пунктах приема металлолома города Москва или другом  регионе России.

    Оставьте комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *