Цена, история, происхождение, добыча и использование молибдена

Молибден (греч. Μόλυβδος молибдошеелита «Свинец») представляет собой химический элемент с символом элемента Мо и атомным номером 42. Это один из переходных металлов, в периодической таблице он находится в 5-м периоде и 6-й подгруппе (группа 6) или группе хрома.

Молибден, который обычно находят в месторождениях как молибденовый блеск (дисульфид молибдена), долгое время путали со свинцовым блеском или графитом. В 1778 году Карлу Вильгельму Шееле удалось превратить блеск молибдена в белый оксид молибдена (VI) (также триоксид молибдена) MoO путем обработки азотной кислотой.₃ (Вода свинцовая земля). В 1782 году Питер Якоб Хьельм восстановил оксид молибдена до элементарного угля. Из-за его сложной обрабатываемости (чистый молибден можно пластически деформировать, но загрязнение десятитысячной долей кислорода или азота делает молибден чрезвычайно хрупким) долгое время молибден игнорировался. В конце 19 века сотрудники французской компании Schneider & Co. заметили полезные свойства молибденовых сплавов при производстве армированных труб. В двух мировых войнах спрос на металл был велик, после Второй мировой войны цены резко упали. Единственный западноевропейский рудник эксплуатировался в Кнабене, Норвегия, до 1973 года.

Вхождение 

Молибден в основном поступает в виде молибденита (молибденовый блеск, MoS₂) с концентрацией около 0,3%. Также присутствует вульфенит (желтая свинцовая руда, PbMoO₄) и Powellit Ca (Mo, W) O₄. Побочный продукт - молибденит, получаемый при добыче меди, в основном используется для плавки. Мос₂-Концентрат, покидающий шахту в направлении «жаровни», содержит около 50–60% молибдена. Крупные месторождения находятся в США, Чили, Китае, Канаде и Перу. Мировое производство в 2007 году составило 211.000 2006 тонн (в 179.000 году - 2007 62.000 тонн). В 60.000 году США, как крупнейший производитель, произвели 45.000 XNUMX тонн, Китай XNUMX XNUMX тонн и Чили XNUMX XNUMX тонн.

Молибден в достойной, то есть в элементарной форме, до сих пор был обнаружен только в четырех образцах (статус: 2011): на Земле в образце горной породы из вулкана Корякская Сопка на российском полуострове Камчатка и в трех образцах горных пород с Луны с Аполлониевого нагорья (Луна 20 ), Mare Crisium (Luna 24) и Mare Fecunditatis (Luna 16).  Однако, поскольку открытия были опубликованы без проверки IMA / CNMNC, статус молибдена как минерала еще не подтвержден, даже если минеральная система отсутствует. 1.AC.05 (на основе 9-го издания минеральной систематики Струнца).

Извлечение и презентация

Большая часть молибдена получается как побочный продукт при производстве меди и только около 30% непосредственно из молибденовых руд. Все руды в основном перерабатываются в гептамолибдат аммония. Его получают путем прокаливания при температуре около 400 ° C в триоксиде молибдена MoO.₃ осужден. Последний восстанавливается до чистого порошка молибдена в две стадии с использованием водорода. На первом этапе образуется метастабильный диоксид молибдена коричнево-фиолетового цвета MoO при 500–600 ° C.₂, вторая стадия приводит к получению чистого металлического порошка примерно при 1100 ° C. Сжатие в компактный металл происходит с помощью процесса HIP, переплавки в дуговой печи в атмосфере аргона в качестве защитного газа или в электронно-лучевой печи. Монокристаллы производятся методом зонной плавки. Извлечение молибдена из лома составляет почти 100%, поскольку отсутствуют потери на окисление.

Свойства 

Молибден - переходный металл 5-го периода. Высокопрочный, прочный и твердый металл имеет серебристо-белый блеск. У него самая высокая температура плавления из всех элементов 5-го периода. Как и тяжелый гомолог вольфрама, он не подвергается воздействию восстанавливающих кислот (включая плавиковую кислоту). Вот почему молибден в больших количествах используется для производства кислотостойких нержавеющих сталей и никелевых материалов. Окисляющие кислоты, такие как горячая концентрированная серная кислота, азотная кислота или царская водка, обеспечивают высокую скорость удаления. Молибден так же нестабилен в окисляющих щелочных расплавах.

Использовать 

В небольших количествах он используется для упрочнения и предотвращения охрупчивания стали при отпуске. Более двух третей производимого молибдена используется для производства металлических сплавов, таких как ферромолибден. Дефицит вольфрама во время Первой мировой войны привел к увеличению использования молибдена для производства высокопрочных материалов. По сей день молибден является легирующим элементом, который используется для повышения прочности, коррозионной и жаростойкости. Высококачественные материалы, содержащие молибден, такие как хастеллой.^®Инколой^® или никрофер^® Многие технические процессы сделали это возможным или экономически целесообразным.

Из-за своей высокой термостойкости молибден используется в производстве деталей для экстремальных условий, таких как Б. используется в авиакосмической промышленности или металлургии. В нефтепереработке он используется в качестве катализатора для удаления серы.

Благодаря своей слоистой структуре дисульфид молибдена является идеальным смазочным материалом даже при повышенных температурах. Его можно использовать в твердом виде, например графит, а также в виде суспензии в обычных смазочных маслах.

Молибден также можно найти в электронных компонентах. В TFT (тонкопленочных транзисторах) он служит проводящим металлическим слоем, а также в тонкопленочных солнечных элементах он используется в качестве металлического обратного проводника.

Молибденовые фольги служат в качестве газонепроницаемых вводов тока в кварцевом стекле и т. Д. а. на галогенные лампы накаливания и газоразрядные лампы высокого давления.

Молибдаты используются для пропитки тканей, чтобы сделать их огнестойкими.

Молибден также используется в рентгеновской диагностике в качестве материала мишени в аноде. Рентгеновские трубки с молибденовым анодом используются из-за меньшей энергии характеристического рентгеновского излучения ( на 17,4 кэВ и  при 19,6 кэВ по сравнению с 58 / 59,3 кэВ или 67,0 / 67,2 / 69,1 кэВ вольфрама) молибдена v. а. используется при обследовании женской груди (маммография).

В ядерной медицине расщепленный молибден используется в генераторах технеция-99m. Относительно длительный ⁹⁹Mo (HWZ 66 h) распадается внутри ГСЧ на ^99mTc (технеций, период полураспада 6 ч). Таким образом, этот важный изотоп технеция можно получить непосредственно на месте для исследовательских целей.

Физиология 

Как микроэлемент, молибден необходим почти для всех живых организмов, поскольку он является важным компонентом активного центра ряда ферментов, таких как нитрогеназа, нитратредуктаза и сульфитоксидаза. Живые существа используют ферменты, содержащие молибден и тому подобное. а. для разложения пурина и образования мочевой кислоты. Биодоступность, т.е. ЧАС. форма молибдена, попадающая в организм организмов, - это ион молибдата MoO₄^2-. Он вводится в соответствующие ферменты в несколько этапов в виде кофакторов молибдена. Здесь атом Мо может переключаться между координационными числами + IV, + V и + VI и, таким образом, катализировать одноэлектронные окислительно-восстановительные реакции.

Молибден необходим растениям. Недостаток молибдена может сделать почву стерильной, что объясняет, почему удобрение гептамолибдатом аммония увеличивает урожайность на таких почвах. Концентрация молибдена в растениях и животных составляет несколько частей на миллион. Молибден - очень важный микроэлемент, особенно для бобовых. Бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми (клубеньковые бактерии), способны связывать атмосферный азот с помощью фермента, содержащего молибден (нитрогеназу). Молибден нужен для двух процессов: фиксации молекулярного азота и восстановления нитратов.

Молибден также необходим для питания человека. Оценка DGE для подростков и взрослых предполагает 50–100 мкг молибдена в качестве подходящей суточной дозы. Дефицита молибдена не возникает. Если достигается высокое потребление (10-15 мг / день) - например, из-за богатой молибденом почвы, возникают симптомы, похожие на подагру, боли в суставах и увеличение печени.

Однако дефицит кофактора молибдена возникает только как наследственное заболевание; мутировал один из ферментов, катализирующих биосинтез кофакторов молибдена.

безопасности 

Молибденовая пыль и соединения, такие как оксид молибдена (VI) и водорастворимые молибдаты, проявляют небольшую токсичность при вдыхании или пероральном приеме.

Испытания показывают, что молибден, в отличие от многих других тяжелых металлов, обладает относительно небольшой токсичностью. Острые отравления маловероятны из-за необходимого количества. В области добычи и производства молибдена может наблюдаться более высокая экспозиция молибдена. Однако до сих пор ни о каких случаях заболевания не стало известно.

доказательство 

Качественное доказательство шестивалентного молибдена возможно через образование гетерополикислот с фосфатом. Если фосфорную кислоту добавить в раствор, содержащий молибдат, содержащий серную кислоту, образуется кристаллический гель молибдена. Если добавить мягкий восстанавливающий агент аскорбиновую кислоту, он станет ярко-синего цвета (образование молибденового синего). При более низких концентрациях молибдата не происходит выпадения осадка, только изменение цвета раствора.

Эти реакции также используются для фотометрического определения молибдата или фосфата в следовых количествах. Как вариант, молибден можно определить с помощью атомной спектрометрии. В полярографии шестивалентный молибден в серной кислоте с концентрацией 0,5 моль / л дает два уровня при -0,29 и -0,84 В (по сравнению с SCE). Это происходит из-за восстановления до Mo (V) или Mo (III).

Общий
Имя, символ, атомный номер	Молибден, Мо, 42
серия	Переходные металлы
Группа, период, блок	6, 5, д
Внешний вид	серый металлик
номер CAS	7439-98-7
Массовая доля земной оболочки	14 частей на миллион
ядерной
атомная масса	95,94 XNUMX человека
Атомный радиус (рассчитанный)	145 (190) вечера
Ковалентный радиус	154 м.
электронная конфигурация	[Kr] 4d5 5s1
1. ионизация	684,3 кДж / моль
2. ионизация	1560 кДж / моль
3. ионизация	2618 кДж / моль
4. ионизация	4480 кДж / моль
физически
Физическое состояние	Праздник
кристаллическая структура	кубическое тело-центрированное
плотность	10,28 г / см3 (20 ° С)
твердость по Моосу	5,5
магнетизм	парамагнитный ( = 1,2 10-4)
точка плавления	2896 К (2623 ° С)
Температура кипения	4912 К (4639 ° С)
Молярный объем	9,38 · 10-6 m3/ моль
Теплота парообразования	600 кДж / моль
теплота плавления	36 кДж / моль
скорость звука	6190 м / с
Электропроводность	18,2 · 106 А / (В · м)
теплопроводность	139 Вт / (м · К)
Химический
состояния окисления	2, 3, 4, 5, 6
нормальный потенциал	−0,152 В (МоО2 + 4e- + 4H+ → Мо + 2 H2O)
электроотрицательность	2,16 (шкала Полинга)
Изотоп
изотоп NH t1/2 ZA ZE (МэВ) ZP 92Mo 14,84% стабильный 93Mo {Син.} 4000 а ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% стабильный 95Mo 15,92% стабильный 96Mo 16,68% стабильный 97Mo 9,55% стабильный 98Mo 24,13% стабильный 99Mo {Син.} 65,94 ч β- 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,3 · 1018 a β-β- 3,034 100Ru
свойства ЯМР
Вращение γ в рад * Т-1· с-1 Er(1H) fL в W = 4,7 т в МГц 95Mo 5/2 -1,751 · 107 0,0005 6,52 97Mo 5/2 -1,788 · 107 0,0003 6,65
безопасности
СГС опасных веществ Опасность H и P фразы Высота: 228 EUH: нет ставок EUH П: 210 Опасная информация нет символов опасности R и S фразы R: без R фраз S: без фраз

Цены на молибден

Цена на молибден -> Цены для стратегических металлов