Молибден (часто называемый «молибден») ценится как легирующий агент в структурных и нержавеющая сталь из-за его прочности, коррозионной стойкости и способности удерживать форму и работать при высоких температурах.
свойства
- Атомный символ: Мо
- Атомный номер: 42
- Элемент Категория: Переходный металл
- Плотность: 10,28 г / см3
- Температура плавления: 4753 ° F (2623 ° C)
- Точка кипения: 8382 ° F (4639 ° C)
- Моос твердость: 5,5
Характеристики
Как и другие тугоплавкие металлыМолибден обладает высокой плотностью и температурой плавления и устойчив к нагреванию и износу. При 2623 ° C (4753 ° F) молибден имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех металлических элементов, а его коэффициент теплового расширения - один из самых низких среди всех технических материалов. Моли также обладает низкой токсичностью.
В стали молибден снижает хрупкость, а также повышает прочность, прокаливаемость, свариваемость и коррозионную стойкость.
история
Металлический молибден был впервые выделен в лаборатории Питером Якобом Хьельмом в 1782 году. Он оставался в основном в лабораториях на протяжении большей части следующего столетия, пока усиленные эксперименты со стальными сплавами не показали его свойства упрочнения.
К началу 20-го века производители броневой стали заменяли вольфрама с молибденом. Но первое основное применение для молибдена было в качестве добавки в вольфрамовых нитей для ламп накаливания, которые росли в использовании в течение того же периода.
Напряженные поставки вольфрама во время Первой мировой войны привели к росту спроса на молибден для сталей. Это требование привело к исследованию новых источников и последующему открытию месторождения Климакс в Колорадо в 1918 году.
После войны спрос на военную технику снизился, но появление новой отрасли - автомобилей - увеличило спрос на высокопрочные стали, содержащие молибден. К концу 1930-х годов молибден был широко принят в качестве технического металлургического материала.
Важность молибдена для промышленных сталей привела к его появлению в качестве инвестиционного товара в начале 21 века, а в 2010 году Лондонская биржа металлов (LME) представила свои первые фьючерсы на молибден контракты.
производство
Молибден чаще всего производится как побочный или побочный продукт медьНо несколько шахт производят молибден в качестве основного продукта.
Первичная добыча молибдена извлекается исключительно из молибденита, сульфидной руды, содержание молибдена в которой составляет от 0,01 до 0,25%.
Металлический молибден получают из оксида молибдена или молибдата аммония в процессе восстановления водорода. Но для того, чтобы извлечь эти промежуточные продукты из молибденитовой руды, ее необходимо сначала измельчить и выпустить на поверхность, чтобы отделить сульфид меди от молибденита.
Полученный сульфид молибдена (MoS2) затем обжаривают при температуре 500-600 ° С (932-1112 ° F), чтобы получить жареный концентрат молибденита (МоО 3, также называемый техническим концентратом молибдена). Обжаренный молибденовый концентрат содержит минимум 57% молибдена (и менее 0,1% серы).
Сублимация концентрата приводит к образованию оксида молибдена (MoO3), который в результате двухэтапного процесса восстановления водорода образует металлический молибден. На первом этапе MoO3 восстанавливается до диоксида молибдена (MoO2). Диоксид молибдена затем пропускают через проточную водородную трубку или вращающиеся печи при 1000-1100 ° С (1832-2012 ° F), чтобы получить металлический порошок.
Молибден, добываемый в качестве побочного продукта меди из месторождений медных порфиров, таких как месторождение Бингам-Каньон в Юте, удаляется в виде дисульфата молибдена во время флотации порошковой медной руды. Концентрат обжаривают для получения оксида молибдена, который можно подвергнуть тому же процессу сублимации для получения металлического молибдена.
Согласно статистике USGS, общий объем мирового производства в 2009 году составил около 221 000 тонн. Крупнейшими странами-производителями были Китай (93 000 тонн), США (47 800 тонн), Чили (34 900 тонн) и Перу (12 300 тонн). Крупнейшими производителями молибдена являются Molymet (Чили), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper и Jinduicheng Molybdenum Group.
Приложения
Более половины всего произведенного молибдена оказывается легирующим агентом в различных конструкционных и нержавеющих сталях.
По оценкам Международной ассоциации молибдена, на конструкционные стали приходится 35% всего спроса на молибден. Молибден используется в качестве добавки в конструкционных сталях из-за его коррозионной стойкости, прочности и долговечности. Будучи особенно полезными для защиты металлов от хлоридной коррозии, такие стали используются в широкий спектр применений в морской среде (например, морские нефтяные вышки), а также нефть и газ трубопроводы.
На нержавеющие стали приходится еще 25% спроса на молибден, что ценит способность металла усиливать и предотвращать коррозию. Среди многих других применений нержавеющая сталь используется на фармацевтических, химических и целлюлозно-бумажных фабриках, автоцистернах, океанских танкерах и опреснительных установках.
Быстрорежущие стали и суперсплавы используют молибден для упрочнения, повышения твердости и сопротивления износу и деформации при высоких температурах. Высокоскоростные стали используются для формирования сверл и режущих инструментов, тогда как суперсплавы используются в производство реактивных двигателей, турбокомпрессоров, энергетических турбин, а также в химической и нефтяной промышленности растения.
Небольшой процент молибдена используется для повышения прочности, твердости, температуры и устойчивости к давлению чугуна и стали, которые используются в автомобильных двигателях (в частности, для изготовления головок цилиндров, блоков двигателей и выхлопных газов) многообразия). Это позволяет двигателям нагреваться и, тем самым, сокращать выбросы.
Металл молибдена высокой чистоты используется в различных областях: от порошковых покрытий до солнечных батарей и плоских панелей.
Около 10-15% извлеченного молибдена не попадает в металлические продукты, а используется в химических веществах, чаще всего в катализаторах нефтеперерабатывающих заводов.