Molibdēns (ko bieži dēvē par “Moly”) tiek vērtēts kā leģējoša viela strukturālajā un nerūsējošie tēraudi pateicoties tā izturībai, izturībai pret koroziju un spējai saglabāt formu un darboties augstā temperatūrā.
Īpašības
- Atomu simbols: Mo
- Atomu skaitlis: 42
- Elementa kategorija: Pārejas metāls
- Blīvums: 10,28 g / cm3
- Kušanas temperatūra: 2623 ° C (4753 ° F)
- Vārīšanās punkts: 4639 ° C (8382 ° F)
- Moha cietība: 5.5
Raksturlielumi
Tāpat kā citi ugunsizturīgi metāli, molibdēnam ir augsts blīvums un kušanas temperatūra, kā arī tas ir izturīgs pret karstumu un nodilumu. Pie 2 623 ° C (4 753 ° F) molibdēna ir viena no augstākajām visu metāla elementu kušanas temperatūrām, savukārt tā termiskās izplešanās koeficients ir viens no zemākajiem no visiem inženiertehniskajiem materiāliem. Moly ir arī zema toksicitāte.
Tēraudam molibdēns samazina trauslumu, kā arī palielina izturību, cietību, metināmību un izturību pret koroziju.
Vēsture
Pirmo reizi molibdēna metālu laboratorijā izdalīja Pēteris Jēkabs Hjelms 1782. gadā. Tas lielākoties nākamā gadsimta laikā palika laboratorijās, līdz pastiprināti eksperimenti ar tērauda sakausējumiem parādīja Moly sakausējumu stiprinošās īpašības.
Līdz 20. gadsimta sākumam bruņu plākšņu tērauda ražotāji nomainījās volframa ar molibdēnu. Bet pirmais lielais moly pielietojums bija piedeva volframa pavedieniem kvēlspuldzēm, kuras tajā pašā laika posmā tika izmantotas.
Ierobežotās volframa piegādes Pirmā pasaules kara laikā palielināja molibdēna pieprasījumu pēc tēraudiem. Šī pieprasījuma rezultātā tika izpētīti jauni avoti un attiecīgi atklāta Climax atradne Kolorado 1918. gadā.
Pēc kara militārais pieprasījums mazinājās, bet jaunas nozares - automobiļu - parādīšanās palielināja pieprasījumu pēc augstas stiprības tērauda, kas satur molibdēnu. Līdz 30. gadu beigām moly tika plaši pieņemts par tehnisku, metalurģisku materiālu.
Molibdēna nozīme rūpnieciskajā tēraudā noveda pie tā, ka tas parādījās kā investīciju prece 21. gadsimta sākums, un 2010. gadā Londonas metālu birža (LME) iepazīstināja ar savu pirmo molibdēna nākotnes līgumu līgumi.
Ražošana
Molibdēnu visbiežāk ražo kā blakusproduktu vai blakusproduktu vara, bet dažās raktuvēs primārais produkts ir molijs.
Pirmkārt, molibdēnu ražo tikai no sulfīdrūdas molibdenīta, kura molibdēna saturs ir no 0,01 līdz 0,25%.
Metālu molibdēnu iegūst no molibdiskā oksīda vai amonija molibdāta, reducējot ūdeņradi. Bet, lai šos starpproduktus iegūtu no molibdenīta rūdas, vispirms tas jāsasmalcina un jāupeld, lai atdalītu vara sulfīdu no molibdenīta.
Pēc tam iegūtais molibdēna sulfīds (MoS2) tiek grauzdēts temperatūrā no 500 līdz 600 ° C (932-1112 F °), lai iegūtu grauzdētu molibdenīta koncentrātu (MoO3, sauktu arī par tehnisko molibdēna koncentrātu). Grauzdēts molibdēna koncentrāts satur vismaz 57% molibdēna (un mazāk nekā 0,1% sēra).
Koncentrāta sublimācija noved pie molibdiskā oksīda (MoO3), kas divpakāpju ūdeņraža reducēšanas procesā iegūst metālu molibdēnu. Pirmajā posmā MoO3 reducē līdz molibdēna dioksīdam (MoO2). Pēc tam molibdēna dioksīdu caur ūdeņraža plūsmas caurulīti vai rotācijas krāsnīm izspiež 1000–1100 ° C (1832–2012 F °), lai iegūtu metāla pulveri.
Molibdēns, kas iegūts kā vara blakusprodukts no vara porfīrijas atradnēm, piemēram, Bingama kanjona atradne Jūtā, tiek noņemts kā molibdēna disulfāts, pulverizējot vara rūdu. Koncentrāts tiek grauzdēts, lai iegūtu molibdisko oksīdu, kuru var pakļaut tam pašam sublimācijas procesam, iegūstot molibdēna metālu.
Saskaņā ar USGS statistiku, kopējais saražotais apjoms pasaulē 2009. gadā bija aptuveni 221 000 tonnu. Lielākās ražotājvalstis bija Ķīna (93 000 MT), ASV (47 800 MT), Čīle (34 900 MT) un Peru (12 300 MT). Lielākie molibdēna ražotāji ir Molymet (Čīle), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper un Jinduicheng Molybdenum Group.
Lietojumprogrammas
Vairāk nekā puse no visa saražotā molibdēna nonāk kā leģējoša viela dažādos strukturālajos un nerūsējošajos tēraudos.
Starptautiskā molibdēna asociācija lēš, ka strukturālie tēraudi veido 35% no visa moliskā pieprasījuma. Molibdēns tiek izmantots kā piedeva strukturālajos tēraudos, jo tam ir izturība pret koroziju, izturība un izturība. Īpaši noderīgi metālu aizsardzībai pret hlorīdskoroziju, šādus tēraudus izmanto a plašs klāsts jūras vides lietojumu (piemēram, naftas ieguves platformas jūrā), kā arī nafta un gāze cauruļvadi.
Nerūsējošie tēraudi veido vēl 25% no molibdēna pieprasījuma, kas novērtē metāla spēju stiprināt un kavēt koroziju. Starp daudziem citiem lietojumiem nerūsējošais tērauds tiek izmantots farmācijas, ķīmijas, celulozes un papīra rūpnīcās, autocisternās, okeāna tankkuģos un atsāļošanas rūpnīcās.
Ātrgaitas tēraudi un supersakausējumi tiek izmantoti, lai stiprinātu, palielinātu cietību un izturību pret nodilumu un deformāciju augstā temperatūrā. Urbumu un griezējinstrumentu veidošanā tiek izmantots ātrgaitas tērauds, savukārt virslīstes tiek izmantotas reaktīvo dzinēju, turbokompresoru, enerģijas ražošanas turbīnu, ķīmiskajā un naftas ražošanā augi.
Neliels daudzums moly tiek izmantots, lai palielinātu čuguna un alumīnija stiprību, cietību, temperatūru un spiediena toleranci tēraudi, kurus izmanto automašīnu dzinējos (precīzāk, lai izgatavotu cilindru galviņas, motora blokus un izplūdes gāzi) kolektori). Tas ļauj motoriem darboties karstāk un tādējādi samazina izmešu daudzumu.
Augstas tīrības molibdēna metāls tiek izmantots daudzos pielietojumos, sākot no pulvera pārklājumiem līdz saules baterijām un plakano paneļu displeju pārklājumiem.
Apmēram 10–15% no ekstrahētā molibdēna nonāk metāla izstrādājumos, bet tiek izmantoti ķīmiskās vielās, visbiežāk naftas pārstrādes rūpnīcu katalizatoros.