No Image

Что делают из молибдена

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
15 ноября 2019

Молибден относится к группе переходных металлов, а его название происходит от латинского словосочетания «похож на свинец». В природе встречается редко, чистый молибден – серебристо-белый и очень жесткий, характеризуется одной из самых высоких температур плавления среди всех химических элементов. Его основным источником являются минералы: молибденит, вулфенит и повеллит.

Источник фото: James St. John / CC BY

Из-за своих уникальных свойств молибден активно используется в промышленности, особенно военной и авиационной. Как микроэлемент также необходим любому организму.

Молибден в организме человека

Хотя он относится к микроэлементам, молибден в организме человека играет очень важную роль. Необходим для правильного развития и находится в почти во всех человеческих тканях. Больше всего молибдена накапливается в печени, почках, селезёнке, легких, головном мозге, мышцах и зубах.

Свойства молибдена очень разнообразны. Является важным участником процессов пищеварения, принимает участие в метаболизме серы, уравновешивает концентрацию меди и цинка. Входя в состав ферментов, необходимых для правильного усвоения железа, предотвращает анемию. Улучшает самочувствие, обусловливает процессы роста и деятельности клеток, участвует в метаболизме жиров и углеводов, а также в синтезе таурина – аминокислоты, помогающей транспортировать креатин в мышцы, что вызывает их более эффективное использование и ускоряет регенерацию мышц после тренировок. Таурин также влияет на центральную нервную систему (повышает когнитивные функции и помогает в изучении науки).

Молибден усиливает сопротивляемость организма, имеет большое влияние на мужскую фертильность, принимает участие в процессах очищения организма от токсинов и других вредных продуктов обмена веществ. Входит в состав ксантиновой оксидазы – фермента, играющего ключевую роль в метаболизме пуринов и производства мочевой кислоты.

Слишком высокая концентрация молибдена в организме (часто отмечающаяся у лиц, соприкасающихся по работе с порошком этого металла) может быть опасной для здоровья. Это приводит, в частности, к пневмокониозам, анемии, повышению уровня мочевой кислоты в крови, подагре, болям в суставах, гипотиреозу или повреждениям печени.

Пищевые добавки с молибденом

Суточная потребность взрослого человека в молибдене оценивается в 75-250 мкг. Его источником являются, прежде всего, продукты питания. Больше всего элемента находится в крупах (гречка, ячмень, овёс) и изделиях из цельнозерновой муки, а также в постном мясе, молоке, сырах, субпродуктах, зеленых листовых овощах, семенах бобовых, красной капусте. Содержание молибдена зависит от его концентрации в почве, на которой выращивались растения. Много молибдена содержится в жесткой воде из водопровода.

Недостаток молибдена, который может быть следствием неправильной диеты (бедной овощами), парентерального питания или избытка консервантов в еде и фармацевтических препаратах (особенно сульфитов, снижающих концентрацию этого элемента), иногда приводит к серьёзным проблемами со здоровьем. Проявляется, в частности, нарушениями либидо, склонностью к кариесу, проблемами со зрением, заболеваниями кожи, выпадением волос, постоянным чувством усталости и сонливости. Длительный дефицит молибдена может привести к повышенному риску развития рака, особенно рака пищевода.

Чтобы избежать проблем, можно использовать добавки с молибденом. На рынке существует множество продуктов, содержащих в составе хорошо усваиваемые формы молибдена. Часто это пищевые добавки, предназначенные для людей с дефицитом витаминов и минералов, которые хотят остановить старение кожи и справиться с чрезмерным выпадением волос и ломкостью ногтей.

Молибден – применение в промышленности

Молибден применяется, главным образом, в промышленности. В качестве металла в высокопрочных и температуростойких сплавов повышает их твердость, прочность и стойкость. Добавка молибдена к железу делает его кислотостойким и повышает коррозионную стойкость.

Молибден используется аэрокосмической и военной промышленности, а также в виде проволоки для поддержки вольфрамовых нитей в электрических лампочках. Молибденовые стержни и проволока являются нагревательными элементами в электрических печах, где достигаются температуры выше 1700ºC. Дисульфид молибдена является высокотемпературной устойчивой смазкой.

Молибденом называется химический элемент с атомным номером 42 в периодической системе Менделеева, где он является близким соседом с вольфрамом и хромом. Молибден характеризуется светло-серым цветом и металлическим блеском. К наиболее важным свойствам, присущим данному элементу, следует отнести его тугоплавкость. Кроме этого, элемент №42, а также сплавы, в которых он присутствует, обладают жаропрочностью, терморасширением, высокой электропроводностью и механической прочностью, что, несомненно, является преимуществами. Стоит отметить, что молибден занимает второе место по прочности, уступив место лидера вольфраму, но опередив его в доступности обработки давлением.

Читайте также:  Замок зажигания с иммобилайзером

В большинстве случаев, молибден выступает связующей добавкой к другим металлам и их сплавам благодаря своим антикоррозионным свойствам.

Однако, у этого материала есть несколько серьезных минусов, из-за которых использование молибдена в чистом виде не представляется возможным. Первый заключается в его быстром окислении. Второй минус исключает влияние высоких температур, т.е. если на данный химический элемент воздействовать температурами, превышающими 700 0 С, то его прочность снижается.

Получение молибдена

Стоит отметить, что нахождение металла в природе в чистом виде отсутствует. Масса его содержания в недрах Земли составляет 3*10 -4 %. Его распространение в земной коре можно назвать относительно равномерным. Минимальное содержание вещества зафиксировано в ультраосновных и карбонатных породах. Кроме этого, металл можно также встретить в воде, золе растений, углях и нефти. Сегодня существует свыше 30-ти изотопов молибдена, однако, в природе можно встретить всего лишь 6 из них.

Крупнейшие месторождения металла расположены на территории Америки, Мексики, Чили, Канады, Австралии, Норвегии, а также России. Свыше 7% от всех существующих запасов молибдена в мире находится в Армении, из которых 90% локализированы в Каджаранском медно-молибденовом месторождении.

Распространенность молибдена в горных породах

Элемент Каменные метеориты (хондриты) Ультраосновные породы (дуниты и др.) Основные породы(базальты, габбро и др.) Средние породы(диориты, андезиты) Кислые породы (граниты, гранодиориты) Осадочные породы (глины и сланцы)
Mo 6∙10 -5 2∙10 -5 1,4∙10 -4 9∙10 -5 1∙10 -4 2∙10 -4

Основным сырьем для получения молибдена являются руды, в составе которых находится порядка 50% самого вещества, 30% серы, 9% кремния, а также другие элементы, процентное содержание которых несущественное. По факту, при процессе получения молибдена, руда используется в качестве концентрата, который подвергается обжигу при температуре от 570 0 С до 600 0 С, в результате чего на выходе получается огарок, в котором содержится оксид молибдена и примеси. Для этого используются специальные печи. На этом процесс получения молибдена не заканчивается. Существует два своеобразных метода, позволяющих получить чистый оксид молибдена, не загрязненный примесями. К таким способам относится возгонка и последовательные химические воздействия.

Минералы Mo, используемые в промышленности, и содержание в них полезных элементов

Минерал или минеральный агрегат Формула минерала Полезный компонент; максимальное его содержание, %
Молибденит

Дрисдаллит

MoS2

MoSe2

Mo 60,0

Mo 37,8

Так, при первом способе вещество преобразуется сразу в газообразное состояние, обходя жидкую фазу. Второй способ начинается с воздействия на вещество аммиачной водой, после чего огарок приобретает жидкое состояние. Именно в жидкой фазе происходит очистка от примесей. При этом, осуществляется процесс выпаривания, в результате которого вещество кристаллизируется и получаются полимолибдаты. Они подвергаются воздействию температур в диапазоне 450-500 0 С, что и приводит к получению конечного продукта – чистого оксида молибдена. В составе конечного продукта допустимое максимальное содержание примесей составляет 0,05% от массы.

Чтобы получить компактный металл, чистый оксид вещества обрабатывается в два этапа водородом, а полученное в результате вещество, — плавится.

Молибденовая промышленность зародилась в конце позапрошлого века. Ее началом стала выплавка молибденовой стали, которую осуществили на российском Путиловском предприятии. А в начале 20 века была разработана технология, позволяющая получить молибден в компактном виде с помощью порошковой металлургии. С этого момента считается начало промышленного производства металла.

Читайте также:  Запрограммировать ключ форд фокус 2

Стоит отметить, что в России молибденовая промышленность зарождается только после революции – в 30-х годах. Пик ее развития приходится на середину столетия. Этому способствовало открытие и разработка молибденовых месторождений.

Изначально металл считался побочным продуктом, который извлекался из сложных руд. Как правило, основным материалом для этого служили молибдено-вольфрамовые и молибдено-висмутовые руды. Однако в 1933 году, когда в производство был внедрен новый метод получения металла, все кардинально поменялось. Данный метод заключался в выделении молибдена в концентрат из медно-порфировых руд. Кроме того, открытие нового способа существенно увеличило добычу молибдена, которая к 80-м годам составила более 40%.

Мировое распределение разведанных ресурсов молибдена

Страна Запасы разрабатываемых месторождений, тысячи тонн Общие разведанные запасы, тысячи тонн
Китай 3300 8300
США 2700 5400
Чили 1100 2500
Канада 450 910
Армения 200 400
Россия 240 360
Мексика 90 230
Перу 140 230
Казахстан 130 200
Киргизия 100 180
Узбекистан 60 150
Иран 50 140
Монголия 30 50
Всего в мире 8600 19 000

Где применяется молибден?

В истории самое первое применение молибдена было зафиксировано в Японии еще в 10-13 ст. Существует вероятность, что в те далекие времена, данный металл служил материалом для изготовления холодного оружия.

Сегодня молибденовая промышленность является достаточно развитой отраслью. И, кроме того, что в настоящее время продолжают производить чистый молибден и его сплавы, также существует множество его марок, каждая из которых предназначена для определенных целей. Самые известные марки молибдена:

  • МЧ — чистый молибден без присадок. Из этой марки производятся держатели вольфрамовых спиралей и нити накаливания, аноды генераторных ламп.
  • МЧВП — чистый молибден без присадок, произведенный методом вакуумной плавки.
  • МРН — молибден разного назначения, не содержит присадок, включает большее количество примесей по сравнению с марками МЧ и МЧВП. Предназначена для использования в производстве высокотемпературных нагревателей, экранов, электрических вводов в вакуумные приборы и установки.
  • МК — содержит кремнещелочную присадку.
  • ЦМ — в качестве присадки используются цирконий и/или титан.
  • МР — сплав молибдена с рением.
  • МВ — сплав молибдена с вольфрамом.

Таким образом, спустя целые столетия, молибден стал незаменимым компонентом во многих промышленных отраслях. Он применяется:

  • в качестве легирующего элемента стали;
  • при производстве жаропрочных сплавов, без которых не обходится авиационная, ракетная и ядерная техника;
  • для изготовления сплавов, обладающих антикоррозионными свойствами;
  • во время производства деталей электровакуумных приборов, нитей ламп накаливания;
  • для изготовления лопаток турбин;
  • в энергетических ядерных реакторах;
  • в качестве смазочных материалов, а также катализатора гидрогенизации;
  • при изготовлении лакокрасочных материалов;
  • в химической, нефтяной промышленности, а также в металлургии.

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/см 3 , 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:

  • жаропрочность;
  • хорошая электропроводность;
  • низкое терморасширение;
  • 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.

Благодаря своим антикоррозионным свойствам молибден применяется даже в моторных маслах

Читайте также:  Марки иностранных автомобилей значки

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

На фото молибденовая руда

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

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.

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.

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
Adblock detector