El molibdè metàl·lic deu el seu nom a la semblança exterior del disulfur de molibdè amb el mineral de plom - galena (el nom grec del plom és molibdè).
Historial de descoberta d'elements
A l'edat mitjana a Europa, el molibdè s'anomenava tres minerals de composició diferent, però gairebé semblants en color i estructura del mineral: galena (Pbs), molibdenita (MoS2).) i grafit (C). Per cert, el mineral "molibdè brillant" (un altre nom de la molibdenita) es va utilitzar com a mina per als llapis que deixaven una marca gris verdosa al full.
El metall de molibdè, 42 elements del sistema periòdic de Mendeleiev, es considera el bressol de Suècia. El 1758, el químic i mineralogista d'aquest país, el descobridor del níquel, Axel Cronstedt, va suggerir que els minerals anteriors tenien una naturalesa completament diferent. Dues dècades més tard, el seu compatriota, un químic farmacèutic de Köping, Karl Scheele, va obtenir àcid molíbdic en forma de precipitat blanc ("terra blanca") bullint molibdenita en àcid nítric concentrat. El científic va entendre intuïtivament que si l'àcid molíbdic es calcina amb carbó, llavors és possible aïllarmetall. No disposant d'un forn adequat, va enviar mostres a Peter Gjelm, que el 1782 va aïllar un nou metall amb una gran quantitat d'impureses de carbur. Els companys van anomenar l'element "molibdè" (la fórmula de la taula periòdica és Mo).
El metall relativament pur només va ser obtingut l'any 1817 per Jens Berzelius, president de l'Acadèmia Sueca de Ciències.
Caracterització d'una substància simple
El mètode de producció té una gran influència en les propietats físiques del molibdè i el seu aspecte. Metall en pols, buits i varetes abans de la sinterització - gris fosc. La paleta de productes laminats processats és molt més rica, des de gairebé negre fins a plata clara. La densitat del molibdè és de 10,28 t/m3. El metall es fon a una temperatura de 2623˚С, i a 4639˚С bull. El molibdè completament pur té una excel·lent mal·leabilitat i ductilitat, cosa que garanteix un fàcil enrotllament i estampació. Una peça amb un diàmetre de fins a 12 mm, fins i tot a temperatura ambient, es pot lligar lliurement amb un nus doble o enrotllar-se en una làmina fina. El metall té una bona conductivitat elèctrica. La presència d'impureses augmenta la duresa i la fragilitat i determina en gran mesura les propietats mecàniques del molibdè.
Connexions principals
Com a part de substàncies complexes, l'element presenta un grau d'oxidació diferent de +2 al més alt (aquests últims compostos són els més estables), que determina les propietats químiques del molibdè. Aquest metall es caracteritza per compostos amb oxigen i halògens (MoO3, MoCl5) i molibdats (sals de l'àcid molíbdic). Les reaccions d'oxidació només són possibles a altes temperatures (a partir de 600˚С). Un augment addicional farà que el molibdè interaccioni amb el carboni, el fòsfor i el sofre. Es dissol bé en àcid nítric o sulfúric escalfat.
Els àcids fosfòric, arsènic, bòric i silícic formen compostos complexos amb molibdè. La sal més famosa i comuna és el fosfomolibdat d'amoni. Les substàncies que contenen molibdè es distingeixen per una àmplia paleta de colors i diferents tons.
Tecnologia de benefici del mineral de molibdè
La producció industrial de molibdè absolutament pur només es va dominar al segle XX. El processament químic del mineral de molibdè va precedit pel seu benefici: després de la mòlta en trituradores i molins de boles, el mètode principal és la flotació de cinc o sis. El resultat és una alta concentració (fins a un 95%) de bisulfur de molibdè a la matèria primera.
El següent i més important pas és acomiadar. Aquí s'eliminen les impureses indesitjables d'aigua, sofre i residus de reactius de flotació i el disulfur de molibdè s'oxida a triòxid. La neteja addicional és possible de diverses maneres, però les següents són les més populars:
Mètode
Producció industrial de molibdè metàl·lic
Passa d'hidrogen a través de triòxid de molibdè purificat (en laboratoris deles reduccions sovint utilitzen carboni o gasos que contenen carboni, alumini, silici) obtenir metall en pols. El procés té lloc en forns de tubs especials amb un augment gradual de la temperatura de 500 a 1000 ˚С.
La cadena de procés per a la producció de metall compacte de molibdè inclou:
- Premsament. El procés es realitza en motlles d'acer sota pressió de fins a 300 MPa. El component d'unió és una solució alcohòlica de glicerina. La secció màxima dels espais en blanc (punyalades) no supera els 16 cm2 i la longitud és de 600 cm. Per a les més grans s'utilitzen formes de cautxú o polímers. El premsat es realitza a les cambres de treball on s'injecta líquid a alta pressió.
- Sinterització. Succeeix en dues etapes. El primer, a baixa temperatura, que dura entre 30 i 180 minuts (depenent de la mida de la peça), es realitza en forns de mufla en una atmosfera d'hidrogen a una temperatura de 1200 ˚С. A la segona etapa (soldadura), la peça s'escalfa a una temperatura propera al punt de fusió (2400-2500 ˚С). Com a resultat, la porositat disminueix i la densitat del molibdè augmenta.
Els grans blancs de fins a 3 tones de pes es sintereixen en forns d'inducció, feix d'electrons o arc. El procés es completa amb el processament mecànic de productes sinteritzats.
Dipòsits més rics
El molibdè és un element força rar a l'escorça terrestre i a l'univers en conjunt. De les dues dotzenes de minerals que existeixen a la natura, només la molibdenita té una importància industrial important.(MoS2). Els seus recursos no són infinits, i ja s'han desenvolupat tecnologies per extreure metall de powellites i molibdats. Depenent de la composició mineral i la forma dels cossos de mineral, els jaciments es divideixen en vetes, disseminades en vetes i skarn.
Les reserves globals provades de l'element ascendeixen a 19 milions de tones, amb gairebé la meitat a la Xina. Des de 1924, el jaciment de molibdè més gran és la mina Climax (EUA, Colorado) amb un contingut mitjà de fins al 0,4%. Sovint, l'extracció de minerals de molibdè es realitza juntament amb l'extracció de coure i tungstè.
A Rússia, les reserves de molibdè ascendeixen a 360 mil tones. Dels 10 jaciments explorats, només 7 s'han desenvolupat comercialment:
- Sorskoe i Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe i Zhirekenskoe (Transbaikalia oriental);
- Orekitkanskoe (Buriacia);
- Labash (Carelia);
- Tyrnyauz (Nord del Caucas).
La producció es fa amb mètodes oberts i tancats.
El secret de les espases de samurai
Durant diversos segles, els armers i científics europeus han lluitat amb el misteri de l'agudesa i la força de les espases japoneses antigues des del començament del segon mil·lenni, intentant sense èxit fabricar les mateixes armes de tall d' alta qualitat. Només a finals del segle XΙX, després d'haver descobert impureses de molibdè a l'acer japonès, va ser possible resoldre aquest enigma.
Per primera vegada, el 1891 Schneider va dominar l'ús industrial del molibdè com a additiu d'aliatge per millorar la qualitat de l'acer (donant-li duresa i tenacitat).& Co de França.
La Primera Guerra Mundial va servir d'estímul important per al desenvolupament de la metal·lúrgia del molibdè. És significatiu que el gruix de l'armadura frontal dels tancs anglo-francesos, fàcilment perforat per obusos alemanys del mateix calibre, es reduís de 75 mm a 25 mm afegint 1,5-2% de molibdè a l'acer de les plaques de blindatge. Això va augmentar significativament la força de la màquina.
Aplicació de molibdè
Més del 80% de tot el molibdè utilitzat a la indústria recau en la metal·lúrgia ferrosa. Sense ell, la producció de ferro colat resistent a la calor, acers estructurals i acers per a eines és impensable. Una part de pes de l'element millora la qualitat de l'acer és equivalent a dues parts de pes de tungstè. Com que la densitat del molibdè és dues vegades menor, els seus aliatges són significativament superiors en qualitat als aliatges de tungstè a temperatures de funcionament inferiors a 1370 ˚С. Els acers al molibdè es presten millor a la cementació.
El molibdè té una demanda a les indústries radioelectròniques, químiques i de pintures. En enginyeria mecànica, s'utilitza com a material resistent a la calor. En l'agricultura, les solucions febles de compostos d'elements milloren significativament l'absorció de nutrients per part de les plantes. Cal tenir en compte que en grans dosis, el molibdè té un efecte tòxic sobre els organismes vius i vegetals, i afecta negativament el medi ambient.
Importància biològica
En la dieta dels humans i dels animals, el molibdè és un dels oligoelements més importants. En forma de forma biològica activa -coenzim de molibdè - (Moco) és necessari per a la implementació de processos catabòlics en teixits vius.
La investigació en el camp de l'activitat anticancerígena del molibdè sembla molt prometedora. Una alta incidència de càncer de l'aparell digestiu entre la població de la ciutat de Lin Xian (província d'Honan, Xina) es va reduir significativament després de la introducció de fertilitzants minerals que contenien molibdè al sòl.
En casos rars de deficiència d'elements al cos humà, es poden desenvolupar desorientació espacial, defectes cerebrals, anomalies mentals i altres mal alties nervioses greus. La dosi diària de molibdè per a un adult és de 100 a 300 mcg. Quan s'augmenta a 5-15 mg, la intoxicació tòxica és inevitable, fins a 50 mg - la mort. Els més rics en molibdè són les hortalisses de fulla, els cereals, els llegums i les baies (grosella negra, grosella), els productes lactis, els ous, el fetge i els ronyons dels animals.
Aspectes ambientals
Les característiques biològiques del molibdè imposen uns requisits més elevats per a l'eliminació de residus del processament del material mineral, l'adhesió estricta al procés tecnològic a les empreses per evitar un impacte negatiu en la salut del personal laboral i la natura.
S'han de prendre totes les mesures per evitar l'entrada de productes processats a les aigües subterrànies. Cal tenir en compte que les plantes tenen la capacitat d'absorbir i acumular molibdè, de manera que el seu contingut en brots i fulles pot superar les concentracions permeses. Aquesta massa verdapot ser perillós per als animals. Per evitar que els vents escampin la roca usada, els abocadors es cobreixen amb una capa de terra.
Tendències al mercat mundial del molibdè
Amb l'inici de la crisi financera mundial, el consum mundial de molibdè va caure un 9%. L'excepció va ser la Xina, on hi ha un augment de fins a un 5%. La resposta al fort descens de la demanda dels consumidors el 2009 va ser una disminució dels volums de producció. Va ser possible acostar-se al nivell de producció anterior només després de quatre anys, i el 2014 es va establir un nou màxim de 245 mil tones. La Xina segueix sent el principal consumidor i productor de molibdè i els seus productes.
La densitat i les propietats sorprenents del molibdè l'han fet indispensable per a aplicacions d'acer i aliatges on es requereix una combinació de pes lleuger, alta resistència i resistència a la corrosió. El creixement previst del nombre de centrals nuclears, altres instal·lacions energètiques i industrials, el desenvolupament de nous jaciments de petroli i gas en les dures condicions de l'Extrem Nord i l'Àrtic comportarà inevitablement un augment de la demanda de molibdè i els seus derivats.
