Опубликовано Оставить комментарий

Молибден как химический элемент таблицы Менделеева

Молибден является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 42 и условным обозначением Mo. Молибден представляет собой серебристый переходный металл с серым оттенком.

Как был открыт Молибден

Карл Вильгельм Шееле
Карл Вильгельм Шееле

История открытия такого химического элемента как молибден является достаточно запутанной. Этот химический элемент был известен с давних времен в виде молебденита, но этот минерал достаточно часто путали с галенитом и графитом.

В 1778 году немецкий химик и фармацевт Карл Вильгельм Шееле выделил оксид молибдена из молебденита обработкой минерала азотной кислотой. Само название для нового химического элемента было предложено в честь минерала из которого он добывается. Чистый молибден был получен шведским химиком Питером Якобом Хельмом в 1781 году. Он обработатал оксид молибдена углеродом и льняным маслом.

В следующем столетии молибден не нашел промышленного применения, а получил его только в XX веке. Хотя сплавы с примесью этого металла показали себя с хорошей стороны, но реализовать промышленный план было просто напросто невозможно из слабого развития отрасли.

Где и как добывают Молибден

Молибден в кварцевой породе
Молибден в кварцевой породе

Молибден является химическим элементом который добывают в виде минералов, так как в свободном виде он не встречается. Этот элемент встречается в таких минералах как вульфенит, повелит и молебденит. Основным важным минералом коммерческого производства является молебденит, но он так же извлекается как побочный продукт меди и вольфрама.

Процесс выделения молибдена из руды выглядит следующим образом. Молебденитовая руда обжигается на воздухе при температуре 700 ° C. Процесс дает газообразный диоксид серы и оксид молибдена (VI):

2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2

Затем окисленную руду обычно экстрагируют водным раствором аммиака с получением молибдата аммония:

MoO3 + 2 NH3+ H2O → (NH4 )2(MoO4)

Медь, примесь в молибдените, менее растворима в аммиаке. Чтобы полностью удалить его из раствора, его осаждают сероводородом. Молибдат аммония превращается в димолибдат аммония, который выделяется в виде твердого вещества. Нагревание этого твердого вещества дает триоксид молибдена:

(NH4)2 Mo2O7 → 2 MoO3 + 2NH3 + H2O

Неочищенный триоксид можно дополнительно очистить сублимацией при 1100 ° C (2010 ° F).

Металлический молибден получают восстановлением оксида водородом:

МоО3+ 3 Н2→ Мо + 3 Н2О

Молибден для производства стали восстанавливается в результате алюмотермической реакции с добавлением железа с образованием ферромолибдена. Обычная форма ферромолибдена содержит 60% молибдена.

Распространенность Молибдена

Кристаллический молибден
Кристаллический молибден

Такой химический элемент как молибден является достаточно редким и занимает 54 строчку по распространенности в земной коре. Средним значением содержания в земной коре является 1,5 части на миллион. Что касается морской воды и океанов, то его содержание оценивается в 10 частей на миллиард. Такое содержание делает его 25 элементом по распространенности в морской среде. Сравнительная редкость молибдена в земной коре компенсируется его концентрацией в ряде водонерастворимых руд, часто в сочетании с серой и с медью.

Молибден играет важную роль в развитии человечества. Самыми распространенными минералами содержащими молибден являются вульфенит (PbMoO4), повеллит (CaMoO4) и молибденит (MoS2).

В 2011 году мировое производство молибдена составило 250 000 тонн, крупнейшими производителями были Китай (94 000 т), США (64 000 т), Чили (38 000 т), Перу (18 000 т) и Мексика (12 000 т). Общие запасы оцениваются в 10 миллионов тонн и в основном сосредоточены в Китае (4,3 миллиона тонн), США (2,7 миллиона тонн) и Чили (1,2 миллиона тонн). По континентам 93% мирового производства молибдена примерно равномерно распределяется между Северной Америкой, Южной Америкой (в основном в Чили) и Китаем. Остальную часть производят Европа и остальные страны Азии (в основном Армения, Россия, Иран и Монголия).

По состоянию на август 2009 года стоимость молибдена составляла примерно 30 000 долларов за тонну. В период с 1997 по 2003 год цена на него поддерживалась на уровне или около 10 000 долларов за тонну, и достигла пика в 103 000 долларов за тонну в июне 2005 года.

Применение Молибдена

Молибденово-медная пластина
Молибденово-медная пластина

Применение молибдена является достаточно распространенным. Около 86% добываемого молибдена используется в металлургической промышленности, а остальные приходятся на химическую промышленность.

В процентном соотношении применение молибдена можно приблизительно разделить следующим образом:

  1. Конструкционная сталь — 35%
  2. Нержавеющая сталь — 25%
  3. Химикаты — 14%
  4. Инструментальная и быстрорежущая сталь — 9%
  5. Чугун — 6%
  6. Элементарный металл — 6%
  7. Суперсплавы — 5%

Молибден может выдерживать экстремальные температуры без значительного расширения или размягчения, что делает его полезным в условиях сильной жары, включая военную броню, детали самолетов, электрические контакты, промышленные двигатели и опоры для нитей накаливания в лампочках.

Большинство высокопрочных стальных сплавов (например, стали 41xx ) содержат от 0,25% до 8% молибдена. Даже в этих небольших количествах более 43 000 тонн молибдена ежегодно используется в нержавеющих сталях , инструментальных сталях , чугунах и жаропрочных жаропрочных сплавах.

Молибден также ценится в стальных сплавах за его высокую коррозионную стойкость и свариваемость. Молибден способствует коррозионной стойкости нержавеющих сталей типа 300 (особенно типа 316) и особенно так называемых супераустенитных нержавеющих сталей (таких как сплав AL-6XN , 254SMO и 1925hMo). Молибден увеличивает деформацию решетки, тем самым увеличивая энергию, необходимую для растворения атомов железа на поверхности. Молибден также используется для повышения коррозионной стойкости ферритных (например, сорт 444) и мартенситных (например, 1.4122 и 1.4418) нержавеющих сталей.

Кроме металлургической промышленности этот химический элемент може использоваться и в химической промышленности. Молибденовый порошок используется в качестве удобрения для некоторых растений, таких как цветная капуста. Радиоактивный изотоп молибдена-99 используется для производства технеция-99m , используемого для медицинской визуализации. Изотоп обрабатывается и хранится в виде молибдата.

Молибдат свинца (вульфенит), осажденный совместно с хроматом свинца и сульфатом свинца, представляет собой ярко-оранжевый пигмент, используемый в керамике и пластмассах.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с этим химическим элементом достаточно много. Стоит начать с его роли в человеческом организме. В организме человека содержится около 0,07 мг молибдена на килограмм веса тела, с более высокими концентрациями в печени и почках и более низкими в позвонках. Так же этот химический элемент является основой эмали зубов, который защищает их от разрушения. Смертельной дозой молибдена при опытах на крысах составила всего 180 мг / кг.

Низкая концентрация молибдена в почве в географической полосе от северного Китая до Ирана приводит к общему пищевому дефициту молибдена и связана с повышенным уровнем заболеваемости раком пищевода. По сравнению с США, где в почве больше молибдена, люди, живущие в этих регионах, имеют примерно в 16 раз больший риск плоскоклеточного рака пищевода.

Средняя суточная доза молибдена колеблется от 120 до 240 мкг / день, что выше диетических рекомендаций. Свинина, баранина и говяжья печень содержат примерно 1,5 миллионных долей молибдена. Другие важные диетические источники включают стручковые бобы, яйца, семена подсолнечника, пшеничную муку, чечевицу, огурцы и зерно злаков.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *