Molibdēns - kas tas ir?

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-17 19:00

Ne daudzi cilvēki zina, ka molibdēns ir periodiskās tabulas sestās grupas ķīmiskais elements, kas saistīts ar pārejas metāliem. Klasifikācijas struktūrā tas atrodas blakus hromam un volframam. Tas izceļas ar piesātinātu pelēko krāsu un īpašu metālisku spīdumu. Šis ugunsizturīgais elements ir plaši pielietots metalurģijas nozarē.

Īsa atklāšanas vēsture

Līdz mūsdienām nav saglabājies daudz informācijas par molibdēna atklāšanu. Tas ir tāpēc, ka elements nav ļoti izplatīts. Tomēr pirmo reizi tas tika minēts 1778. gadā, kad analītiskā ķīmija vēl nebija sasniegusi savu briedumu. Pirmkārt, viela tika izolēta oksīda formā.

Neskatoties uz ķīmiskā elementa atklāšanu 1778. gadā, pašlaik lietotais nosaukums ir daudz agrāks. Tas bieži tika minēts svina krāsas minerāliem jau viduslaikos.

Klātbūtne vidē

Lai gan molibdēns nav īpaši izplatīts elements, tas ir samērā vienmērīgi sadalīts zemes garozā. Tas nenotiek brīvā formā. Mazākais šī metāla daudzums ietver karbonātu unultrabāziski ieži. Noteikta vielas daļa ir upju un jūras ūdenī. Augšējos slāņos ir daudz mazāk metāla nekā dziļumā.

Ir divi sastopamības veidi:

• sulfīds;
• molibdate.

Tie parādās kā mikroskopiski izdalījumi. Molibdenīta kristalizācija notiek ar paaugstinātu skābumu un reducējošās vides klātbūtni. Skābekļa savienojumi parasti veidojas uz virsmas. Runājot par primārajām rūdām, tajās var atrast molibdenītu kopā ar vara, bismutīna un volframīta minerāliem. Metāls lielos daudzumos ir atrodams nogulumos.

Lieli noguldījumi Krievijā

Krievijas Federācijā molibdēns tiek izmantots daudzās darbības jomās. Valstī ir viena no lielākajām derīgo izrakteņu bāzēm pasaulē šī metāla ieguvei. Galvenā uzņēmumu daļa ir koncentrēta Sibīrijas dienvidu daļā.

Rezervju ziņā Krievija ir otrajā vietā aiz trim valstīm – ASV, Ķīnas un Čīles. Lielāko derīgo izrakteņu bāzes daļu veido krājumu atradnes, kurās ir vairāk nekā 87% no izpētītajiem resursiem. Tomēr Krievijas atradnēm ir raksturīgas ne pārāk augstas kvalitātes rūdas.

Tabulā parādīti lielākie noguldījumi.

Vārds	Reģions
Zhirekenskoe	Čitas reģions
Orekitkanskoe	Buryatia
Sorskoje	Khakassia
Tyrnyauzskoe	Kabardino-Balkārija

Praktisks pielietojums

Tīrā veidā molibdēns tiek izmantots tādu vadu vai lentu ražošanā, kas paredzēti augstas temperatūras izturēšanai. Šādi izstrādājumi var darboties kā elektrisko cepeškrāsns, elektronisko lampu vai rentgenstaru lampu sildelementi.

Ieviestais metāls ievērojami uzlabo tēraudu veiktspēju. Pēc ievadīšanas kompozīcijā palielinās to izturības īpašības un izturība pret koroziju, kas ir nepieciešama svarīgu detaļu ražošanā. Karstumizturīgus sakausējumus bieži ražo, pievienojot molibdēnu, kas ir arī izturīgs pret skābēm.

Savienojumi ar šo metālu tiek aktīvi izmantoti lidmašīnu un raķešu priekšējo apvalku ražošanā. Uz sakausējumu bāzes tiek ražoti lidmašīnu šūnveida paneļi un termosieti. Izturība pret augstām temperatūrām ļauj izmantot produktus ar molibdēna ieviešanu tēraudu apstrādei. Daudzi savienojumi darbojas kā ķīmisko reakciju katalizatori.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Molibdēns ir gaiši pelēks metāls ar tilpumu centrētu kubisko režģi. Tās mehāniskās īpašības nosaka paša materiāla tīrība, kā arī pirmapstrāde un termiskā apstrāde. Fizikālās īpašības sīkāk aplūkotas tabulā.zemāk.

Parameter	Nozīme
Kušanas temperatūra	2610 grādi
Siltumvadītspējas indekss	142W/(mK)
Iztvaikošanas siltums	590 kJ/mol
Bīdes modulis	122 GPa
Metāla cietība	125 HB
Molārais tilpums	9, 4 cu. cm/mol

Normālos apstākļos periodiskās tabulas sastāvdaļa ir izturīga pret daudzām vielām. Oksidācijas process sāk noritēt temperatūrā virs 400 grādiem. Sārma šķīdumi lēni iedarbojas uz molibdēnu. Mitrumizturība bez aerācijas ir diezgan augsta.

Savienojumi ar citiem metāliem

Iegūto molibdēna sakausējumu kvalitāte lielā mērā ir atkarīga no proporcijas, kā arī no izmantoto piemaisījumu un bāzes komponenta spējas mijiedarboties ar vielu. Dopinga tehnoloģijai ir svarīga loma. Tomēr daži savienojumu veidi ekspertiem rada šaubas par piemērotību turpmākai izmantošanai.

Molibdēns labi nesajaucas ar volframu. Ar tā ieviešanu materiāla karstumizturība ievērojami palielinās, bet tajā pašā laikā deformācijas izturība pasliktinās. Līdzīgas problēmas rodas kombinācijās ar citiem metāliem, tāpēc tādidopinga veidi vairs netiek ieviesti.

Neskatoties uz esošajām grūtībām, joprojām bija iespējams atrast dažus savienojumus, kas var palielināt termisko slieksni molibdēna lietošanai. Tajā pašā laikā plastiskums, izturība pret deformāciju un citas īpašības ir vienā līmenī.

Zīmoli nozarē

Ražošanas process ietver materiāla izmantošanu ne tikai tīrā veidā, bet arī ar piemaisījumu pievienošanu. Tālāk ir norādītas nozarē izplatītās molibdēna kategorijas.

Apzīmējums	Apraksts
MCHVP	Tas ir tīrs metāls, kas ražots, izmantojot vakuumkausēšanas tehnoloģiju.
CM	Materiāla sastāvs satur specializētas piedevas. Parasti titāns vai cirkonijs.
MCH	Molibdēna saturs ir 99,96 procenti. Pārējais nāk no piedevām.
MK	Parastais metāls satur silīcija dioksīda piedevas, lai uzlabotu skābes izturību.
MPH	Tīrs molibdēns, bet ar augstu piemaisījumu saturu. To sastāvs nepārsniedz 0,08 procentus.

Saņemšanas process

Molibdēna ražošanai sagatavo rūdu, iekļaujot līdz 50 procentiem galvenās vielas, ievērojamu sēra daudzumu, nelielu koncentrācijusilīcijs un citi komponenti. To apdedzina 570 līdz 600 grādu temperatūrā īpašās krāsnīs. Pēc termiskās iedarbības veidojas koncentrāts, kas satur molibdēna oksīdu ar piemaisījumiem.

Ir divi veidi, kā iegūt masu bez svešķermeņiem:

1. Ķīmiskas dabas secīgas iedarbības metode. Izmantojot amonjaka ūdeni, iegūtais plēnes pārvēršas šķidrā stāvoklī. No iegūtā šķīduma tiek noņemti svešie piemaisījumi. Pēc apstrādes to skaits nedrīkst pārsniegt 0,05 procentus.
2. Ar sublimāciju, kas ir cieta savienojuma pārvēršanas process gāzveida stāvoklī. Izmantojot šo opciju, šķidrā fāze tiek apieta.

No piemaisījumiem attīrīto molibdēna oksīdu apstrādā cauruļu krāsnīs ar ūdeņraža palīdzību. Rezultātā tiek iegūts pulveris, kas, izkausējot un ievadot īpašas vielas, tiek tieši pārvērsts metālā. Sagatavju forma būs atkarīga no izmantotās ražošanas tehnoloģijas.

Ražoti molibdēna izstrādājumi

Visizplatītākais produktu veids ir stieņi. Tos var ne tikai izmantot neatkarīgi, bet arī kalpot par pamatu stieples ražošanai. Molibdēna stieņi ar kvadrātveida šķērsgriezumu, kas nepārsniedz 40 mm, kalpo kā izejviela izstrādājumu ražošanai.

Stieņu iegūšanas procesā tiek veikta rotācijas kalšana, kas notiek vairākos posmos. Katrā posmā tiek ražoti stieņi ar noteiktu šķērsgriezumu. Kalšanas apstākļi atšķiras atkarībā no ienākošā sagataves diametra. Tehnoloģijas trūkumi ietver ražošanas procesa sarežģītību.

Molibdēnu izmanto arī īpašas stieples izgatavošanai. Ražotāji to veido no pareizi sagatavotiem stieņiem, kuru diametrs nepārsniedz 3 mm. Izmantojot šo sadaļu, izstrādājumi ir viegli uztīti uz spoles tālākai stieples ražošanai.

Ražošanas procesā tiek izmantota brošēšanas metode, kas ietver četrus galvenos posmus. Vads galu galā iegūst galīgo diametru, kas tika iestatīts iepriekš. Temperatūras režīms ražošanas procesā var svārstīties no 300 līdz 700 grādiem.

Pēc vilkšanas stiepli notīra, atkvēlinot ūdeņraža vidē. Šajā gadījumā temperatūra sasniedz 1300-1400 grādus. Dažreiz tīrīšanu veic, elektrolītiski kodinot, izmantojot slāpekli.

No molibdēna var izgatavot cietas loksnes un sloksnes. Tos var iegūt kaļot un velmējot. Ražošanā tiek izmantoti pneimatiskie āmuri un divu ruļļu dzirnavas. Iegūtās sloksnes biezums pēc karstās velmēšanas ir atkarīgs no oriģinālās plāksnes šķērsgriezuma.

Pēc ražošanas molibdēna sloksnēm tiek veikta ķīmiska tīrīšana. Tie tiek ievietoti īpašā aktīvo vielu vidē. Tālāk tiek veikta aukstā velmēšana normālā temperatūrā. Pēdējā posmā lentes atkal tiek notīrītas un, ja nepieciešams, pulētas.

Ir ražošanas standarti metāla izstrādājumiem nomolibdēns. GOST 18905-73 nosaka prasības stiepļu ražošanai. Tas atspoguļo masas un diametra pielaides.

Molibdēna ražotāji Krievijā

Skarn, krājumu un vēnu atradnes galvenokārt tiek izstrādātas Krievijas Federācijas teritorijā. Kvalitātes ziņā iegūtā rūda nav daudz zemāka par ārvalstu izejvielām, taču tai joprojām ir noteiktas iezīmes, kas saistītas ar struktūru.

Krievijā lielākie molibdēna ražotāji ir divi uzņēmumi:

• Sorsky GOK LLC.
• JSC Zhirekensky GOK.

Sarakstā minētie uzņēmumi nodrošina līdz 95 procentiem no iekšzemes metāla produkcijas.

Noslēgumā par elementa lomu cilvēka organismā

Molibdēns darbojas kā svarīga viela, kas nepieciešama cilvēku normālai funkcionēšanai. Tas ir atrodams daudzos orgānos un kaulos. Ikdienas nepieciešamība pēc ķīmiskā elementa ir vidēji 70-300 mkg. Ar tā trūkumu šie rādītāji palielinās.

Molibdēns piedalās vielmaiņā, kā arī organisma attīrīšanas procesā no aldehīdiem, skābēm un citiem savienojumiem. Tas veicina dzelzs izmantošanu, ļaujot ātri novērst dažāda veida saindēšanās sekas. Mikroelements efektīvi attīra organismu no toksiskām vielām.

Pētījumi liecina, ka molibdēns mazina sāpes artrīta un citu slimību gadījumā, pozitīvi ietekmē astmas klātbūtnē, samazina vēža riskuzarnas un kuņģis. Lielākā daļa šīs vielas ir lapu dārzeņos, griķos, miežos, aknās, olās, pienā, ērkšķogās un upenēs.