Молибденийн нягт, түүний физик болон механик шинж чанар, нэгдэл, хэрэглээ

Молибдений метал гэдэг нь хар тугалга хүдэртэй молибдений дисульфидын гадаад төсөөтэй шинж чанараас шалтгаална (хар тугалга нь Грекийн нэр молибдос).

Барааны нээлтийн түүх

Европ дахь Дундад зууны үед молибденийг гурван өөр найрлага гэж нэрлэдэг байсан боловч эрдэс-гален (Pbs), молибденит (MoS ₂ ) болон графит (C) -ийн өнгө, бүтэцтэй бараг төстэй байдаг. Үүний зэрэгцээ эрдэс "молибдений гэрэл" (молибденитийн өөр нэг нэр) нь харандаа дээр цагаан өнгийн ул мөр үлдээсэн харандаагаар ашиглагддаг байв.

Металл молибденийн нутаг дэвсгэр, Менделеевын үе үеийн системийн 42 элементийг Швед гэж үздэг. 1758 онд химич, эрдэс судлаач энэ никель Аксел Кронстедекийн нээлтийг дээрх эрдсүүд нь өөр өөр шинж чанартай гэж үзсэн байна. Хоёр арав гаруй жилийн дараа түүний Choping Karl Scheele-ийн хөдөө аж ахуйн химич эмч нь молибдений хүчил цагаан цагаан тунадас ("цагаан дэлхий"), азотын хүчил дэх молибденитыг буцалгаж авав. Эрдэмтэд молибден хүчлийг нүүрсэнд хайлуулж байгаа тохиолдолд металлыг тусгаарлах боломжтой гэж ойлгож болно. Тохирох зуух байхгүй байсан тул 1782 онд их хэмжээний карбидын хольц бүхий шинэ металлыг илрүүлсэн дээжийг Питер Гелмад илгээсэн байна. Хамтран ажиллагсад нь "молибденум" (үечилсэн хүснэгтийн томъёо нь Mo) гэж нэрлэдэг.

Тухайн үед Шведийн Шинжлэх ухааны академийн ерөнхийлөгч Женс Берзелиус 1817 онд харьцангуй цэвэр металлыг хүлээн авсан байна.

Энгийн бодисын шинж чанар

Бэлтгэх арга нь молибденийн физик шинж чанар болон түүний гадаад төрх байдалд асар их нөлөө үзүүлдэг. Шар метал, урьдчилсан хэлбэр, блокууд нь цайвар саарал өнгөтэй болсон. Палеткийг илүү их ханасан - өнөөх бараг хараас мөнгөөр бүрсэн. Молибдений нягт 10.28 т / м ³ байна. Метал 2623 ° С, 4639 ° C-ийн температурт хайлдаг. Цэвэр молибдени нь гайхалтай цэвэршилттэй, зөөлөрч байдаг бөгөөд энэ нь амархан гулсмал болон даралтыг баталгаажуулдаг. 12 мм-ийн голчтой, өрөөний нөхцөлд хүртэлх диаметртэй материал нь нимгэн тугалган цаасаар хучигдсан буюу сулладаг. Метал цахилгаан дамжуулах чадвар сайн байдаг. Бодисын хольц нь хатуулаг, шимэгдэлтийг ихэсгэж, молибденийн механик шинж чанарыг ихэвчлэн тодорхойлдог.

Хамгийн чухал нэгдлүүд

Уламжлалт бодисуудын хувьд элемент нь +2-ээс хамгийн их исэлдэлтийн түвшинг (сүүлчийн нэгдлүүд нь илүү тогтвортой байдаг) бөгөөд энэ нь молибденийн химийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Энэ металлын хувьд хүчилтөрөгч, галоген (MoO ₃ , MoCl 5) ба молибдат (молибдик хүчил давс) нь шинж чанартай байдаг. Исэлдэх урвал зөвхөн өндөр температурт (600 ° С-ээс) боломжтой байдаг. Цаашдын өсөлт нь молибденийг нүүрстөрөгч, фосфор, хүхэртэй харилцан үйлчлэхэд хүргэдэг. Энэ нь азотын эсвэл халсан хүхрийн хүчилд сайн уусдаг.

Фосфор, хүнцэл, борын болон силикатын хүчлүүд нь молибдентэй цогцолбор нэгдлүүдийг бүрдүүлдэг. Хамгийн алдартай бөгөөд өргөн тархсан давс нь аммонийн фосфомолбдат юм. Молибден агуулсан бодисууд нь өргөн өнгөт палитр, янз бүрийн сүүдэртэй байдаг.

Молибдений хүдэр баяжуулах технологи

Зөвхөн цэвэр молибден үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл нь зөвхөн 20-р зууны үед эзэмшсэн . Молибдены хүдрийг химийн боловсруулалтыг баяжуулахаас өмнө: бутлуур болон бөмбөгийг нунтагласнаар үндсэн арга нь тав буюу зургаа дахин их флотаци юм. Үүний үр дүнд түүхий эдийн молибдений диплифийн өндөр агууламж (95% хүртэл) нь түүхий эдэд хүрч байна.

Дараачийн болон хамгийн чухал үе шатыг шатааж байна. Энд ус, хүхэр, флотацийн урвалж болон молибдений дисульфидын үлдэгдэл холилдож, титроксид хүртэл исэлддэг. Цаашид цэвэрлэх хэд хэдэн аргаар боломжтой боловч хамгийн түгээмэл нь:

• Молибдений нэгдлүүдийг бүрэн уусгасан аммиакийн арга, хольцыг зайлуулах;
• 900-100С-ийн температурт хуримтлагдах Үүний үр дүнд MoO _3-ын концентраци 90-95% болж өссөн байна.

Молибдений металлын үйлдвэрлэл

Цэвэршүүлсэн молибдений триоксидийн устөрөгчөөр дамжин өнгөрөх (лабораторид нүүрстөрөгч, нүүрстөрөгч агуулсан хий, хөнгөнцагаан, цахиур зэрэг) ашигладаг. Уг процесс нь 500-1000 ° С-ийн температурт аажмаар нэмэгддэг тусгай хоолойт зууханд явагддаг.

Металлын молибдений комплекс технологийн гинж нь:

• Дарна уу. Энэхүү процесс нь 300 мПа хүртэл даралтын дор гангийн хэв маягаар явагдана. Биндэржүүлэгч бүрэлдэхүүн нь глицерины спиртийн уусмал юм. Хоосон зайны хамгийн их хөндлөн огтлол нь 16 см2, урт нь 600 см, том хэмжээтэй бол резин, полимер мөөгөнцөр ашиглана. Өндөр даралтын дор шингэнийг шахаж байгаа ажлын камеруудад байрлуулна.
• Sintering. Энэ нь хоёр үе шаттай байдаг. Эхнийх нь 1200 ° С хэмд устөрөгчийн агаар мандлын зууханд хийгдсэн 30-180 минут үргэлжилдэг (температурын хэмжээнээс хамааран) бага температур юм. Хоёр дахь шатанд (гагнуур), ажлын хэсэг нь хайлах цэг (2400-2500 ° C) ойролцоо температурт халаана. Үүний үр дүнд сүвэрхэг чанар буурч, молибдений нягтрал нэмэгддэг.

3 тонн жинтэй том оврын бөмбөлөгүүд нь индукц, электрон туяа эсвэл нуман зууханд шингэсэн байдаг. Энэ процессыг боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг боловсруулж дуусгасан.

Хамгийн баян ордууд

Молибден нь дэлхийн царцдас, орчлон ертөнцөд нэлээд ховор элемент юм. Молибденит (MoS ₂ ) зөвхөн үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдолтой юм. Түүний нөөц бол хязгааргүй, металыг язгууртан, молибдатуудаас гаргаж авах технологи боловсруулагдсан. Эрдэсийн найрлага, хүдрийн биетүүдийн хэлбэрээс хамаарч ордууд нь судлын, венээр тараагдсан, скарнард хуваагдана.

Элементийн дэлхийн нөөцийг 19 сая тонн гэж үздэг бөгөөд бараг тэн хагас нь Хятадаас ирдэг. 1924 оноос хойш молибдений хамгийн том орд нь Климазын уурхай (АНУ, Колорадо) бөгөөд дундаж агуулга нь 0.4% хүртэл байна. Ихэнх тохиолдолд молибдений хүдэр олборлолтыг зэс, вольфрамын олборлолттой нэгэн зэрэг явуулдаг.

ОХУ-ын хувьд молибдений нөөц 360 мянган тонн. 10 хайгуулын орд газраас зөвхөн 7 аж үйлдвэрлэлийн салбарыг хөгжүүлсэн.

• Сorsk ба Agaskyr (Хакаси);
• Банддайн, Зирекен (Зүүн Талбайналиа);
• Оскатское (Буриад);
• Лабаш (Карели);
• Tyrnyauz (Хойд Кавказ).

Уг олборлолтыг нээлттэй, хаалттай аргаар явуулдаг.

Самурайн сэлэмний нууц

Хэдэн зууны турш Европын зэвсэгт хүчин, эрдэмтэд хоёрдугаар мянганы эхэн үеийн Японы эртний илдний хүч чадал, хүч чадлын нууцыг даван туулж, хүйтэн чанартай зэвсэг үйлдвэрлэхийг оролдоогүй байна. 10-р зууны сүүлчээр Японы гангийн молибденийн хольцыг илрүүлсний дараа энэ тааврыг шийдэх боломжтой байсан.

1891 онд Францын Schneider & Co компаниас молибдений үйлдвэрлэлийн хэрэглээ нь гангийн чанарыг сайжруулах (хатуулаг, хатуулаг өгдөг) хайлшаар баяжуулсан .

Молибденийн металлургийн хөгжилд чухал түлхэц болсон нь Дэлхийн нэгдүгээр дайн байлаа. Англо-Франц фракцын нүүрний хуягны зузаан нь 75 мм-ээс 25 мм-ээс бага, 1.5-2% молибдени хуягны ган хавтанг нэмнэ. Үүний зэрэгцээ машины хүч чадал ихээхэн нэмэгдсэн байна.

Молибдений хэрэглээ

Аж үйлдвэрийн бүх молибдений 80 гаруй хувь нь хар төмөрлөгийн салбарт ажилладаг. Үүнээс гадна халуунд тэсвэртэй цутгамал төмрийг, бүтцийн болон багаж хэрэгслийг ашиглах боломжгүй юм. Элемент жингийн нэг хэсэг нь вольфрамын жинтэй хоёр хэсэгтэй тэнцэх гангийн чанарыг сайжруулдаг. Молибдений нягтрал нь хагас учраас түүний хайлш нь 1370 ° C-аас доош температурт вольфрамын хувьд чанар сайтай байдаг. Молибденийн бөсөл нь карбюрт хийхэд илүү тохиромжтой.

Молибден нь радио электрон, хими, будаг, лак үйлдвэрлэлийн салбарт эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Механик инженерийн хувьд халаахад тэсвэртэй материал болгон ашигладаг. Хөдөө аж ахуйд элементийн нэгдэл сул байгаа нь ургамлын тэжээллэг чанарыг сайжруулдаг. Өндөр түвшний молибдени нь амьд болон ургамлын организмд хортой нөлөө үзүүлдэг, байгаль орчинд сөрөг нөлөөтэй гэдгийг санах нь зүйтэй.

Биологийн ач холбогдол

Хүн, амьтны хооллолтод молибден нь хамгийн чухал бичил тэжээлийн нэг юм. Биологийн идэвхитэй хэлбэр болох молибдений коэнзим (Moco) нь катологын процессын амьд эдийг бүтээхэд зайлшгүй шаардлагатай.

Молибденийн хорт хавдрын эсрэг үйл ажиллагааны судалгаа нь маш их ирээдүйтэй. Лин Сиан (Хань муж, БНХАУ) аймгийн хүн амын дунд хоол боловсруулах замын хорт хавдрын өвчлөл өндөр байсан нь молибдений агууламжтай эрдэс бордоог хөрсөнд нэвтрүүлсэний дараа эрс багассан.

Хүний биеийн элементийн дутагдлын ховор тохиолдлын үед орон зайд тархи, тархины гэмтэл, сэтгэцийн эмгэг, хүнд хэлбэрийн мэдрэлийн эмгэг үүсч болно. Насанд хүрэгсдийн өдөр тутмын молибдений тунг 100-300 мкг байна. 5-15 мг хүртэл өсгөж хорт хордлого зайлшгүй байх ёстой бөгөөд 50 мг хүртэл үхлийн үр дагавар юм. Молибдений хамгийн их баялаг нь навчны ногоо, үр тариа, буурцаг, жимс (хар цар хорхой, үхрийн нүд) соёл, сүүн бүтээгдэхүүн, өндөг, элэг, бөөр юм.

Экологийн асуудлууд

Молибденийн биологийн шинж чанар нь хүдэр материалын боловсруулалтаас үүсэх хаягдлыг ашиглах шаардлагыг нэмэгдүүлж, ажилчдын эрүүл мэндэд сөрөг нөлөө үзүүлэхээс сэргийлж үйлдвэрлэлийн технологийн процессыг хатуу дагаж мөрддөг.

Боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг газрын доорхи усанд оруулахгүй байх бүх арга хэмжээг төлөвлөнө. Ургамал нь молибденийг шингээх, хуримтлуулах шинж чанарыг эзэмшдэг тул найлзуурууд болон навчны агууламж нь хүлээн зөвшөөрөгдөх концентрациас хэтрэх магадлалтай. Энэ ногоон масс амьтдад аюултай байж болно. Ашигласан чулуулгаар салхины тархалтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд овоолго нь газрын давхаргад хучигдсан байдаг.

Дэлхийн молибдений зах зээлийн чиг хандлага

Дэлхийн эдийн засгийн хямралын эхэн үед молибденийн дэлхийн хэрэглээ 9 хувиар буурсан байна. Эндээс харахад өсөлт нь 5% -иар өссөн Хятад улс юм. 2009 онд хэрэглээний эрэлт огцом буурсан нь үйлдвэрлэлийн хэмжээ буурсан явдал юм. Өмнөх түвшинд хүрэхийн тулд зөвхөн дөрвөн жилийн дотор, мөн 2014 онд 245 мянган тонн шинэ дээд хэмжээг бий болгох боломжтой байсан. Молибдений гол хэрэглэгч, үйлдвэрлэгч, түүний бүтээгдэхүүн Хятад улс хэвээр байна.

Молибденийн нягтрал болон түүний гайхалтай шинж чанарууд нь бага жин, өндөр бат бэх, зэврэлтээс хамгаалах материалын хослол шаарддаг бүтэц дэх ган, хайлшуудад зайлшгүй шаардлагатай болсон. Алс Дорнод ба Арктикийн хатуу ширүүн нөхцөлд шинэ атомын цахилгаан станц, бусад эрчим хүч, үйлдвэрлэлийн байгууламжуудын тоог нэмэгдүүлэх, молибденийн эрэлт хэрэгцээ, түүний уламжлалыг нэмэгдүүлэх зайлшгүй шаардлагатай болно.