Molibdén – mi ez?

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-17 18:54

Kevesen tudják, hogy a molibdén a periódusos rendszer hatodik csoportjának kémiai eleme, amely az átmeneti fémekhez kapcsolódik. Az osztályozási szerkezetben a króm és a volfrám mellett áll. Gazdag szürke színe és sajátos fémes fénye jellemzi. Ezt a tűzálló elemet széles körben alkalmazzák a kohászati iparban.

A felfedezés rövid története

A molibdén felfedezéséről a mai napig nem sok információ maradt fenn. Ez azért van, mert az elem nem túl gyakori. Első említése azonban 1778-ban történt, amikor az analitikus kémia még nem érte el érettségét. Először az anyagot oxid formájában izoláltuk.

A kémiai elem 1778-as felfedezése ellenére a jelenleg használt név sokkal korábbi. Már a középkorban gyakran emlegették az ólomszínű ásványoknál.

Jelenlét a környezetben

A molibdén ugyan nem túl gyakori elem, de viszonylag egyenletesen oszlik el a földkéregben. Szabad formában nem fordul elő. Ennek a fémnek a legkisebb mennyisége karbonátot ésultrabázikus kőzetek. Az anyag bizonyos hányadát folyó- és tengervíz tartalmazza. Sokkal kevesebb fém van a felső rétegekben, mint a mélységben.

Az előfordulásnak két formája van:

• szulfid;
• molibdate.

Mikroszkópikus váladékként jelennek meg. A molibdenit kristályosodása fokozott savasság és redukáló környezet jelenlétében történik. Az oxigénvegyületek általában a felszínen képződnek. Ami az elsődleges érceket illeti, bennük a molibdenit, valamint a réz, a bizmutin és a wolframit ásványai találhatók. A fém nagy mennyiségben található az üledékekben.

Nagy betétek Oroszországban

Az Orosz Föderációban a molibdént számos tevékenységi területen alkalmazzák. Az ország a világ egyik legnagyobb ásványkincs-bázisával rendelkezik ennek a fémnek a kitermelésére. A vállalkozások túlnyomó része Szibéria déli részén koncentrálódik.

A tartalékok tekintetében Oroszország csak három ország – az Egyesült Államok, Kína és Chile – után a második. Az ásványkincs-bázis döntő részét a feltárt erőforrások több mint 87%-át tartalmazó készletlelőhelyek teszik ki. Az orosz lelőhelyeket azonban nem túl jó minőségű ércek jellemzik.

A táblázat a legnagyobb betéteket mutatja.

Név	Régió
Zhirekenskoe	Chita régió
Orekitkanskoe	Burjátia
Sorskoye	Khakassia
Tyrnyauzskoe	Kabardino-Balkaria

Gyakorlati alkalmazás

Tiszta formájában a molibdént magas hőmérsékletnek ellenálló vezetékek vagy szalagok előállításához használják. Az ilyen termékek elektromos sütők, elektronikus lámpák vagy röntgencsövek fűtőelemeiként működhetnek.

A bevezetett fém jelentősen javítja az acélok teljesítményét. A kompozícióba való bekerülést követően nő szilárdsági tulajdonságaik és korrózióállóságuk, ami fontos alkatrészek gyártásához szükséges. A hőálló ötvözeteket gyakran molibdén hozzáadásával állítják elő, amelyek szintén savállóak.

Az ezt a fémet tartalmazó vegyületeket aktívan használják repülőgépek és rakéták elülső burkolatának gyártásához. Ötvözetek alapján repülő méhsejt-paneleket és hőszűrőket gyártanak. A magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállás lehetővé teszi a molibdén bevezetésével rendelkező termékek használatát az acélok feldolgozásához. Számos vegyület katalizátorként működik a kémiai reakciókban.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A molibdén világosszürke fém, térfogatközpontú köbös ráccsal. Mechanikai tulajdonságait magának az anyagnak a tisztasága, valamint az elő- és hőkezelés határozza meg. A fizikai tulajdonságokat részletesebben az alábbi táblázat tárgyalja.alább.

Paraméter	Jelentés
Olvadáspont	2610 fok
Hővezetési index	142W/(mK)
Párolgáshő	590 kJ/mol
Nyírási modulus	122 GPa
Fémkeménység	125 HB
Moláris térfogat	9, 4 köb. cm/mol

Normál körülmények között a periódusos rendszer egy összetevője számos anyaggal szemben ellenálló. Az oxidációs folyamat 400 fok feletti hőmérsékleten kezdődik. A lúgos oldatok lassan hatnak a molibdénre. A nedvességállóság levegőztetés nélkül meglehetősen magas.

Vegyületek más fémekkel

A kapott molibdénötvözetek minősége nagymértékben függ az aránytól, valamint attól, hogy a felhasznált szennyeződések és az alapkomponens milyen kölcsönhatásba lép az anyaggal. A doppingtechnológia fontos szerepet játszik. Bizonyos típusú kapcsolatok azonban kétségeket vetnek fel a szakértők körében a további felhasználásra való alkalmasság tekintetében.

A molibdén nem keveredik jól a wolframmal. Bevezetésével jelentősen megnő az anyag hőállósága, ugyanakkor romlik az alakváltozással szembeni ellenállás. Hasonló problémák merülnek fel más fémekkel való kombinációknál is, tehát ilyenekA doppingtípusokat már nem alkalmazzák.

A fennálló nehézségek ellenére még mindig sikerült találni néhány olyan vegyületet, amely növelheti a molibdén használatának termikus küszöbét. Ugyanakkor a plaszticitás, az alakváltozással szembeni ellenállás és egyéb jellemzők azonos szinten vannak.

Márkák az iparágban

A gyártási folyamat során az anyagot nem csak tiszta formájában, hanem szennyeződések hozzáadásával is használják. Az alábbiakban felsoroljuk az iparban elterjedt molibdén fokozatokat.

Megjelölés	Leírás
MCHVP	Vákuumos olvasztási technológiával előállított tiszta fém.
CM	Az anyag összetétele speciális adalékanyagokat tartalmaz. Általában titán vagy cirkónium.
MCH	Molibdéntartalom 99,96 százalék. A többi adalékanyagokból származik.
MK	Az alapfém szilícium-dioxid adalékokat tartalmaz a savállóság javítása érdekében.
MPH	Egyfajta tiszta molibdén, de nagy mennyiségű szennyeződést tartalmaz. Összetételük nem több 0,08 százaléknál.

Fogadási folyamat

A molibdén előállításához ércet készítenek, amely a fő anyag legfeljebb 50 százalékát, jelentős mennyiségű ként, kis koncentrációban tartalmazzaszilícium és egyéb alkatrészek. Speciális kemencékben 570-600 fokos hőmérsékleten égetik. Hőhatás után koncentrátum képződik, amely molibdén-oxidot tartalmaz szennyeződésekkel.

Két mód van idegen anyag nélküli tömeg előállítására:

1. A kémiai természetű egymást követő hatások módszere. Ammóniás víz használatakor a keletkező salak folyékony halmazállapotúvá válik. Az idegen szennyeződéseket eltávolítjuk a kapott oldatból. A feldolgozás után számuk nem haladhatja meg a 0,05 százalékot.
2. Szublimációval, amely egy szilárd vegyület gáz halmazállapotúvá alakításának folyamata. Ezzel az opcióval a folyadékfázis kiiktatásra kerül.

A szennyeződésektől megtisztított molibdén-oxidot csőkemencékben dolgozzák fel hidrogén segítségével. Ennek eredményeként por keletkezik, amely megolvasztásával és speciális anyagok bejuttatásával közvetlenül fémmé alakul. A nyersdarabok alakja az alkalmazott gyártási technológiától függ.

Gyártott molibdén cikkek

A termékek leggyakoribb típusai a rudak. Nemcsak önállóan használhatók, hanem a huzalgyártás alapjául is szolgálhatnak. A legfeljebb 40 mm keresztmetszetű molibdénrudak alapanyagként szolgálnak a termékek gyártásához.

A rudak előállítása során rotációs kovácsolás történik, amely több szakaszban történik. Minden szakaszban meghatározott keresztmetszetű rudakat gyártanak. A kovácsolás körülményei a beérkező tuskó átmérőjétől függően változnak. A technológia hátrányai közé tartozik a gyártási folyamat bonyolultsága.

Molibdénből speciális huzalokat is készítenek. A gyártók megfelelően előkészített rudakból alakítják ki, amelyek átmérője nem haladja meg a 3 mm-t. Ezzel a szekcióval a termékek könnyen tekercselhetők a további huzalgyártáshoz.

A gyártási folyamat során a broach módszert alkalmazzák, amely négy fő szakaszból áll. A huzal végül megkapja a végső átmérőt, amelyet előre beállítottak. A gyártási folyamat során a hőmérséklet 300 és 700 fok között változhat.

A húzás után a vezetéket hidrogénes környezetben végzett izzítással megtisztítják. Ebben az esetben a hőmérséklet eléri az 1300-1400 fokot. Néha a tisztítást elektrolitikus pácolással, nitrogénnel végezzük.

A molibdénből tömör lapok és csíkok készíthetők. Kovácsolással és hengerléssel nyerhetők. A gyártás során pneumatikus kalapácsokat és kéthengeres malmot használnak. A kapott szalag vastagsága a meleghengerlés után az eredeti lemez keresztmetszetétől függ.

A gyártás után a molibdéncsíkokat vegyi tisztításnak vetik alá. A hatóanyagok speciális környezetébe kerülnek. Ezután normál hőmérsékleten hideghengerlést végzünk. Az utolsó szakaszban a szalagokat ismét megtisztítják, és ha szükséges, polírozzák.

Léteznek gyártási szabványok a fémtermékekremolibdén. A GOST 18905-73 követelményeket ír elő a huzal gyártására. A tömegre és átmérőre vonatkozó tűréseket tükrözi.

Molibdéngyártók Oroszországban

Skarn-, raktár- és vénás lerakódásokat főként az Orosz Föderáció területén fejlesztenek. A bányászott érc minőségét tekintve nem sokkal marad el a külföldi nyersanyagoktól, de azért vannak benne bizonyos szerkezeti jellemzők.

Oroszországban a legnagyobb molibdéngyártó két vállalat:

• Sorsky GOK LLC.
• JSC Zhirekensky GOK.

A felsorolt vállalkozások adják a hazai fémtermelés 95 százalékát.

Befejezésül az elem emberi testben betöltött szerepéről

A molibdén az emberek normális működéséhez szükséges fontos anyag. Számos szervben és csontban megtalálható. Egy kémiai elem napi szükséglete átlagosan 70-300 mcg. Hiányosságával ezek a mutatók nőnek.

A molibdén részt vesz az anyagcserében, valamint a szervezet aldehidektől, savaktól és egyéb vegyületektől való megtisztítási folyamatában. Elősegíti a vas hasznosulását, lehetővé téve a különböző típusú mérgezések következményeinek gyors megszüntetését. A nyomelem hatékonyan megtisztítja a szervezetet a mérgező anyagoktól.

Tanulmányok kimutatták, hogy a molibdén enyhíti a fájdalmat ízületi gyulladás és más betegségek esetén, pozitív hatással van asztma jelenlétében, csökkenti a rák kockázatáta belek és a gyomor. Az anyag legnagyobb része a leveles zöldségekben, a hajdinában, az árpában, a májban, a tojásban, a tejben, az egresben és a fekete ribizliben található.