Молібден - це що таке?

Не багато знають, що молібден – це хімічний елемент шостої групи таблиці Менделєєва, відноситься до перехідних металів. У класифікаційній структурі він знаходиться по сусідству з хромом і вольфрамом. Його відрізняє насичений сірий колір і специфічний металічний блиск. Широке застосування цей тугоплавкий елемент знайшов в металургійній промисловості.

Коротка історія відкриття

Не так багато відомостей збереглося до наших днів про відкриття молібдену. Це пов'язано з тим, що елемент не є дуже поширеним. Однак перші згадки про нього були зроблені в 1778 році, коли аналітична хімія ще не встигла вступити в епоху зрілості. Спочатку речовину було виділено у вигляді оксиду.


Незважаючи на відкриття хімічного елемента в 1778 році, використовуване в даний час назва з'явилася набагато раніше. Воно часто згадувалося для мінералів, що мають свинцевий блиск, ще в Середні століття.

Присутність у навколишньому середовищі

Хоча молібден – це не дуже поширений елемент, в земній корі він розподілено порівняно рівномірно. У вільному вигляді він не зустрічається. Найменшу кількість цього металу включають карбонатні та ультраосновні породи. Певна частка речовини міститься в річковій і морській воді. У верхніх шарах знаходиться набагато менше металу, ніж на глибині. Існує дві форми залягання:

сульфідна;

молибдатная.

Вони проявляються у вигляді мікроскопічних виділень. Кристалізація молібденіту відбувається при підвищеній кислотності і наявності відновлювальної середовища. На поверхні зазвичай утворюються кисневі з'єднання. Що стосується первинних руд, то в них молибденит може перебувати спільно з мінералами міді, висмутина і вольфраміту. У великих обсягах метал зустрічається в осадових відкладах.

Великі родовища в Росії

У Російській Федерації використання молібдену здійснюється в багатьох сферах діяльності. Країна має одну з найбільш великих на всій земній кулі мінерально-сировинну базу по видобутку цього металу. Основна частка підприємств зосереджена в південній частині Сибіру. За обсягами запасів Росія поступається лише трьом державам – США, Китаю і Чилі. Основна частина мінерально-сировинної бази представлена штокверковыми родовищами, що містять понад 87% розвіданих ресурсів. Однак російські поклади характеризуються не дуже високою якістю руд. В таблиці відображені найбільш великі родовища.

Назва



Регіон



Жирекенское



Читинська область



Орекитканское



Бурятія



Сорское



Хакасія



Тырныаузское



Кабардино-Балкарія

Практичне застосування

У чистому вигляді використання молібдену здійснюється при виробництві дротів або стрічок, призначених для витримування високих температур. Такі вироби можуть виступати в якості нагрівальних елементів для електричних печей, електронних ламп або рентгенівських трубок. Представлений метал значно покращує характеристики сталей. Після введення його до складу підвищуються їх міцнісні якості і стійкість до корозії, що необхідно при виготовленні важливих деталей. Часто з добавкою молібдену виробляються жаростійкі сплави, що відрізняються також кислотоупорностью.
З'єднання з цим металом активно застосовуються при виготовленні передній обшивки літаків і ракет. На основі сплавів виготовляються стільникові панелі літальних апаратів і теплові екрани. Стійкість до високих температур дозволяє використовувати вироби з введенням молібдену для обробки сталей. Багато сполуки виступають у якості каталізаторів хімічних реакцій.

Фізичні і хімічні властивості

Молібден – це метал світло-сірого кольору, що володіє кубічної гратами з об'ємним центруванням. Його механічні властивості визначаються чистотою самого матеріалу, а також попередньої і термічною обробкою. Більш детально фізичні властивості розглядаються у таблиці, наведеній нижче.

Параметр



Значення



Температура плавлення



2610 градусів



Показник теплопровідності



142 Вт/(м*K)



Теплота випаровування



590 кДж/моль



Модуль зсуву



122 ГПа



Твердість металу



125 НВ



Молярний об'єм



94 куб. см/моль

У звичайних умовах компонент періодичної таблиці стійкий до багатьох речовин. Процес окислення починає протікати при температурі понад 400 градусів. Лужні розчини на молібден надають повільний вплив. Стійкість до вологи без здійснення аерації досить висока.

Сполуки з іншими металами

Якість одержуваних сплавів молібдену багато в чому залежить від пропорції, а також здатності використовуваних домішок і базового компонента взаємодіяти з речовиною. Важливу роль відіграє технологія легування. Однак окремі типи з'єднань викликають у експертів сумніви в плані придатності для подальшої експлуатації. Не дуже добре поєднується молібден з вольфрамом. При його введенні істотно підвищується жароміцність матеріалу, але в той же час погіршується стійкість до деформацій. Подібні проблеми виникають і в комбінаціях з іншими металами, тому такі типи легування перестали здійснюватися. Незважаючи на існуючі складнощі, все ж вдалося знайти деякі сполуки, здатні підвищити термічний поріг застосування молібдену. При цьому пластичність, стійкість до деформацій і інші характеристики знаходяться на тому ж рівні.

Марки в промисловості

Виробничий процес припускає використання матеріалу не тільки в чистому вигляді, але і з додаванням домішок. Нижче представлені марки молібдену, які поширені в промисловості.

Позначення



Опис



МЧВП



Являє собою чистий метал, який виготовляється за технологією вакуумної плавки.



ЦМ



У складі матеріалу містяться спеціалізовані присадки. Зазвичай це титан або цирконій.



МЧ



Зміст молібдену становить 9996 відсотків. Інша частина припадає на добавки.



МК



Основний метал містить у собі кремнещелочные присадки, які дозволяють поліпшити стійкість до кислотної середовищі.



МРН



Різновид чистого молібдену, але з підвищеним вмістом домішок. Їх у складі – не більше 008 відсотків.

Процес отримання

Для виробництва молібдену готується руда, включає до 50 відсотків основного речовини, значну кількість сірки, невелику концентрацію кремнію і інших компонентів. Вона піддається випалу при температурному режимі від 570 до 600 градусів в спеціальних печах. Після термічного впливу утворюється концентрат, що містить у собі оксид молібдену з домішками. Отримати масу без сторонніх речовин можна двома способами:

Методом послідовних впливів хімічного характеру. При використанні аміачної води одержаний недогарок переходить у рідкий стан. З утвореного розчину видаляються сторонні домішки. Після обробки їх кількість не повинна перевищувати 005 відсотків.

Шляхом сублімації, що представляє собою процес перетворення твердого з'єднання в газоподібний стан. При такому варіанті рідка фаза минеться.

Очищений від домішок оксид молібдену піддається обробці в трубчастих печах за допомогою водню. У підсумку виходить порошок, який шляхом плавки і впровадження особливих речовин перетвориться безпосередньо в метал. Форма заготовок буде залежати від застосовуваної технології виробництва.

Виготовляються вироби з молібдену

Найбільш поширеним видом продукції є прутки. Вони можуть не тільки використовуватися самостійно, але і служити основою для виробництва дроту. В якості вихідної сировини для виготовлення виробів виступають молібденові штабики, що мають квадратний перетин не більше 40 мм. У процесі одержання прутків здійснюється ротаційна ковка, що проходить у кілька етапів. На кожній стадії виготовляються прутки з певним перетином. Умови кування змінюються з урахуванням діаметра надходить заготовки. До недоліків технології можна віднести трудомісткість виробничого процесу. Для виготовлення спеціального дроту також використовується молібден. Виробники формують її з підготовлених належним чином прутків, діаметр яких не перевищує 3 мм. При такому перерізі вироби легко намотуються на котушку для подальшого виробництва дроту. В процесі виготовлення застосовується метод протяжки, що включає чотири основних етапи. Дріт в підсумку отримує кінцевий діаметр, який був встановлений заздалегідь. Температурний режим у ході виробничого процесу може коливатися від 300 до 700 градусів. Після волочіння проводиться очищення дроту шляхом відпалу водневої середовищі. У цьому випадку температура досягає 1300-1400 градусів. Іноді очищення здійснюється електролітичним травленням з використанням азоту. З молібдену можуть виготовлятися цілісні листи та стрічки. Їх вдається отримати за рахунок кування і прокатки. При виробництві застосовуються пневматичні молоти та двухвалковые стани. Товщина одержуваної стрічки після гарячої прокатки залежить від перерізу вихідної пластини. Після виготовлення молібденові смуги проходять хімічну очистку. Вони поміщаються в спеціальну середу активних речовин. Далі здійснюється холодна прокатка при звичайній температурі. На завершальному етапі стрічки знову піддаються очищенню і при необхідності поліруються. Існують виробничі стандарти для металевих виробів з молібдену. ГОСТ 18905-73 встановлює вимоги до виготовлення дроту. У ньому відображені допустимі відхилення маси та діаметра.

Виробники молібдену в Росії

На території Російської Федерації переважно розробляються скарновые, штокверковые і жильні родовища. За якістю видобута руда не сильно поступається зарубіжному сировині, але вона все ж має певні особливості, пов'язані зі структурою. У Росії найбільшими виробниками молібдену є дві компанії:

ТОВ «Сорський ГЗК».

ВАТ «Жирекенский ГЗК».

Перераховані підприємства забезпечують до 95 відсотків вітчизняного виробництва металу.

В висновок про роль елемента для людського організму

Молібден виступає в якості важливого речовини, необхідного для нормальної життєдіяльності людей. Він міститься в багатьох органах і кісткової тканини. Добова потреба в хімічному елементі становить в середньому 70-300 мкг. При його дефіциті ці показники збільшуються. Молібден бере участь в обміні речовин, а також у процесі очищення організму від альдегідів, кислот та інших сполук. Він сприяє утилізації заліза, дозволяючи швидко усунути наслідки при різних видах отруєнь. Мікроелемент ефективно очищає організм від отруйних речовин. Проведені дослідження показали, що молібден полегшує болі при артриті та інших захворюваннях, чинить позитивний вплив при наявності астми, зменшує ризик появи ракових пухлин в кишечнику і шлунку. Найбільше речовини міститься в листових овочах, гречці, ячмені, печінці, яйцях, молоці, агрусі і чорній смородині.