Молибден металл или неметалл

МОЛИБДЕН — универсальный металл

Молибденит люди узнали давно. Только его сходство с галенитом и графитом сыграло плохую шутку. Все три минерала называли одинаково — Molybdaena.

Родом из Швеции

История открытия металла родилась в Швеции. В середине XVIII века шведский химик А.Ф. Кронштедт предположил, что под именем Molybdaena скрываются разные вещества. После серии экспериментов К.В. Шееле (тоже швед) получил «Wasserbleyerde», особую белую землю, и дал ей название молибденовая кислота.

А в 1782 году П.Я. Гьельм (конечно, тоже швед) получил королек из молибденовой кислоты.

Гьельм был счастлив:

«Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом – молибденом!».

Свойства металла

Молибден, Molybdaenum (Mo) — элемент № 42, расположенный в шестой группе 5-го периода таблицы Менделеева. Его относят к переходным металлам.

Некоторые характеристики элемента:

  • плотность 10,2 г/см³;
  • кристаллическая решетка объемноцентрированная, кубическая;
  • температура плавления 2623°C;
  • парамагнитен;
  • твердость по шкале Мооса 4,5.

Химические свойства во многом обусловлены степенями окисления: +2, +3, +4, +5, +6 (последняя самая устойчивая).

С водородом и азотом металл практически не реагирует.

При нормальных условиях молибден не вступает в реакции с газами воздуха. Начинает окисляться при нагреве выше 400°С.

При воздействии восстановителей в слабокислой среде образует молибденовые сини. Эти вещества используют как красители (например, в окраске шелка).

Добыча, месторождения

Молибден — металл редкий. В природе его нахождение в чистом виде исключено.

Известно почти два десятка молибденсодержащих минералов:

Минерал Содержание рудообразующего металла
Молибденит 57-60%
Ферримолибдит 40-60%
Повелит 48%
Вульфенит 27–46%
Зейригит До 24%

Другие содержащие молибден руды (чиллагит, комозит, кехлинит, иордизит и другие) не представляют интереса для промышленного использования.

Значимые месторождения металла принадлежат:

  • США;
  • Чили;
  • Канаде;
  • Казахстану;
  • Перу;
  • Китаю.

Рейтинг добычи молибденовых руд возглавляет Китай, на втором месте с большим отрывом США, на третьем месте Чили.

В Госбалансе запасов полезных ископаемых РФ числятся 34 месторождения молибдена.

Происхождением молибденовые руды из скарновых, грейзеновых, гидротермальных месторождений.

Как получить Molybdaenum

Получение молибдена можно разделить на несколько стадий:

  1. Методом флотации обогащают руду. В результате получают молибденовые концентраты, их три марки.
  2. Производство из концентратов MoO3, т.н. «огарка», из огарка путем возгонки или химической переработки выделяют чистый молибденовый ангидрид. Чистота продукта не менее 99,975%.
  3. Молибденовый порошок с размером зерен 0,5-2 мкм получают восстановлением ангидрида водородом.
Марки молибдена Особенности
МЧ, МЧВП Металл без присадок
МРН Присадок нет, но есть примеси
МК Содержит кремнещелочную присадку
ЦМ Присадка — цирконий и/или титан
МР Сплав с рением
МВ Сплав с вольфрамом

Плюсы и минусы металла

Свойства молибдена диктуют его хорошие и плохие стороны.

Достоинства Недостатки
Высокая удельная прочность Сварные швы очень хрупкие
Высокий модуль упругости Маленькая пластичность при низких температурах
Прекрасная термостойкость Невысокая окалийность
Большая коррозионная устойчивость Упрочнение наклепкой возможно при температуре до 800°С
Низкий коэффициент расширения при нагреве

Применение: от лампочки до ракеты

  • Большую часть продукции из молибдена потребляет радиоэлектроника.
  • Увеличивается использование металла в ракетной технике: для обшивки спускаемых ракет и капсул, в соплах ракетных двигателей, в ракетах на твердом топливе.
  • Молибденовую проволоку используют для производства термопар, ламп накаливания, нагревателей высокотемпературных электропечей.
  • Молибденовые ленты и проволока востребованы в светотехнической промышленности, из них делают электроды для плавки стекла.
  • Распространено применение молибдена и его сплавов в атомной энергетике, в производстве трубопроводов охлаждения, оболочек тепловыделяющих сборок.
  • Больше 2/3 произведенного металла используют в металлургии, как легирующую добавку к стали.
  • Сульфид молибдена — отличная высокотемпературная смазка для деталей, им покрывают пули, его используют при производстве керамических изделий как добавку в глину (для получения синего или красного цветов).

Обработка металла давлением проще, чем аналогичная обработка вольфрама.

Цена на LME

Стоимость тонны молибдена на Лондонской бирже металлов 24000 долларов США.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Молибден

Молибде́н / Molybdaenum (Mo), 42

2,16 (шкала Полинга)

Молибде́н — элемент побочной подгруппы шестой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 42. Обозначается символом Mo (лат. Molybdaenum ). Простое вещество молибден (CAS-номер: 7439-98-7) — переходный металл светло-серого цвета. Главное применение находит в металлургии.

Содержание

История и происхождение названия

Открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле, который, прокаливая молибденовую кислоту, получил МоО3. В металлическом состоянии впервые получен П. Гьельмом в 1782 г. восстановлением оксида углём: он получил молибден, загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый молибден в 1817 году получил Й. Берцелиус.

Название происходит от др.-греч. μόλυβδος , означающего «свинец». Оно дано из-за внешнего сходства молибденита (MoS2), минерала из которого впервые удалось выделить оксид молибдена, со свинцовым блеском (PbS). Вплоть до XVIII в. молибденит не отличали от графита и свинцового блеска, эти минералы носили общее название «молибден».

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 3·10 −4 % по массе. В свободном виде молибден не встречается. В земной коре молибден распространён относительно равномерно. Меньше всего содержат молибдена ультраосновные и карбонатные породы (0,4 — 0,5 г/т). Концентрация молибдена в породах повышается по мере увеличения SiO2. Молибден находится также в морской и речной воде, в золе растений, в углях и нефти. Содержание молибдена в морской воде колеблется от 8,9 до 12,2 мкг/л [2] для разных океанов и акваторий. Общим является то, что воды вблизи берега и верхние слои меньше обогащены молибденом, чем воды на глубине и вдали от берега. Наиболее высокие концентрации молибдена в породах связаны с акцессорными минералами (магнетит, ильменит, сфен), однако основная масса его заключена в полевых шпатах и меньше в кварце. Молибден в породах находится в следующих формах: молибдатной и сульфидной в виде микроскопических и субмикроскопических выделений, изоморфной и рассеянной (в породообразующих минералах). Молибден обладает большим сродством с серой, чем с кислородом, и в рудных телах образуется сульфид четырёхвалентного молибдена — молибденит. Для кристаллизации молибденита наиболее благоприятны восстановительная среда и повышенная кислотность. В поверхностных условиях образуются преимущественно кислородные соединения Мо 6+ . В первичных рудах молибденит встречается в ассоциации с вольфрамитом и висмутином, с минералами меди (медно-порфировые руды), а также с галенитом, сфалеритом и урановой смолкой (в низкотемпературных гидротермальных месторождениях). Хотя молибденит считается устойчивым сульфидом по отношению к кислым и щелочным растворителям, в природных условиях при длительном воздействии воды и кислорода воздуха молибденит окисляется и молибден может интенсивно мигрировать с образованием вторичных минералов. Этим можно объяснить повышенные концентрации молибдена в осадочных отложениях — углистых и кремнисто-углистых сланцах и углях.

Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит MoS2 (60 % Mo), повеллит СаМоО4 (48 % Мо), молибдит Fe(MoO4)3·nH2O (60 % Mo) и вульфенит PbMoO4.

Месторождения

Крупные месторождения молибдена известны в США, Мексике, Чили, Канаде, Австралии, Норвегии, России [3] . Более 7 % от мировых запасов молибдена расположены в Армении [4] , причем 90% из них сосредоточены в Каджаранском медно-молибденовом месторождении.

Генетические группы и промышленные типы месторождений

1. Контактово-метасоматические (скарновые)

А. Высокотемпературные (грейзеновые)

в. кварц-халькопирит-молибденитовые (меднопорфировые руды)

Получение

Промышленное получение молибдена начинается с обогащения руд флотационным методом. Полученный концентрат обжигают до образования оксида МоО3:

который подвергают дополнительной очистке. Далее МоО3 восстанавливают водородом:

Полученные заготовки обрабатывают давлением (ковка, прокатка, протяжка).

Физические свойства

Молибден — светло-серый металл с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe (a = 3,14 Å; z = 2; пространственная группа Im3m), парамагнитен, шкала Мооса определяет его твердость 4.5 баллами [5] . Механические свойства, как и у большинства металлов, определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче). Обладает крайне низким коэффициентом теплового расширения. Молибден является тугоплавким металлом c температурой плавления 2620 °C и температурой кипения — 4639 °C.

Химические свойства

При комнатной температуре на воздухе молибден устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО3. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS2 и термолизом молибдата аммония (NH4)6Mo7O24·4H2O.

Мо образует оксид молибдена (IV) МоО2 и ряд оксидов, промежуточных между МоО3 и МоО2.

С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО3 с F2 получают гексафторид молибдена MoF6, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal4 и MoHal5 (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дийодид молибдена MoI2. Молибден образует оксигалогениды: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 и другие.

При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена MoS2, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe2. Известны карбиды молибдена Mo2C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi2.

Читайте также  Самодельная банная печь из металла своими руками

Особая группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей — сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН=4) суспензии оксида молибдена образуются ярко-синие вещества переменного состава: Мо2О5·Н2О, Мо4О11·Н2О и Мо8О23·8Н2О.

Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН2О· уМоО3 (парамолибдат аммония 3(NH4)2O·7MoO3·zH2O; СаМоО4, Fe2(МоО4)3 — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки [МоО4].

При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO3OH − , затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо7О26 6− , тетра-(мета-) Мо4О13 2− , окта- Мо8О26 4− и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО3 с оксидами металлов.

Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М +1 М +3 (МоО4)2, М +1 5М +3 (МоО4)4. Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K0,26MoO3 и синяя К0,28МоО3. Эти соединения обладают металлической проводимостью и полупроводниковыми свойствами.

Применение

Молибден используется для легирования сталей, как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов. Молибденовая проволока (лента) служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов электрического тока в лампочках. Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы, MoS2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные изотопы изотопные индикаторы.

Молибден — один из немногих легирующих элементов, способных одновременно повысить прочностные, вязкие свойства стали и коррозионную стойкость. Обычно при легировании одновременно с увеличением прочности растет и хрупкость металла. Известны случаи использования молибдена при изготовлении в Японии холодного оружия в XI—XIII вв [6] .

Молибден-99 используется для получения технеция-99, который используется в медицине при диагностике онкологических и некоторых других заболеваний. Общее мировое производство молибдена-99 составляет около 12 000 Кюри в неделю (из расчёта активности на шестой день), стоимость молибдена-99 — 46 млн долларов за 1 грамм (470 долларов за 1 Ки) [7] .

В 2005 году мировые поставки молибдена (в пересчёте на чистый молибден) составили, по данным «Sojitz Alloy Division», 172,2 тыс. тонн (в 2003—144,2 тыс. тонн). Чистый монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трёхокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока.

Молибден применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов и теплоизоляции. Дисилицид молибдена применяется в качестве нагревателей в печах с окислительной атмосферой, работающих до 1800 °С.

Биологическая роль

Физиологическое значение молибдена для организма животных и человека было впервые показано [кем?] в 1953 г, с открытием влияния этого элемента на активность фермента ксантиноксидазы. Молибден промотирует (делает более эффективной) работу антиокислителей, в том числе витамина С. Важный компонент системы тканевого дыхания. Усиливает синтез аминокислот, улучшает накопление азота. Молибден входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты. Молибденоэнзимы катализируют гидроксилирование различных субстратов. Альдегидоксидаза окисляет и нейтрализует различные пиримидины, пурины, птеридины. Ксантиноксидаза катализирует преобразование гипоксантинов в ксантины, а ксантины — в мочевую кислоту. Сульфитоксидаза катализирует преобразование сульфита в сульфат.

Недостаток молибдена в организме сопровождается уменьшением содержания в тканях ксантиноксидазы. При недостатке молибдена страдают анаболические процессы, наблюдается ослабление иммунной системы. Тиомолибдат аммония (растворимая соль молибдена), является антагонистом меди и нарушает ее утилизацию в организме.

Круговорот азота

Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы — фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей).

Микроэлемент

Микроколичества молибдена необходимы для нормального развития организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под ягодные культуры.

Влияет на размножение (у растений).

Стоимость

На 2012 год стоимость молибдена составляет около $32 500 за тонну [8] .

Физиологическое действие

Пыль молибдена и его соединений раздражает дыхательные пути.

Тугоплавкий металл молибден

Молибден относится к классу тугоплавких металлов, что делает его применение уникальным в областях, связанных с высокими температурами. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции.

Основные сведения

История открытия

Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Шееле — получен оксид МоО3. В 1782 г. П. Гьельм впервые получил Mo в металлическом состоянии, но загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый металл в 1817 году был получен шведским химиком Й. Берцелиусом.

Первые попытки использования молибдена в металлургии стали относятся к концу прошлого столетия. Его промышленное производство началось в 1909-1910 гг., когда были обнаружены особые свойства орудийных и броневых сталей, легированных этим металлом, а также была разработана технология получения компактных тугоплавких металлов методом порошковой металлургии.

Свойства молибдена

Молибден, как и вольфрам, в периодической системе элементов Д. И. Менделеева расположен в VI группе, но в 5-м периоде. Наиболее характерно для него шестивалентное состояние, хотя известны соединения, в которых он имеет другие валентности. Порядковый номер 42; атомная масса 95,95; плотность при комнатной температуре 10200 кг/м 3 . Молибден относится к тугоплавким металлам, является переходным элементом. Он плавится при 2620±10°С и кипит примерно при 4800 °С.

Mo и его сплавы отличаются также высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность данного металла ниже, чем у меди, но выше, чем у железа. По механической прочности он несколько уступает вольфраму, но легче поддается обработке давлением.

Физические и механические свойства

Свойство

Значение
Атомный номер

42
Атомная масса

95,94
Параметр элементарной ячейки, нм

0,31470
Атомный диаметр, нм

0,272
Плотность при 20°С, г/cм 3

10,2
Температура плавления, °С

2610
Температура кипения, °С

4612
Теплота плавления, кДж/моль: 28
Теплота испарения, кДж/моль: 590
Молярный объем, см³/моль: 9,4
Удельная теплоемкость, Дж/(г·К)

0,256
Теплопроводность, Вт/(м·К)

142
Коэффициент линейного расширения, 10 -6 К -1

4,9
Электросопротивление, мкОм·см

5,70
Модуль Юнга, ГПа

336,3
Модуль сдвига, ГПа

122
Коэффициент Пуассона

0,30
Твердость, НВ 125
Цвет искры Короткий желтый прерывистый пучок искр
Группа металлов Тугоплавкий металл

Химические свойства

Свойство

Значение
Ковалентный радиус:

130 пм
Радиус иона:

(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность (по Полингу):

2,16
Электродный потенциал:

0
Степени окисления:

6, 5, 4, 3, 2

Марки молибдена и сплавов

Достоинства / недостатки

    Достоинства:
  • имеет высокую точку плавления, а следовательно — жаропрочность;
  • т.к. плотность данного металла (10200 кг/м 3 ) почти в два раза меньше плотности вольфрама (19300 кг/м 3 ), то сплавы на основе молибдена обладают значительно большей удельной прочностью (при температурах ниже 1370 °С);
  • имеет высокий модуль упругости;
  • малый температурный коэффициент расширения;
  • обладает хорошей термостойкостью;
  • малое сечение захвата тепловых нейтронов;
  • для молибдена характерна высокая коррозионная стойкость. Данный металл устойчив в большей части щелочных растворов, а также в серной, соляной и плавиковой кислотах при разных температурах и концентрациях.
    Недостатки:
  • обладает небольшой окалийностью;
  • высокая хрупкость сварных швов;
  • малая пластичность при низких температурах;
  • упрочнение нагартовкой можно использовать лишь до 700-800 °С, при более высоких температурах происходит разупрочнение из-за возврата.

Области применения молибдена

Молибден и его сплавы относятся к тугоплавким материалам. Для изготовления обшивки головных частей ракет и самолетов тугоплавкие металлы и сплавы на их основе используют в двух вариантах. В одном из вариантов эти металлы служат лишь тепловыми экранами, которые отделены от основного конструкцнонного материала теплоизоляцией. Во втором случае тугоплавкие металлы и их сплавы служат основным конструкционным материалом. Молибден занимает второе место после вольфрама и его сплавов по прочностным свойствам. Однако, по удельной прочности при температурах ниже 1350-1450°С Mo и его сплавы занимают первое место. Таким образом, наибольшее распространение для изготовлеиия обшивки и элементов каркаса ракет и сверхзвуковых самолетов получают молибден и ниобий и их сплавы, обладающие большей удельной прочностью до 1370°С по сравненню с танталом, вольфрамом и сплавами на их основе.

Из Mo изготовляют сотовые панели космических летательных аппаратов, теплообменники, оболочки возвращающихся на землю ракет и капсул, тепловые экраны, обшивку кромок крыльев и стабилизаторы в сверхзвуковых самолетах. В очень тяжелых условиях работают некоторые детали прямоточных ракетных и турбореактивных двигателей (лопатки турбин, хвостовые юбки, заслонки форсунок, сопла ракетных двигателей, поверхности управления в ракетах с твердым топливом). При этом от материала требуется не только высокое сопротивление окислению и газовой эрозии, но и высокая длительная прочность и сопротивление удару. При температурах ниже 1370°С для изготовления данных деталей используют молибден и его сплавы.

Молибден — перспективный материал для оборудования, работающего в среде серной, соляной и фосфорной кислот. В связи с высокой стойкостью данного металла в расплавленном стекле его широко используют в стекольной промышленности, в частности для изготовления электродов для плавки стекла. В настоящее время из молибденовых сплавов изготавливают прессформы и стержни машин для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных сплавов. Высокая прочность и твердость таких материалов при повышенных температурах обусловили их применение в качестве инструмента при горячей обработке сталей и сплавов давлением (оправки прошивных станов, матрицы, прессштемпели).

Молибден существенно улучшает свойства сталей. Присадка Mo значительно повышает их прокаливаемость. Небольшие добавки Mo (0,15-0,8 %) в конструкционные стали настолько увеличивают их прочность, вязкость и коррозионную стойкость, что они используются при изготовлении самых ответственных деталей и изделий. Для повышения твердости молибден вводят в сплавы кобальта и хрома (стеллиты), которые применяют для наплавки кромок деталей из обычной стали, работающих на износ (истирание).Также он входит в состав ряда кислотоупорных и жаростойких сплавов на основе никеля, кобальта и хрома.

Еще одной областью применения является производство нагревательных элементов электропечей, работающих в атмосфере водорода при температурах до 1600°С. Также молибден широко используется в радиоэлектронной промышленности и рентгенотехнике для изготовления различных деталей электронных ламп, рентгеновских трубок и других вакуумных приборов.

Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Также данный металл как микродобавка входит в состав удобрений. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы. МоSi2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Чистый монокристаллический Mo используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трехокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока. Дисульфид MoS2 и диселенид МоSе2 молибдена используют в качестве смазки трущихся деталей, работающих при температурах от -45 до +400°С. В лакокрасочной и легкой промышленности для изготовления красок и лаков и для окраски тканей и мехов в качестве пигментов применяют ряд химических соединений Mo.

Продукция из молибдена

Промышленностью выпускается большое разнообразие продукции. Наиболее распространены молибденовая проволока, прутки из молибдена, молибденовый порошок, штабик, лист.

Молибденовые прутки, а также проволока и лента применяются для изготовления нагревателей высокотемпературных электрических печей. Помимо этого прутки используются для изготовления вводов электровакуумных приборов. Проволока нашла применение при производстве высокотемпературных термопар, ламп накаливания, приемно-усилительных и генераторных ламп, рентгеновских трубок. Листы применяются в качестве конструкционного материала для производства изделий авиационной и космической отраслей. Молибденовый порошок выступает в качестве легирующей добавки к различным сталям и сплавам. Также он является исходным сырьем для получения компактного молибдена.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Что такое Молибден: свойства металла, температура плавления, где добывают

Химический элемент молибден нет возможности получить из недр земли без примесей. В настоящее время зафиксировано порядка 20 минералов, в составе которых присутствует данный компонент. Вещество обладает характерным металлическим блеском, имеет серый цвет. Нередко также на бытовом уровне возникает вопрос, Молибден – это металл или неметалл.

Молибден – что это

Металл Молибден относят к категории металлов, обозначенных как тугоплавкие. «Mo» условное обозначение молибдена в таблице Менделеева, где он занимает 42 место. Название в буквальном переводе с древне-греческого расшифровывается как «свинец», что объясняется внешним сходством данных материалов.

Открыт данный элемент в 1778 году шведом К. Шееле в процессе прокаливания небольшого количества молибденовой кислоты. Продуктом этого эксперимента был MoO3. В чистом виде стал продуктом восстановления оксида при помощи водорода. Произошло это открытие в 1817 году, т принадлежит оно Й. Берцелиусу.

Объем молибдена составляет около 0,00011% общей массы земли, что позволяет отнести его к редкоземельным металлам. Для чистого металла характерен серый цвет со интересным стальным отливом, в диспергированном виде материал приобретает черно-серый оттенок.

Свойства молибдена

Плотность металла в обычных условиях составляет 10200 кг/м 3 . Вещество относят к переходным элементам. Температура плавления молибдена определена в пределах 2620±10°С, а закипает он примерно при 4800 °С.

Основные физические свойства:

  • жаропрочность;
  • устойчивость к коррозии и механическим нагрузкам;
  • склонность к быстрому окислению.

Металл, как и сплавы с его включением, имеют высокий показатель упругости, отличную температурную стойкость, небольшой коэффициент линейного расширения при термическом воздействии. Показатель электропроводности выше, чем у железа, но ниже меди. По степени механической устойчивости молибден идет следом за вольфрамом, что упрощает его обработку давлением. При необходимости точения для обработки используют стандартный инструмент.

Применению чистого молибдена мешает склонность к быстрому окислению. При повышении температуры рабочей среды выше 700 градусов по Цельсию металл утрачивает прочность. Учитывая эти недостатки, его чаще применяют в качестве добавки для сплавов, подвергают легированию, или наносят на него защитное покрытие.

Металл находится в устойчивом состоянии в обычных условиях. При технологическом нагреве до 400 градусов включается реакция окисления. При нагреве до 600 градусов металл окисляется, трансформируясь в триоксид.

Способность молибдена растворяться в щелочах и кислотах при термическом воздействии способствует очищению металла и выработке разных соединений.

Удельный вес колеблется от 9,0 до 10,2 кг/м3.

Добыча

Молибденовые руды, в составе которых присутствует данный элемент, делят на:

  • молибденовые;
  • медно-молибденовые;
  • вольфрам-молибденовые.

Исходя из глубины залегания, специалисты подбирают методы из извлечения.

  • Закрытый способ применяют при работе на глубине свыше 500 метров. Это весьма затратная технология, требующая применения сложных установок и пробивания проходов в шахтах.
  • При менее глубоком размещении руд происходит разработка карьеров. Открытый метод предполагает вскрытие рудоносного слоя путем взрывов или бурения. Карьер может иметь несколько ступенчатых террас, с которых и забирают руду на переработку.

Мировым лидером по добыче и производству металла является Китай, на долю которого приходится около 37% общего объема.

Как получают молибден

Говоря о том, где содержится, и о производстве молибдена, необходимо в первую очередь упомянуть молибденит. Он служит главным источником этого металла, обеспечивая 99% промышленного спроса. Кроме того, он хорошо поддается флотации, а это основная технология обогащения молибденовых руд. Минерал подвергают измельчению, а затем воздействуют поученное сырьё маслами и воздухом.

В результате сперва получают сульфиды, а на втором этапе молибденит с подавлением сульфидов меди и железа (с воздействием щелочной среды и натриевых соединений). Цикличность обработки дает на выходе высокую (в пределах 90%) концентрацию.

При обжиге концентраты нагревают в печах до 600-650 градусов, избегая плавления и перегрева. На выходе это позволяет получить молибдаты вместе с примесями в виде сульфатов и окислов.

Однако не минералы, имеющие в своем составе молибден, подвержены флотации. Для их переработки существуют иные технологии. Чаще всего эффективен обжиг с возгонкой, включающий в себя две ступени.

  • Руду в течение 1-2 часов нагревают до 500-600 градусов.
  • Затем температуру рабочей среды повышают до 1000-1100 градусов на период от 2 до 4 часов.

В рабочую печь поступает воздух, возгоны улавливают.

Применение молибдена

Эксплуатационные характеристики металла обусловили его использование в целом ряде различных отраслей. Многие марки легированных и инструментальных сталей имеют в своем составе молибден. Такая добавка существенно позволяет лучше прокалить материал, положительно влияет на вязкость, устойчивость к коррозионным изменениям. Сплавы используют в конструкциях, предназначенных для большой нагрузки. Это прессы, штампы, оборудование энергетической отрасли, быстрорежущий инструмент. Примечательно, что молибден обнаружен в холодном оружии, изготовленном в Японии в XI—XIII веках.

Востребован металл для изготовления нагревательных элементов для водородных печей, температура в которых достигает 1600 градусов, а также в медицинской технике и радиоэлектронике (для вакуумных устройств, рентгеновских приборов, рабочих элементов ламп электронного типа).

Перечисляя, что делают из молибдена, необходимо отметить отдельные элементы прямоточных реактивных двигателей, стабилизаторы и обшивку кромки крыла для современных самолетов, защитные экраны, панели сотового типа, оболочки для космической техники.

  • Из молибдена делают части оборудования для стекольного производства, детали для работы в кислотной среде.
  • Различные соединения металла служат красителями, ускорителями различных химических процессов, составляющими глазурей. Колеры с добавлением молибдена превосходят аналоги по целому ряду показателей. Их используют для окрашивания полимеров, кожи, пластмасс, керамики, текстиля и других материалов.
  • Молибденовая жидкость применяется в химических процессах. Добавка элемента в моторное масло положительно сказывается на работе двигателя, и сокращает его износ.
  • Ювелирное дело предполагает применение этого металла в качестве припоя. Внутри электрических ламп накаливания часто имеются элементы из молибдена.
  • В промышленном производстве молибден выпускают в виде проволоки, листа, прутка, штабика или сухого порошка. Порошок добавляют в различные сплав, а также применяют как исходное сырьё для выработки компактного молибдена.

Примечательно, что молибден оказывает стимулирующее влияние на процесс азотного обмена в живой природе. На основании этого свойства металл был внесен в состав некоторых микроудобрений. Сухим порошком обрабатывают перед посевом семена различных культур, молибденово-кислый аммоний и другие смеси в жидком виде вносят в грунт с целью увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Молибден (Mo, Molybdenum)

История молибдена

История открытия молибдена началась в 1778 году, когда химик из Швеции Карл Шееле получил минеральный молибденит в результате прокаливания молибденовой кислоты (calorizator). Через несколько лет, в 1781 году П.Гьельм получил молибден в виде металла, чистый же молибден был получен только в 1817 году Й. Берцелиусом.

По причине схожести внешнего вида минерального молибдена со свинцовым блеском, сначала их называли одинаково – от древнегреческого μόλυβδος, что означает свинец.

Общая характеристика молибдена

Молибден является элементом VI группы V периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 42 и атомную массу 95,94. Принятое обозначение – Mo (от латинского Molybdaenum).

Нахождение в природе

Молибден в свободном виде в природе не распространён. Имеется в виде нескольких десятков известных минералов в земной коре, морской и речной воде, в нефти, углях, мизерное количество в воздухе. Основные месторождения молибдена находятся на территории США, Мексики, Чили, Канаде, России и Армении.

Физические и химические свойства

Молибден является переходным мягким металлом светло-серого цвета с характерным металлическим блеском. Устойчив во время нахождения на воздухе при комнатной температуре, процесс окисления начинается при температуре выше 400˚с.

Суточная потребность в молибдене

Суточная потребность в молибдене меняется в зависимости от возраста, на неё влияют также физическая нагрузка и масса тела. Норма для детей с рождения и до 10-летнего возраста составляет 15-150 мкг в день, для взрослых – 75-250 мкг, после 70-ти лет потребность в молибдене снижается и не должна превышать 200 мкг в сутки. Обычно необходимое количество данного микроэлемента человек получает с пищей, поэтому дополнительный приём не требуется.

Полезные свойства молибдена и его влияние на организм

Молибден важен для:

  • Стимулирования деятельности ферментов, обеспечивающих синтез кислот и дыхание тканей;
  • Поддержания здорового состояния зубов;
  • Улучшения качественного состава крови, увеличения уровня гемоглобина крови;
  • Регулирования обменных процессов;
  • Выведения мочевой кислоты, предотвращения возникновения подагры;
  • Профилактики импотенции и других расстройств мужской половой сферы;
  • Участия в синтезе витаминов А, В1, В2, Е, РР
  • Профилактики диабета.

Взаимодействие с другими

Молибден является важной частью фермента, отвечающего за утилизацию железа. При избытке молибдена нарушается утилизация меди и синтез витамина В12.

Продукты питания богатые молибденом

Главными поставщиками молибдена в организм человека являются зелёные листовые овощи (салат, шпинат, капуста, щавель), злаки, крупы (овсянка, пшено, гречка, ячневая) и бобовые (горох, фасоль, кукуруза, чечевица). Присутствует молибден в говяжьей печени, индейке, рыбе, моркови, орехах и ягодах.

Применение молибдена в жизни

Основное применение молибдена – металлургическая промышленность, также используется при производстве ламп накаливания.

Признаки избытка молибдена

Чрезмерное количество молибдена случается у работников металлургической сферы промышленности, проявляется так называемой молибденовой подагрой, которая обусловлена повышением мочевой кислоты в крови.

Признаки нехватки молибдена

Недостаточное количество молибдена (дефицит) встречается крайне редко, как правило, в регионах, где в почвах не хватает минерала или у людей со скудным рационом питания. Признаками нехватки молибдена являются: замедление роста, выпадение волос, возникновение отёков, дряблость кожи и мышц, дерматиты и грибковые поражения кожных покровов.

Молибден

Mo 42
95,94
[Kr]4d 5 5s 1
Молибден

Молибден — элемент побочной подгруппы шестой группы пятого периода периодической системы химических элементов, атомный номер 42. Обозначается символом Mo (лат. Molybdenum). Простое вещество молибден (CAS-номер: 7439-98-7) — переходный металл светло-серого цвета. Главное применение находит в металлургии.

История и происхождение названия

Открыт в 1778 г. шведским химиком Карлом Шееле, который прокаливая молибденовую кислоту, получил оксид МоО3. В металлическом состоянии впервые получен П. Гьельмом в 1782 г. восстановлением оксида углём: он получил молибден, загрязненный углеродом и карбидом молибдена. Чистый молибден в 1817 году получил Й. Берцелиус.

Название происходит от греч. μολυβδος , означающего «свинец». Оно дано из-за внешнего сходства молибденита (MoS2), минерала из которого впервые удалось выделить оксид молибдена, со свинцовым блеском (PbS). Вплоть до XVIII в. молибденит не отличали от графита и свинцового блеска, эти минералы носили общее название «молибден».

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 3·10 -4 % по массе. В свободном виде молибден не встречается. Известно около 20 минералов молибдена. Важнейшие из них: молибденит MoS2, повеллит СаМоО4, молибдит Fe(MoO4)3·nH2O и вульфенит PbMoO4.

Получение

Промышленное получение молибдена начинается с обогащения руд флотационным методом. Полученный концентрат обжигают до образования оксида МоО3:
2MoS2 + 7O2 → 2MoO3 + 4SO2, который подвергают дополнительной очистке. Далее МоО3 восстанавливают водородом. Полученные заготовки обрабатывают давлением (ковка, прокатка, протяжка).

Физические свойства

Молибден — светло-серый металл с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe (a = 3,14 Å; z = 2; пространственная группа Im3m), парамагнитен. Механические свойства, как и у большинства металлов, определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче). Обладает крайне низким коэффициентом теплового расширения.

Химические свойства

При комнатной температуре на воздухе Mo устойчив. Начинает окисляться при 400 °C. Выше 600 °C быстро окисляется до триоксида МоО3. Этот оксид получают также окислением дисульфида молибдена MoS2 и термолизом молибдата аммония (NH4)6Mo7O24·4H2O.

Мо образует оксид молибдена (IV) МоО2 и ряд оксидов, промежуточных между МоО3 и МоО2.

С галогенами Mo образует ряд соединений в разных степенях окисления. При взаимодействии порошка молибдена или МоО3 с F2 получают гексафторид молибдена MoF6, бесцветную легкокипящую жидкость. Mo (+4 и +5) образует твердые галогениды MoHal4 и MoHal5 (Hal = F, Cl, Br). С иодом известен только дийодид молибдена MoI2. Молибден образует оксигалогениды: MoOF4, MoOCl4, MoO2F2, MoO2Cl2, MoO2Br2, MoOBr3 и другие.

При нагревании молибдена с серой образуется дисульфид молибдена MoS2, с селеном — диселенид молибдена состава MoSe2. Известны карбиды молибдена Mo2C и MoC — кристаллические высокоплавкие вещества и силицид молибдена MoSi2.

Особая группа соединений молибдена — молибденовые сини. При действии восстановителей — сернистого газа, цинковой пыли, алюминия или других на слабокислые (рН=4) суспензии оксида молибдена образуются ярко-синие вещества переменного состава: Мо2О5·Н2О, Мо4О11·Н2О и Мо8О23·8Н2О.

Mo образует молибдаты, соли не выделенных в свободном состоянии слабых молибденовых кислот, хН2О· уМоО3 (парамолибдат аммония 3(NH4)2O·7MoO3·zH2O; СаМоО4, Fe2(МоО4)3 — встречаются в природе). Молибдаты металлов I и III групп содержат тетраэдрические группировки [МоО4].

При подкислении водных растворов нормальных молибдатов образуются ионы MoO3OH – , затем ионы полимолибдатов: гепта-, (пара-) Мо7О26 6- , тетра-(мета-) Мо4О13 2- , окта- Мо8О26 4- и другие. Безводные полимолибдаты синтезируют спеканием МоО3 с оксидами металлов.

Существуют двойные молибдаты, в состав которых входят сразу два катиона, например, М +1 М +3 (МоО4)2, М +1 5М +3 (МоО4)4. Оксидные соединения, содержащие молибден в низших степенях окисления — молибденовые бронзы, например, красная K0,26MoO3 и синяя К0,28МоО3. Эти соединения обладают металлической проводимостью и полупроводниковыми свойствами.

Применение

Молибден используется для легирования сталей, как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов. Молибденовая проволока (лента) служит для изготовления высокотемпературных печей, вводов электрического тока в лампочках. Соединения молибдена — сульфид, оксиды, молибдаты — являются катализаторами химических реакций, пигментами красителей, компонентами глазурей. Гексафторид молибдена применяется при нанесении металлического Mo на различные материалы, MoS2 используется как твердая высокотемпературная смазка. Mo входит в состав микроудобрений. Радиоактивные изотопы 93 Mo (T1/2 6,95ч) и 99 Mo (T1/2 66ч) — изотопные индикаторы.

Молибден — один из немногих легирующих элементов, способных одновременно повысить прочностные и вязкие свойства стали. Обычно при легировании одновременно с увеличением прочности растет и хрупкость металла. Известны случаи использования молибдена при изготовлении в Японии холодного оружия в XI — XIII вв.

В 2005 мировые поставки молибдена (в пересчёте на чистый молибден) составили, по данным «Sojitz Alloy Division», 172,2 тыс. тонн (в 2003 — 144,2 тыс. тонн). Чистый монокристаллический молибден используется для производства зеркал для мощных газодинамических лазеров. Теллурид молибдена является очень хорошим термоэлектрическим материалом для производства термоэлектрогенераторов (термо-э.д.с 780 мкВ/К). Трёхокись молибдена (молибденовый ангидрид) широко применяется в качестве положительного электрода в литиевых источниках тока.

Биологическая роль

Круговорот азота

Молибден входит в состав активного центра нитрогеназы — фермента для связывания атмосферного азота (распространён у бактерий и архей).

Микроэлемент

Микроколичества Mo необходимы для нормального развития организмов, используется в составе микроэлементной подкормки, в частности, под ягодные культуры.

Влияет на размножение (у растений).

Токсикология

Пыль молибдена и его соединений раздражает дыхательные пути.