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/м³. 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).

Шлифованные заготовки из молибдена

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.