Η πυκνότητα του μολυβδαινίου, οι φυσικές και μηχανικές του ιδιότητες, οι ενώσεις, η εφαρμογή

Το όνομά του είναι υποχρεωμένος να μέταλλο δισουλφιδίου μολυβδαίνιο, το μολυβδαίνιο εξωτερική ομοιότητα με το μετάλλευμα μολύβδου - γαληνίτη (το ελληνικό όνομα του μολύβδου - molybdos).

Ιστορικό ανακάλυψης στοιχείου

Κατά τον Μεσαίωνα στην Ευρώπη το μολυβδαίνιο ονομαζόταν τρεις διαφορετικές συνθέσεις, αλλά σχεδόν παρόμοιες ως προς το χρώμα και τη δομή του ορυκτού - γαληνίου (Pbs), του μολυβδενίτη (MoS₂) και γραφίτη (C). Παρεμπιπτόντως, το ορυκτό "λάμψη μολυβδαινίου" (άλλο όνομα για μολυβδαίνιο) χρησιμοποιήθηκε ως μόλυβδος για μολύβια που άφησαν ένα πρασινωπό γκρίζο ίχνος στο φύλλο.

Πατρίδα από μεταλλικό μολυβδαίνιο, 42 στοιχείαπεριοδικό σύστημα του Mendeleyev, θεωρείται Σουηδία. Το 1758, ένας χημικός και ορυκτολόγος από τη χώρα αυτή, ο ανακαλύπτης του νικελίου Axel Kronstedt πρότεινε ότι τα παραπάνω ορυκτά είναι εντελώς διαφορετικής φύσης. Δύο δεκαετίες αργότερα, ο συμπατριώτης χημικός του Choping Karl Scheele έλαβε μολυβδικό οξύ ως λευκό ίζημα ("άσπρη γη"), που βράζει μολυβδαινίτη σε πυκνό νιτρικό οξύ. Ο επιστήμονας κατανόησε διαισθητικά ότι εάν το οξύ του μολυβδενίου είναι πυρωμένο με άνθρακα, τότε είναι δυνατόν να απομονωθεί το μέταλλο. Χωρίς κατάλληλο κλίβανο, έστειλε δείγματα στον Peter Guelma, ο οποίος το 1782 διέθεσε ένα νέο μέταλλο με μεγάλη ποσότητα ακαθαρσιών καρβιδίου. Οι συνάδελφοι ονόμασαν το στοιχείο "μολυβδαίνιο" (ο τύπος στον περιοδικό πίνακα είναι Mo).

Το συγκριτικά καθαρό μέταλλο παραλήφθηκε μόλις το 1817 από τον Πρόεδρο της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών Jens Berzelius.

Χαρακτηριστικά μιας απλής ουσίας

Η μέθοδος παρασκευής έχει μεγάλη επιρροήφυσικές ιδιότητες του μολυβδαινίου και την εμφάνισή του. Σκόνες μετάλλων, προμορφώματα και μπλοκ πριν από τη σύντηξη - σκούρο γκρι χρώμα. Η παλέτα μετατράπηκε πιο κορεσμένη - από σχεδόν μαύρη έως ελαφριά ασημένια. Η πυκνότητα του μολυβδαινίου είναι 10,28 t / m³. Το μέταλλο τήκεται σε θερμοκρασία 2623 ° C και σε θερμοκρασία4639 ° C - βράζει. Το απολύτως καθαρό μολυβδαίνιο έχει αξιοσημείωτη ολκιμότητα και ολκιμότητα, γεγονός που εγγυάται εύκολη κύλιση και σφράγιση. Ένα τεμάχιο εργασίας με διάμετρο έως 12 mm μπορεί να κόβεται χαλαρά ή να τυλίγεται σε λεπτό φύλλο, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Το μέταλλο έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η παρουσία ακαθαρσιών αυξάνει τη σκληρότητα και την ευθραυστότητα και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις μηχανικές ιδιότητες του μολυβδαινίου.

Οι σημαντικότερες ενώσεις

Στη σύνθεση σύνθετων ουσιών, το στοιχείο παρουσιάζειδιαφορετικοί βαθμοί οξείδωσης από +2 σε υψηλότερο (οι τελευταίες ενώσεις είναι πιο σταθερές), που καθορίζει τις χημικές ιδιότητες του μολυβδαινίου. Για αυτό το μέταλλο, ενώσεις με οξυγόνο και αλογόνα (MoO₃, MoCI5) και μολυβδαινικά άλατα (άλατα μολυβδικού οξέος). Οι αντιδράσεις οξειδώσεως είναι δυνατές μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες (από 600 ° C). Μια περαιτέρω αύξηση θα προκαλέσει αλληλεπίδραση του μολυβδαινίου με άνθρακα, φωσφόρο, θείο. Διαλύεται καλά σε νιτρικό ή θερμό θειικό οξύ.

Φωσφόρος, αρσενικό, βόριο και πυρίτιοοξέα σχηματίζουν πολύπλοκες ενώσεις με μολυβδαίνιο. Το πιο γνωστό και ευρέως κατανεμημένο άλας είναι το φωσφομολυβδαινικό αμμώνιο. Οι ουσίες που περιέχουν μολυβδαίνιο διακρίνονται από μια ευρεία παλέτα χρωμάτων και διάφορες αποχρώσεις.

Τεχνολογία εμπλουτισμού μεταλλευμάτων μολυβδαινίου

Η βιομηχανική παραγωγή απόλυτα καθαρού μολυβδαινίου κατέκτησε μόνο το XX αιώνα. Η χημική επεξεργασία του μετάλλων μολυβδαινίου προηγείται από τον εμπλουτισμό του: μετά τη σύνθλιψη σε θραυστήρες και μύλους σφαιρών, η κύρια μέθοδος είναι πέντε ή έξι φορές επίπλευση. Ως αποτέλεσμα, επιτυγχάνεται υψηλή συγκέντρωση (μέχρι 95%) δισουλφιδίου του μολυβδενίου στην τροφοδοσία.

Το επόμενο και σημαντικότερο στάδιο είναι το ψήσιμο. Εδώ, αφαιρούνται ανεπιθύμητες ακαθαρσίες ύδατος, θείου, υπολείμματα αντιδραστηρίων επίπλευσης και διθειούχου μολυβδενίου για να οξειδώνονται προς τριοξείδιο. Ο περαιτέρω καθαρισμός είναι δυνατός με διάφορους τρόπους, αλλά οι πιο δημοφιλείς είναι οι εξής:

• αμμωνίας, στην οποία οι ενώσεις του μολυβδενίου διαλύονται πλήρως και αφαιρούνται οι ακαθαρσίες.
• υποβρύχνοντας σε θερμοκρασία από 900 έως 1100 ˚С. Το αποτέλεσμα είναι συγκέντρωση MoO₃ αυξάνεται σε 90-95%.

Βιομηχανική παραγωγή μεταλλικού μολυβδαινίου

Εκροές μέσω καθαρού τριοξειδίου του μολυβδενίουυδρογόνο (σε εργαστήρια για την ανάκτηση συχνά χρησιμοποιούν άνθρακα ή αέρια που περιέχουν άνθρακα, αλουμίνιο, πυρίτιο) λαμβάνουν κονιοποιημένο μέταλλο. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε ειδικούς σωληνωτούς κλιβάνους με σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας από 500 έως 1000 ° C.

Η τεχνολογική αλυσίδα παραγωγής συμπαγούς μεταλλικού μολυβδαινίου περιλαμβάνει:

• Πατώντας. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε χαλύβδινα καλούπια υπό πίεση μέχρι 300 MPa. Το συνδετικό συστατικό είναι ένα αλκοολικό διάλυμα γλυκερίνης. Η μέγιστη διατομή των ακατέργαστων τεμαχίων (στοίβες) δεν υπερβαίνει τα 16 cm², και το μήκος είναι 600 cm. Για μεγαλύτερες, χρησιμοποιήστε καλουπιών από καουτσούκ ή πολυμερές. Η πίεση πραγματοποιείται στους θαλάμους εργασίας, όπου το υγρό αντλείται υπό υψηλή πίεση.
• Συγκόλληση. Εμφανίζεται σε δύο στάδια. Το πρώτο είναι ένα χαμηλής θερμοκρασίας, που διαρκεί 30-180 λεπτά (ανάλογα με το μέγεθος του τσιμέντου), που διεξάγεται σε φούρνους με μύγα σε ατμόσφαιρα υδρογόνου σε θερμοκρασία 1200 ° C. Στο δεύτερο στάδιο (συγκόλληση), το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται σε θερμοκρασία κοντά στο σημείο τήξης (2400-2500 ° C). Ως αποτέλεσμα, το πορώδες μειώνεται και η πυκνότητα μολυβδαινίου αυξάνεται.

Μεγάλες κύλινδροι βάρους έως 3 τόνους συσσωματώνονται σε επαγωγικές, ηλεκτροσκοπικές ή τόξου. Η διαδικασία ολοκληρώνεται με μηχανική κατεργασία των συντηγμένων προϊόντων.

Οι πλουσιότερες καταθέσεις

Το μολυβδαίνιο είναι ένα αρκετά σπάνιο στοιχείο στο επίγειοτου φλοιού και στο σύμπαν στο σύνολό του. Από τις δύο δωδεκάδες ορυκτά που υπάρχουν στη φύση, μόνο μολυβδαίνιο (MoS₂).Οι πόροι του δεν είναι άπειροι και έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες για την εξαγωγή του μετάλλου από τους ευγενείς, μολυβδαινικά. Ανάλογα με την ανόργανη σύνθεση και το σχήμα των σωμάτων μετάλλων, οι καταθέσεις χωρίζονται σε φλέβα, διάχυτη φλέβα και σκάρνα.

Τα διερευνηθέντα αποθέματα του στοιχείου του κόσμουείναι 19 εκατομμύρια τόνοι, ενώ σχεδόν οι μισοί προέρχονται από την Κίνα. Η μεγαλύτερη απόθεση μολυβδαινίου από το 1924 είναι το ορυχείο Klimax (ΗΠΑ, Κολοράντο) με μέσο περιεχόμενο μέχρι 0,4%. Συχνά η εξαγωγή μεταλλευμάτων μολυβδενίου εκτελείται ταυτόχρονα με την εκχύλιση χαλκού και βολφραμίου.

Στη Ρωσία, τα αποθέματα μολυβδαινίου είναι 360 χιλιάδες τόνοι. Από τις 10 εξεταζόμενες καταθέσεις, μόνο 7 έχουν αναπτυχθεί βιομηχανικά:

• Σοσκ και Αγκασκίρ (Χακασιά);
• Bugdain και Zhireken (Ανατολική Transbaikalia)?
• Orekitkanskoe (Buryatia);
• Labash (Καρελία);
• Tyrnyauz (Βόρειος Καύκασος).

Η εκχύλιση πραγματοποιείται με ανοικτό και κλειστό τρόπο.

Το μυστήριο των σαμουράι σπαθιών

Για αρκετούς αιώνες, Ευρωπαίουςοπλοποιοί και οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί με το μυστήριο του αρχαίου σοβαρότητα και τη δύναμη των ιαπωνικών σπαθιών αρχές της δεύτερης χιλιετίας, ανεπιτυχώς προσπαθούν να κάνουν το ίδιο υψηλής ποιότητας κρύο χάλυβα. Μόνο στο τέλος ΧΙΧ αιώνα, έχοντας ανακαλύψει σε ιαπωνικές ακαθαρσίες χάλυβα μολυβδαίνιο, ήταν δυνατόν να λύσει αυτό το αίνιγμα.

Για πρώτη φορά η βιομηχανική εφαρμογή του μολυβδαινίου ως προσθετικού κράματος για τη βελτίωση της ποιότητας του χάλυβα (δίνοντάς του σκληρότητα και σκληρότητα) κατέκτησε το 1891 η εταιρεία Schneider & Co από τη Γαλλία.

Ένα ουσιαστικό ερέθισμα για την ανάπτυξη του μολυβδαινίουη μεταλλουργία ήταν ο Πρώτος Παγκόσμιος Πόλεμος. Είναι σημαντικό το γεγονός ότι το πάχος της μετωπικής πανοπλίας Αγγλικά-Γαλλικά δεξαμενές, εύκολα τρυπιέται γερμανικά κελύφη του ιδίου διαμετρήματος, ήταν δυνατό να μειωθεί από 75 mm έως 25 mm, προσθέτοντας στο πλάκες θωράκισης χάλυβα 1,5-2% μολυβδαίνιο. Ταυτόχρονα, η ισχύς του μηχανήματος έχει αυξηθεί σημαντικά.

Εφαρμογή μολυβδαινίου

Περισσότερο από το 80% όλων των χρησιμοποιούμενων στη βιομηχανίατο μολυβδαίνιο αντιπροσωπεύει τη σιδηρούχα μεταλλουργία. Χωρίς αυτό, είναι αδιανόητο να παράγουμε ανθεκτικό στη θερμότητα χυτοσίδηρο, δομικά και εργαλεία χάλυβα. Ένα μέρος κατά βάρος του στοιχείου βελτιώνει την ποιότητα του χάλυβα ισοδύναμη με δύο μέρη κατά βάρος βολφραμίου. Δεδομένου ότι η πυκνότητα του μολυβδαινίου είναι το ήμισυ, τα κράματά του είναι πολύ ανώτερης ποιότητας από το βολφράμιο σε θερμοκρασίες λειτουργίας κάτω από 1370 ° C. Οι χάλυβες μολυβδαινίου είναι καλύτερα κατάλληλοι για την κοκκοποίηση.

Το μολυβδαίνιο είναι σε ζήτηση στο ραδιόφωνο,χημικές βιομηχανίες και βιομηχανίες χρωμάτων και βερνικιών. Στη μηχανολογία χρησιμοποιείται ως ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό. Στη γεωργία αδύναμη λύσεις στοιχείο ενώσεις βελτιώνει σημαντικά την πεπτικότητα των θρεπτικών ουσιών από τα φυτά. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι υψηλές δόσεις του μολυβδαινίου έχει τοξική επίδραση στους ζώντες οργανισμούς και λαχανικών, έχει αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.

Βιολογική σημασία

Στη διατροφή των ανθρώπων και των ζώων μολυβδαίνιο -ένα από τα πιο σημαντικά μικροθρεπτικά συστατικά. Με τη μορφή της ενεργής βιολογικής μορφής - συνένζυμο μολυβδαίνιο - (Moco) είναι απαραίτητο για την εφαρμογή σε ζωντανούς ιστούς καταβολικών διεργασιών.

Πολύ ελπιδοφόρα είναι η έρευνα στοτην περιοχή της αντικαρκινικής δραστηριότητας του μολυβδαινίου. Η υψηλή συχνότητα εμφάνισης καρκίνου του πεπτικού σωλήνα μεταξύ του πληθυσμού της επαρχίας Lin Xian (Επαρχία Honan, ΛΔΚ) μειώθηκε σημαντικά μετά από ανόργανα λιπάσματα εδάφους που περιέχουν μολυβδαίνιο.

Σε σπάνιες περιπτώσεις ανεπάρκειας ενός στοιχείου στον άνθρωποο οργανισμός μπορεί να αναπτύξει αποπροσανατολισμό στο χώρο, ελαττώματα του εγκεφάλου, διανοητικές ανωμαλίες και άλλες σοβαρές νευρικές ασθένειες. Η ημερήσια δόση μολυβδαινίου για έναν ενήλικα είναι μεταξύ 100 και 300 μg. Με μια αύξηση στα 5-15 mg, η τοξική δηλητηρίαση είναι αναπόφευκτη, μέχρι τα 50 mg είναι ένα θανατηφόρο αποτέλεσμα. Τα πιο πλούσια σε μολυβδαίνιο είναι φυλλώδη λαχανικά, δημητριακά, όσπρια και μούρα (μαύρη σταφίδα, φραγκοστάφυλο), γαλακτοκομικά προϊόντα, αυγά, ήπαρ και νεφρά των ζώων.

Οικολογικές πτυχές

Βιολογικά χαρακτηριστικά του μολυβδαινίουαπαιτούνται υψηλές απαιτήσεις για την αξιοποίηση των αποβλήτων από την επεξεργασία υλικών μεταλλεύματος, η αυστηρή τήρηση της τεχνολογικής διαδικασίας στις επιχειρήσεις για την αποφυγή αρνητικών επιπτώσεων στην υγεία του εργατικού προσωπικού και της φύσης.

Όλα τα μέτρα που αποκλείουνεισόδου των μεταποιημένων προϊόντων σε υπόγεια ύδατα. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι τα φυτά έχουν την ικανότητα να απορροφούν και να συσσωρεύονται μολυβδαίνιο, έτσι ώστε το περιεχόμενό του στους βλαστούς και τα φύλλα μπορεί να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη συγκέντρωση. Αυτή η πράσινη μάζα μπορεί να είναι επικίνδυνη για τα ζώα. Για να αποφευχθεί η εξάπλωση από τους ανέμους του χρησιμοποιούμενου βράχου, οι χώροι αποθήκευσης καλύπτονται με ένα στρώμα γης.

Τάσεις στην παγκόσμια αγορά μολυβδαινίου

Από την αρχή της παγκόσμιας οικονομικήςη παγκόσμια κατανάλωση μολυβδαινίου στην κρίση μειώθηκε κατά 9%. Η εξαίρεση ήταν η Κίνα, όπου η ανάπτυξη είναι μέχρι 5%. Η ανταπόκριση στην απότομη πτώση της καταναλωτικής ζήτησης το 2009 ήταν η μείωση του όγκου παραγωγής. Στο προηγούμενο επίπεδο παραγωγής, ήταν δυνατή η προσέγγιση μόνο σε τέσσερα χρόνια, και το 2014 για να καθοριστεί ένα νέο μέγιστο των 245.000 τόνων. Ο κύριος καταναλωτής και παραγωγός του μολυβδαινίου και των προϊόντων του εξακολουθεί να είναι η Κίνα.

Η πυκνότητα του μολυβδαινίου και οι εκπληκτικές του ιδιότητεςΚάνουμε απαραίτητο για χάλυβα και των κραμάτων σε σχέδια όπου απαιτείται ο συνδυασμός του χαμηλού βάρους, τα υλικά αντοχής υψηλής αντοχής και τη διάβρωση. Η προβλεπόμενη αύξηση του αριθμού των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και άλλες ενεργειακές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις, ανάπτυξη νέων κοιτασμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου σε αντίξοες συνθήκες Άπω Βόρεια και Polar αναπόφευκτα οδηγεί σε αυξημένη ζήτηση για το μολυβδαίνιο και τα παράγωγά του.

</ p>>