Molübdeen – mis see on?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-17 18:48

Mitte paljud inimesed ei tea, et molübdeen on perioodilisuse tabeli kuuenda rühma keemiline element, mis on seotud siirdemetallidega. Klassifikatsioonistruktuuris on see kroomi ja volframi kõrval. Seda eristab rikkalik hall värv ja spetsiifiline metalliline läige. See tulekindel element on leidnud laialdast rakendust metallurgiatööstuses.

Lühike avastamislugu

Molübdeeni avastamise kohta pole tänapäevani palju teavet säilinud. Seda seetõttu, et element ei ole väga levinud. Esimest korda mainiti seda aga 1778. aastal, kui analüütiline keemia polnud veel oma küpsust saavutanud. Esiteks eraldati aine oksiidina.

Hoolimata keemilise elemendi avastamisest 1778. aastal on praegu kasutatav nimi palju varasem. Seda mainiti sageli pliivärviliste mineraalide puhul juba keskajal.

Kohalolek keskkonnas

Kuigi molübdeen ei ole väga levinud element, on see maakoores suhteliselt ühtlaselt jaotunud. See ei esine vabas vormis. Selle metalli väikseim kogus sisaldab karbonaati jaülialuselised kivimid. Teatud osa ainest sisaldub jõe- ja merevees. Ülemistes kihtides on palju vähem metalli kui sügavuses.

Esinemisel on kaks vormi:

• sulfiid;
• molübdate.

Need ilmuvad mikroskoopiliste sekretsioonidena. Molübdeniidi kristalliseerumine toimub happesuse suurenemise ja redutseeriva keskkonna olemasolu korral. Hapnikuühendid tekivad tavaliselt pinnal. Mis puutub primaarsetesse maakidesse, siis neis leidub molübdeniiti koos vase, vismutiini ja volframiidi mineraalidega. Metalli leidub suurtes kogustes setetes.

Suured hoiused Venemaal

Vene Föderatsioonis kasutatakse molübdeeni paljudes tegevusvaldkondades. Riigis on selle metalli kaevandamiseks üks maailma suurimaid maavarade baasi. Peamine osa ettevõtetest on koondunud Siberi lõunaossa.

Varude poolest jääb Venemaa alla kolme riigi – USA, Hiina ja Tšiili – järel. Põhilise osa maavarabaasist moodustavad varumaardlad, mis sisaldavad enam kui 87% uuritavast varust. Venemaa maardlaid iseloomustavad aga mitte eriti kvaliteetsed maagid.

Tabelis on näidatud suurimad hoiused.

Nimi	Piirkond
Zhirekenskoe	Thita piirkond
Orekitkanskoe	Burjaatia
Sorskoje	Khakassia
Tyrnyauzskoe	Kabardi-Balkaria

Praktiline rakendus

Puhtal kujul kasutatakse molübdeeni kõrgetele temperatuuridele vastupidavate juhtmete või lintide tootmisel. Sellised tooted võivad toimida kütteelementidena elektriahjudes, elektroonikalampides või röntgenitorudes.

Sisse toodud metall parandab oluliselt teraste jõudlust. Pärast selle lisamist kompositsiooni suurenevad nende tugevusomadused ja korrosioonikindlus, mis on vajalik oluliste osade valmistamisel. Kuumakindlaid sulameid toodetakse sageli molübdeeni lisamisega, mis on ka happekindlad.

Selle metalliga ühendeid kasutatakse aktiivselt lennukite ja rakettide esikatte valmistamisel. Sulamite baasil toodetakse lennukite kärgpaneele ja termoekraane. Vastupidavus kõrgetele temperatuuridele võimaldab terase töötlemiseks kasutada molübdeeni sisaldavaid tooteid. Paljud ühendid toimivad keemiliste reaktsioonide katalüsaatoritena.

Füüsikalised ja keemilised omadused

Molübdeen on helehall metall, mille ruumalakeskne kuupvõre. Selle mehaanilised omadused määravad nii materjali enda puhtus kui ka eel- ja kuumtöötlus. Füüsikalisi omadusi käsitletakse üksikasjalikum alt allolevas tabelis.allpool.

Parameeter	Tähendus
Sulamistemperatuur	2610 kraadi
Soojusjuhtivuse indeks	142W/(mK)
Aurumissoojus	590 kJ/mol
Nõgemismoodul	122 GPa
Metalli kõvadus	125 HB
Molaarmaht	9, 4 cu. cm/mol

Tavatingimustes on perioodilisuse tabeli komponent paljude ainete suhtes vastupidav. Oksüdatsiooniprotsess hakkab kulgema temperatuuril üle 400 kraadi. Aluselised lahused mõjutavad molübdeeni aeglaselt. Niiskuskindlus ilma õhutamiseta on üsna kõrge.

Ühendid teiste metallidega

Saadud molübdeenisulamite kvaliteet sõltub suuresti osakaalust, samuti kasutatavate lisandite ja põhikomponendi võimest ainega suhelda. Olulist rolli mängib dopingutehnoloogia. Teatud tüüpi ühendused tekitavad aga ekspertide seas kahtlusi, kas need sobivad edasiseks kasutamiseks.

Molübdeen ei segune hästi volframiga. Selle kasutuselevõtuga suureneb oluliselt materjali kuumakindlus, kuid samal ajal halveneb vastupidavus deformatsioonile. Sarnased probleemid tekivad kombinatsioonides teiste metallidega, nii et selliseddopingutüüpe enam ei rakendata.

Hoolimata olemasolevatest raskustest suudeti siiski leida mõningaid ühendeid, mis võivad tõsta molübdeeni kasutamise termilist läve. Samal ajal on plastilisus, vastupidavus deformatsioonile ja muud omadused samal tasemel.

Brändid tööstuses

Tootmisprotsess hõlmab materjali kasutamist mitte ainult puhtal kujul, vaid ka lisandite lisamisega. Allpool on toodud tööstuses levinud molübdeeni klassid.

Nimetus	Kirjeldus
MCHVP	See on puhas metall, mis on toodetud vaakumsulatustehnoloogia abil.
CM	Materjali koostis sisaldab spetsiaalseid lisandeid. Tavaliselt titaan või tsirkoon.
MCH	Molübdeenisisaldus on 99,96 protsenti. Ülejäänud osa tuleb lisanditest.
MK	Mitteväärismetall sisaldab happekindluse parandamiseks ränidioksiidi lisandeid.
MPH	Omamoodi puhas molübdeen, kuid suure lisandite sisaldusega. Nende koostis ei ületa 0,08 protsenti.

Vastuvõtuprotsess

Molübdeeni tootmiseks valmistatakse maak, mis sisaldab kuni 50 protsenti põhiainest, märkimisväärne kogus väävlit, väike kontsentratsioonräni ja muud komponendid. Seda põletatakse spetsiaalsetes ahjudes temperatuuril 570–600 kraadi. Pärast termilist kokkupuudet moodustub kontsentraat, mis sisaldab lisanditega molübdeenoksiidi.

Võõraineteta massi saamiseks on kaks võimalust:

1. Keemilise iseloomuga järjestikuste mõjude meetod. Ammoniaagivee kasutamisel muutub tekkiv tuhk vedelaks. Saadud lahusest eemaldatakse võõrlisandid. Pärast töötlemist ei tohiks nende arv ületada 0,05 protsenti.
2. Sublimatsiooni teel, mis on tahke ühendi gaasiliseks muutmise protsess. Selle valikuga jäetakse vedel faas mööda.

Molübdeenoksiidi, mis on puhastatud lisanditest, töödeldakse toruahjudes vesiniku abil. Selle tulemusena saadakse pulber, mis sulatamisel ja spetsiaalsete ainete sisseviimisel muudetakse otse metalliks. Toorikute kuju sõltub kasutatavast tootmistehnoloogiast.

Molübdeenist valmistatud tooted

Kõige tavalisem tootetüüp on vardad. Neid ei saa mitte ainult iseseisv alt kasutada, vaid need on ka traadi tootmise aluseks. Molübdeenvardad, mille ruudukujuline osa ei ületa 40 mm, toimivad toodete valmistamisel toorainena.

Varraste saamise protsessis toimub pöörlev sepistamine, mis toimub mitmes etapis. Igas etapis toodetakse kindla ristlõikega vardaid. Sepistamistingimused varieeruvad sõltuv alt sissetuleva tooriku läbimõõdust. Tehnoloogia puudused hõlmavad tootmisprotsessi keerukust.

Molübdeeni kasutatakse ka spetsiaalse traadi valmistamiseks. Tootjad moodustavad selle korralikult ettevalmistatud vardadest, mille läbimõõt ei ületa 3 mm. Selle sektsiooni abil saab tooteid traadi edasiseks tootmiseks hõlpsasti mähisele kerida.

Tootmisprotsessis kasutatakse avamismeetodit, mis hõlmab nelja põhietappi. Traat saab lõpuks lõpliku läbimõõdu, mis oli eelnev alt määratud. Temperatuurirežiim tootmisprotsessi ajal võib varieeruda vahemikus 300 kuni 700 kraadi.

Pärast tõmbamist puhastatakse traat vesiniku keskkonnas lõõmutamise teel. Sel juhul ulatub temperatuur 1300-1400 kraadini. Mõnikord tehakse puhastamine elektrolüütilise peitsimise teel, kasutades lämmastikku.

Molübdeeni saab valmistada tahketeks lehtedeks ja ribadeks. Neid saab sepistamise ja v altsimise teel. Tootmises kasutatakse pneumaatilisi haamreid ja kahev altsitud veskeid. Saadud riba paksus pärast kuumv altsimist sõltub algse plaadi ristlõikest.

Pärast valmistamist läbivad molübdeeniribad keemilise puhastuse. Need asetatakse spetsiaalsesse toimeainete keskkonda. Järgmisena viiakse külmv altsimine läbi norma altemperatuuril. Viimases etapis lindid puhastatakse uuesti ja vajadusel poleeritakse.

Metalltoodetele kehtivad tootmisstandardid alatesmolübdeen. GOST 18905-73 kehtestab nõuded traadi valmistamisele. See kajastab massi ja läbimõõdu tolerantse.

Molübdeenitootjad Venemaal

Skarn, varude ja veenide ladestused on peamiselt välja töötatud Vene Föderatsiooni territooriumil. Kvaliteedi poolest ei jää kaevandatud maak palju alla välismaisele toorainele, kuid sellel on siiski teatud struktuuriga seotud tunnused.

Venemaal on suurimad molübdeenitootjad kaks ettevõtet:

• Sorsky GOK LLC.
• JSC Žirekenski GOK.

Nimetatud ettevõtted annavad kuni 95 protsenti kodumaisest metallitoodangust.

Kokkuvõtteks elemendi rollist inimkeha jaoks

Molübdeen toimib inimese normaalseks funktsioneerimiseks vajaliku olulise ainena. Seda leidub paljudes elundites ja luudes. Päevane vajadus keemilise elemendi järele on keskmiselt 70-300 mcg. Selle puudusega need näitajad suurenevad.

Molübdeen osaleb ainevahetuses, samuti keha puhastamise protsessis aldehüüdidest, hapetest ja muudest ühenditest. See soodustab raua kasutamist, võimaldades teil kiiresti kõrvaldada erinevat tüüpi mürgistuse tagajärjed. Mikroelement puhastab keha tõhus alt mürgistest ainetest.

Uuringud on näidanud, et molübdeen leevendab valu artriidi ja teiste haiguste korral, avaldab positiivset mõju astma korral, vähendab vähiriskisooled ja magu. Suurem osa ainest leidub lehtköögiviljades, tatras, odras, maksas, munades, piimas, karusmarjades ja mustades sõstardes.