Реферат на тему молибден
Обновлено: 04.07.2024
Минерал, которым писали, попал в лабораторию другого большого химика, Карла Вильгельма Шееле. Первое, что он сделал, это исследовал, как на этот минерал действуют крепкие кислоты. В концентрированной азотной кислоте минерал растворился, но при этом в колбе выпал белый осадок. Высушив его и исследовав, Шееле установил, что особая белая земля обладает свойствами кислотного окисла.
Это было в 1790 г. Новый металл получил имя – чужое имя, потому что латинское molibdaena происходит от древнегреческого названия свинца – μολνβδος. В этом есть парадокс – трудно найти металлы более несхожие чем молибден и свинец.
Но металл полученный Шееле и Гьельмом, не был чистым: при прокаливании с углем трёхокиси молибдена МоО3 невозможно получить чистый Мо, т.к. он реагирует с углем, образуя карбид.
Уже после смерти обоих первооткрывателей их знаменитый соотечественник Берцелиус восстановил молибденовый ангидрид не углем, а водородом, получил чистый молибден, установил его атомный вес и подробно исследовал его свойства.
Распространение в природе и месторождения молибдена.
Молибден принадлежит к малораспространённым элементам. Среднее содержание его в земной коре составляет 3*10-4%(по массе). Концентрация молибдена в рудах незначительна. Эксплуатируются руды, содержащие десятые и даже сотые доли процента молибдена.
Различают несколько видов молибденовых руд:
простые кварцево-молибденовые руды, в которых молибденит залегает в кварцевых жилах.
Кварцево-молибдено-вольфрамитовые руды, содержащие наряду с молибденитом вольфрамит.
Скарновые руды. В рудах этого типа молибденит часто с шеелитом и некоторыми сульфидами(перит, халькоперит) залегают в кварцевых жилах, заполняющих трещины в скарнах(окременённых известняках).
Медно-молибденовые руды, в которых молибденит сочетается с сульфидами меди и железа. Это наиболее важный источник получения молибдена.
Наиболее значительные месторождения молибденовых руд в зарубежных странах сосредоточены в западной части США, Мексике, Чили, юго-восточной части Канады, южной Норвегии и восточных штатах Австралии.
В России эксплуатируется ряд месторождений молибденовых руд, обеспечивающих потребность отечественной промышленности в молибдене( на Северном Кавказе и Закавказье, Красноярском крае и др. районах).
Производство молибдена.
Все способы получения вольфрама применимы и для получения молибдена. Трёхокись молибдена может быть восстановлена до металла водородом, углеродом и углесодержащими газами, а также металлотермическим методом алюминием и кремнием.
Промышленный способ производства чистого порошкообразного молибдена, превращаемого затем в компактный металл, состоит в восстановлении трехокиси молибдена водородом.
Чистую трехокись молибдена, необходимую для производства металла, получают прокаливанием при 450 – 500˚С парамолибдата аммония в муфельных печах с вращающейся трубой.
При восстановлении трёхокиси молибдена водородом отчётливо выявляются две стадии восстановления:
МоО3 + Н2 МоО2 + Н2О;
МоО2 + 2Н2 Мо + 2Н2О;
Промежуточные окислы( Мо4О 11 и др.), вероятно, образуются в результате вторичного взаимодействия между МоО3 и МоО2 .
Реакция первой стадии восстановления экзотермическая:
∆Н˚298 = -20,3ккал; ∆G˚= -21,289ккал.
Реакция второй стадии восстановления экзотермическая:
В соответствии с высокими значениями Кр первую стадию восстановления проводят при низких температурах 459 - 550˚С. вторую стадию вследствие малых значений Кр при высоких температурах(900 - 1100˚С) остроосушённым водородом.
Восстановление трёхокиси молибдена в производственных условиях ведут в две или три стадии. Первую стадию( МоО3 МоО2) осуществляют при подъёме температуры вдоль трубы печи, по которой передвигаются лодочки, от 450 - 650˚С, причём образование двуокиси молибдена должно в основном закончиться до достижения 550˚С, так как промежуточный окисел даёт легкоплавкую эвтектику с МоО3 , плавящуюся при 550 - 600˚С. скорость продвижки лодочек примерно 20 мм/мин. Расход водорода на одну трубу диаметром 51 мм 0,5 – 0,7мі/час. На второй стадии восстановления(МоО2 Мо) температуру вдоль печи изменяют от 650 - 950˚С, причем используется хорошо осушенный водород росы(-40)ч(-50˚С). после второго восстановления порошки молибдена ещё содержат 0,5 – 1,5% кислорода в зависимости от скорости продвижения лодочек. Скорость движения лодочек на второй стадии в 2 – 2,5 раза ниже, чем на первой, а расход водорода в 1,5 – 2 раза выше. Для снижения содержания кислорода обычно применяют дополнительное третье восстановление при 1000 - 1100˚С.
Вместимость лодочек на второй стадии восстановления примерно в 2 раза выше, а на третьей – в 5 раз выше, чем на первой, что объясняется различием в насыпной массе МоО3 (0,4 - 0,5г/смі), МоО2 (1 – 1,5 г/смі) и Мо(~2,5г/смі).
Первую и вторую стадию восстановления ведут в печах с 9 – 11 трубами из хромоникелевой стали.
При 1000 - 1100˚С стойкость труб из хромоникелевой стали и нихромовых электронагревателей при соприкосновении с воздухом заметно снижается. Поэтому третье восстановление проводят в трубчатых печах с герметичным кожухом, заполненных водородом для защиты труб и нагревателей от окисления.
После третьего восстановления порошки молибдена содержат примерно 0,25 – 0,3% кислорода.
Средний размер частиц порошков молибдена 0,5-2мкм. Они мельче, чем частицы порошка вольфрама, что объясняется низкой температурой первой стадии восстановления, при которой окислы заметно не испаряются.
В последнее время для первой стадии восстановления начали применять барабанные печи непрерывного действия.
По физическим, механическим и химическим свойствам молибден (Мо) близок вольфраму (W), хотя несколько отличается от него.
Физические свойства Мо приведены ниже.
коэффициент расширения(25-700град С)
Молибден относится к тугоплавким металлам. Полее высокие точки плавления имеют только вольфрам, рений и тантал. Среди других физических свойств молибдена необходимо отметить высокую температуру кипения и электропроводность (меньше чем у меди, нобольше, чем у железа и никеля) и сравнительно малый коэффициент линейного расширениия( примерно 30% от коэфф расширения меди). Твёрдость и предел прочности ниже, чем у вольфрама. Он легче потдаётся обработке давлением. Механические свойства сильно зависят от чистоты металла и предшествующей механической и термической его обработки. Важное свойство молибдена – малое сечение захвата тепловых нейтронов, что делает возможным его применение в качестве кострукционного материала в ядерных реакторах.
На воздухе при обычной температуре Мо стоек. Легкое окисление наблюдается при 400˚С. выше 600˚С металл быстро окисляется с образованием МоО3 . пары воды выше 700˚С интенсивно окисляют Мо до двуокиси молибдена МоО2.
С водородом молибден химически не взаимодействует вплоть до плавления. Однако при нагревании металла во водороде происходит некоторое поглощение газа с образованием твёрдого растврора.
При обычной температуре молибден стоек в соляной и серных кислотах , но несколько растворяется при 80 - 100˚. Азотная кислота и царская водка медленно растворяют молибден на холоде и быстро при нагревании.
Металл растворяется в перекиси водорода с образованием пероксо кислот Н2МоО6 и Н2МоО11.
В плавиковой кислоте молибден устойчив, но в смеси ее с азотной кислотой быстро растворяется. Хорошим растворителем молибдена служит смесь пяти объёмов азотной кислоты, трёх объёмов серной кислоты, и двух объёмов воды. Эта смесь используется для растворения молибденовых кернов после навивки вольфрамовых спиралей.
В холодных растворах щелочей молибден стоек, но несколько разъедается горячими растворами. Металл интенсивно окисляется расплавленными щелочами, особенно в присутствии окислителей, образуя соли молибденовой кислоты.
Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Программы
Дипломные
Курсовые
Помогалки
Графические
Доступные файлы (1):
Общие сведения о молибдене ………………………..…………………..…..2
Физические свойства…………………………….………………….….2
Химические свойства……………………………………………….…3
История открытия………………………………………………..……4
Получение молибдена………………………………………..……….6
Применение в промышленности………………………………….….7
Среднее содержание в различных породах…………..……………..8
Среднее содержание молибдена в биосфере………………………..9
Минеральные формы молибдена……………………………….…..11
Типы геохимических барьеров и формы накопления на них…….14
Геохимия молибдена в зоне окисления………………………. …..18
Общие сведения об элементе
Слово молибден (англ. Molybdenum, франц. Molybdene, нем. Molybdan) происходит от древнегреческих названий свинца и минерала - свинцовый блеск. Из-за внешнего сходства свинцового блеска с графитом и молибденовым блеском латинское производное от греч. Molybdaena применялось в средние века, вплоть до XVIII в., для обозначения всех этих минералов. Наряду с этим все перечисленные минералы именовали также Lapis plumbarius, Plumbago metallica, Galena (нем. Reissblei, Wasserblei, Hartblei). В "Алхимическом лексиконе" Руланда (1613) приводятся и другие названия - moliboto, molipdides.
^ Физические свойства
^ Химические свойства
На воздухе при обычной температуре молибден устойчив. Начало окисления (цвета побежалости) наблюдается при 400 °C. Начиная с 600 °C металл быстро окисляется с образованием MoO3. Пары воды при температурах выше 700 °C интенсивно окисляют молибден до MoO2. С водородом молибден химически не реагирует вплоть до плавления. Фтор действует на молибден при обычной температуре, хлор при 250 °C, образуя MoF6 и MoCl5. При действии паров серы и сероводорода соответственно выше 440 и 800 °C образуется дисульфид MoS2. С азотом молибден выше 1500 °C образует нитрид (вероятно, Mo2N). Твёрдый углерод и углеводороды, а также окись углерода при 1100-1200 °C взаимодействуют с металлом с образованием карбида Mo2C (плавится с разложением при 2400 °C). Выше 1200 °C молибден реагирует с кремнием, образуя силицид MoSi2, обладающий высокой устойчивостью на воздухе вплоть до 1500-1600 °C (его микротвёрдость 14 100 Мн/м 2 ).
В соляной и серной кислотах молибдена несколько растворим лишь при 80-100 °C. Азотная кислота, царская водка и перекись водорода медленно растворяют металл на холоду, быстро - при нагревании. Хорошим растворителем молибдена служит смесь азотной и серной кислот. В холодных растворах щелочей молибден устойчив, но несколько корродирует при нагревании. Конфигурация внешних электронов атома Mo4d 5 5s 1 , наиболее характерная валентность 6. Известны также соединения 5-, 4-, 3- и 2-валентиого молибдена.
Молибден образует два устойчивых окисла - трёхокись MoO3 (белые кристаллы с зеленоватым оттенком, tпл 795 °C, tkип 1155 °C) и двуокись MoO2 (тёмно-коричневого цвета). Кроме того, известны промежуточные окислы, соответствующие по составу гомологическому ряду Mon O3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11); все они термически неустойчивы и выше 700 °C разлагаются с образованием MoO3 и MoO2. Трёхокись MoO3 образует простые (или нормальные) кислоты молибдена - моногидрат H2MoO4, дигидрат H2MoO4 x H2O и изополикислоты - H6Mo7O24, H4Mo6O24, H4Mo8O26 и др. Соли нормальной кислоты называются нормальными молибдатами, а поликислот - полимолибдатами . Кроме названных выше, известно несколько надкислот молибдена - H2MoOn; (n - от 5 до 8) и комплексных гетерополисоединений с фосфорной, мышьяковой и борной кислотами. Одна из распространённых солей гетерополикислот - фосфоромолибдат аммония (MH4)3 [Р (Mo3O10)4] x 6H2O. Из галогенидов и оксигалогенидов молибдена наибольшее значение имеют фторид MoF6 (tпл 17,5 °C, tkип 35 °C) и хлорид MoCl, (tпл 194 °C, tkип 268 °C). Они могут быть легко очищены перегонкой и используются для получения молибдена высокой чистоты.
Достоверно установлено существование трёх сульфидов молибдена - MoS3, MoS2 и Mo2S3. Практическое значение имеют первые два. Дисульфид MoS2 встречается в природе в виде минерала молибденита; может быть получен действием серы на молибден или при сплавлении MoO3 с содой и серой. Дисульфид практически нерастворим в воде, HCl, разбавленной H2SO4. Распадается выше 1200 °C с образованием Mo2S3.
При пропускании сероводорода в нагретые подкисленные растворы молибдатов осаждается MoS3.
Механические свойства молибдена зависят от чистоты металла и предшествующей механической и термической его обработки. Так, твёрдость по Бринеллю 1500-1600 Мн/м 2 , т. е. 150-160 кгс/мм 2 (для спечённого штабика), 2000-2300 Мн/м 2 (для кованого прутка) и 1400-1850 Мн/м 2 (для отожжённой проволоки); предел прочности для отожжённой проволоки при растяжении 800-1200 Мн/м 2 . Модуль упругости М. 285-300 Гн/м 2 . Рекристаллизующий отжиг не приводит к хрупкости металла.
^ История открытия
Русское название молибден вошло в употребление в 20-х годах XIX в. (Двигубский, 1824); до этого времени употреблялись названия молибдена (Захаров, 1810; Соловьев, 1824) и моливден (Страхов, 1825).
^ Получение элемента
Концентрат вначале подвергают окислительному обжигу при 550-600 °С в многоподовых печах или в печах с кипящим слоем. Если в концентрате содержится Re, при обжиге образуется летучий оксид Re2O7, который удаляют вместе с печными газами. Продукт обжига (так называемый огарок) представляет собой загрязненный примесями МоО3. Чистый МоО3, необходимый для производства металлического молибдена, получают из огарка возгонкой при 950-1000 °С или химическим методом (чаще всего). По последнему способу огарок выщелачивают аммиачной водой, полученный раствор молибдата аммония очищают от примесей Сu, Fe и др., выпариванием и кристаллизацией выделяют полимолибдаты аммония, главным образом парамолибдат (NH4)6 [Mo7O24] х 4Н2О. Прокаливанием парамолибдата аммония при 450-500 °С получают чистый МоО3, содержащий не более 0,05% примесей.
Также перспективен способ производства молибдена алюминотермическим восстановлением МоО3; полученные по этому методу слитки рафинируют вакуумной плавкой в дуговых печах. Молибден производят также восстановлением MoF6 или МоСl5 водородом, а также электролитически в солевых расплавах. Ферромолибден (сплав с Fe, содержащий 50-70% Мо) получают восстановлением огарка, полученного после обжига молибденитового концентрата, ферросилицием в присутствии Fe3O4.
^ Применение в промышленности
Молибден находит широкое применение в современной технике, как в виде чистого металла, так и как компонент сплавов. Большие количества молибдена потребляет металлургия для получения легированных сталей и чугунов, жаропрочных и корозионностойких сплавов. В советском Союзе собственное производство молибдена было налажено в 1928 году. Широкое применение молибдена потребовало проведения широких научных исследование его свойств, методик получения его соединений из руд, получения чистого молибдена, 70-80 % добываемого молибдена идёт на производство легированных сталей. Остальное количество применяется в форме чистого металла и сплавов на его основе, сплавов с цветными и редкими металлами, а также в виде химических соединений.
Металлический молибден - важнейший конструкционный материал в производстве электроосветительных ламп и электровакуумных приборов (радиолампы, генераторные лампы, рентгеновские трубки и др.); из молибдена изготовляют аноды, сетки, катоды, держатели нити накала в электролампах. Молибденовые проволока и лента широко используются в качестве нагревателей для высокотемпературных печей.
После освоения производства крупных заготовок, молибден стали применять (в чистом виде или с легирующими добавками др. металлов) в тех случаях, когда необходимо сохранение прочности при высоких температурах, например для изготовления деталей ракет и других летательных аппаратов. Для предохранения молибдена от окисления при высоких температурах используют покрытия деталей силицидом молибдена, жаростойкими эмалями и другие способы защиты. Молибден применяют как конструкционный материал в энергетических ядерных реакторах, т. к. он имеет сравнительно малое сечение захвата тепловых нейтронов (2,6 барн). Важную роль молибден играет в составе жаропрочных и кислотоустойчивых сплавов, где он сочетается главным образом с Ni, Со и Cr.
В технике используются некоторые соединения молибдена. Так, MoS2 - смазочный материал для трущихся частей механизмов; дисилицид молибдена применяют при изготовлении нагревателей для высокотемпературных печей; Na2MoO4 - в производстве красок и лаков; окислы молибдена - катализаторы в химической и нефтяной промышленности.
^ Распространенность в природе
Молибден - типичный редкий элемент, его содержание в земной коре 1,1·10 -4 % (по массе). Общее число минералов молибдена 15, большая часть их (различные молибдаты) образуется в биосфере. В магматических процессах молибден связан преимущественно с кислой магмой, с гранитоидами. В мантии молибдена мало, в ультраосновных породах лишь 2·10 -5 % . Накопление молибдена связано с глубинными горячими водами, из которых он осаждается в форме молибденита MoS2 (главный промышленный минерал молибдена), образуя гидротермальные месторождения. Важнейшим осадителем молибдена из вод служит H2S.
^ Содержание молибдена в горных породах указано в табл. 2 и табл. 3.
Содержание:
1. Общие сведения
2.1 История
2.2 Физические свойства
2.3 Химические свойства
2.4 Вторжение в металлургию
2. Применение в народномхозяйстве
3.5 Молибден и авиация
3.6 Электричество и радиотехника
3.7 Жаропрочные сплавы
3.8 Другие области применения
3. Запасы и добыча
4.9 Минерально-сырьевая база
4.10 Проекты по добыче молибдена по странам
4.11 Добыча по странам
4. Геохимия и минералогия
5.12 Типы геохимических барьеров и формы накопления на них
5.13 Геохимия молибдена взоне окисления
5. Типы руд и кондиции
6. Типы промышленных месторождений
7. Описание каждого типа месторожденийПриложения
1. Схематический геологический разрез рудного поля Тырныауз
2. Таблица генетических типов месторождений
3. Схема геологического строения месторождения Каратас IНазвание элемента № 42 происходит от латинскогослова molibdaena, которым в средние века обозначали все минералы, способные оставлять след на бумаге: и графит, и галенит (свинцовый блеск) PbS, и даже сам свинец. И еще минерал, который сейчас называют молибденитом, или молибденовым блеском. Впоследствии оказалось, что это главный минерал тогда еще неизвестного элемента № 42.
Но до середины XVIII в. молибденит и графит не различали. Лишь в 1758г. известный шведский химик и минералог Аксель Фредерик Кронстедт предположил, что это два самостоятельных вещества, но прошло еще 20 лет, прежде чем это сумели доказать на опыте.
Минерал, которым писали, попал в лабораторию другого большого химика (тоже шведа), Карла Вильгельма Шееле. Первое, что сделал Шееле, это исследовал, как на этот минерал действуют крепкие кислоты. В концентрированнойазотной кислоте минерал растворился, но при этом в колбе выпал белый осадок. Высушив его и исследовав, Шееле установил, что "особая белая земля" обладает, говоря теперешним языком, свойствами ангидрида, кислотного окисла.
В то время химики еще не имели четкого представления о том, что ангидрид ("кислота минус вода") - это соединение элемента с кислородом. Однако собственный опыт подсказывал ученому: чтобывыделить элемент из "земли", нужно прокалить ее с чистым углем. Но для этого у Шееле не было подходящей печи. И он попросил проделать этот опыт другого химика, Гьельма, у которого такая печь была. Гьельм согласился.
Лишенный чувства зависти, беззаветно преданный науке, Шееле с волнением ждал результата. И когда опыты завершились получением неизвестного прежде металла, Шееле написал Гьельму:"Радуюсь, что мы теперь обладаем металлом - молибденом".
Это было в 1790г. Новый металл получил имя - чужое имя, потому что латинское molibdaena происходит от древнегреческого названия свинца -. В этом есть известный парадокс - трудно найти металлы, более несхожие, чем молибден и свинец.
Но металл, полученный Шееле и Гьельмом, не был чистым: при прокаливании с углем трехокиси молибдена - МоО3 невозможнополучить чистый молибден, потому что он реагирует с углем, образуя карбид.
Уже после смерти обоих первооткрывателей, их знаменитый соотечественник Берцелиус восстановил молибденовый ангидрид не углем, а водородом, получил действительно чистый молибден, установил его атомный вес и подробно исследовал его свойства.
Новый металл и его соединения заинтересовали химиков XIX столетия. Чистый молибденпри хранении совершенно не изменялся, он прекрасно противостоял действию влаги и воздуха. Но так было лишь при невысоких температурах: стоило нагреть его, и он начинал реагировать с кислородом; при температуре около 500 oC он превращался в окисел целиком. Это, конечно, огорчало. Металл с хорошими физико-механическими свойствами, и к тому же тугоплавкий, при сравнительно.Слово молибден (англ. Molybdenum, франц. Molybdene, нем. Molybdan) происходит от древнегреческих названий свинца и минерала - свинцовый блеск. Из-за внешнего сходства свинцового блеска с графитом и молибденовым блеском латинское производное от греч. Molybdaena применялось в средние века, вплоть до XVIII в., для обозначения всех этих минералов. Наряду с этим все перечисленные минералы именовали также Lapis plumbarius, Plumbago metallica, Galena (нем. Reissblei, Wasserblei, Hartblei). В "Алхимическом лексиконе" Руланда (1613) приводятся и другие названия - moliboto, molipdides.
Оглавление
Общие сведения о молибдене ………………………..…………………..…………………….……2
Физические свойства………….………………….………………….……………………….2
Химические свойства………..……………………………………….………………………4
Получение молибдена………………………………………..……………………………. 6
Применение в промышленности………………………………….………………………. 7
Распространенность в природе…………………………………………….………………………. 8
Среднее содержание в различных породах…………..………………………………..…9
Среднее содержание молибдена в биосфере……………………………………………..10
Минеральные формы молибдена……………………………….…………………. 12
Минеральное сырье………………………………………………………………………………. 15
Минерально-сырьевая база……………………………………………………. ………..16
Генетические и промышленные типы месторождений ………………………. …..…………….17
Список литературы…………………Файлы: 1 файл
молибден .doc
- Общие сведения о молибдене ………………………..………………… ..…………………….……2
- Физические свойства………….………………….………………….… …………………….2
- Химические свойства………..……………………………………….… ……………………4
- Получение молибдена………………………………………..………… …………………. 6
- Применение в промышленности………………………………….…… …………………. 7
- Среднее содержание в различных породах…………..………………………………..…9
- Среднее содержание молибдена в биосфере……………………………………………..10
- Минеральные формы молибдена……………………………….…………………. . 12
- Минерально-сырьевая база……………………………………………………. ……… ..16
Слово молибден (англ. Molybdenum, франц. Molybdene, нем. Molybdan) происходит от древнегреческих названий свинца и минерала - свинцовый блеск. Из-за внешнего сходства свинцового блеска с графитом и молибденовым блеском латинское производное от греч. Molybdaena применялось в средние века, вплоть до XVIII в., для обозначения всех этих минералов. Наряду с этим все перечисленные минералы именовали также Lapis plumbarius, Plumbago metallica, Galena (нем. Reissblei, Wasserblei, Hartblei). В "Алхимическом лексиконе" Руланда (1613) приводятся и другие названия - moliboto, molipdides.
Таблица 1. Основные физические свойства молибдена
Атомный радиус, А°
Грамм-атомный объем, см 3
Ионный радиус, А:
Плотность, г/см 3
Потенциал ионизации, В
Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов,барн/атом
На воздухе при обычной температуре молибден устойчив. Начало окисления (цвета побежалости) наблюдается при 400 °C. Начиная с 600 °C металл быстро окисляется с образованием MoO3. Пары воды при температурах выше 700 °C интенсивно окисляют молибден до MoO2. С водородом молибден химически не реагирует вплоть до плавления. Фтор действует на молибден при обычной температуре, хлор при 250 °C, образуя MoF6 и MoCl5. При действии паров серы и сероводорода соответственно выше 440 и 800 °C образуется дисульфид MoS2. С азотом молибден выше 1500 °C образует нитрид (вероятно, Mo2N). Твёрдый углерод и углеводороды, а также окись углерода при 1100-1200 °C взаимодействуют с металлом с образованием карбида Mo2C (плавится с разложением при 2400 °C). Выше 1200 °C молибден реагирует с кремнием, образуя силицид MoSi2, обладающий высокой устойчивостью на воздухе вплоть до 1500-1600 °C (его микротвёрдость 14 100 Мн/м 2 ).
В соляной и серной кислотах молибдена несколько растворим лишь при 80-100 °C. Азотная кислота, царская водка и перекись водорода медленно растворяют металл на холоду, быстро - при нагревании. Хорошим растворителем молибдена служит смесь азотной и серной кислот. В холодных растворах щелочей молибден устойчив, но несколько корродирует при нагревании. Конфигурация внешних электронов атома Mo4d 5 5s 1 , наиболее характерная валентность 6. Известны также соединения 5-, 4-, 3- и 2-валентиого молибдена.
Молибден образует два устойчивых окисла - трёхокись MoO3 (белые кристаллы с зеленоватым оттенком, tпл 795 °C, tkип 1155 °C) и двуокись MoO2 (тёмно-коричневого цвета). Кроме того, известны промежуточные окислы, соответствующие по составу гомологическому ряду Mon O3n-1 (Mo9O26, Mo8O23, Mo4O11); все они термически неустойчивы и выше 700 °C разлагаются с образованием MoO3 и MoO2. Трёхокись MoO3 образует простые (или нормальные) кислоты молибдена - моногидрат H2MoO4, дигидрат H2MoO4 x H2O и изополикислоты - H6Mo7O24, H4Mo6O24, H4Mo8O26 и др. Соли нормальной кислоты называются нормальными молибдатами, а поликислот - полимолибдатами . Кроме названных выше, известно несколько надкислот молибдена - H2MoOn; (n - от 5 до 8) и комплексных гетерополисоединений с фосфорной, мышьяковой и борной кислотами. Одна из распространённых солей гетерополикислот - фосфоромолибдат аммония (MH4)3 [Р (Mo3O10)4] x 6H2O. Из галогенидов и оксигалогенидов молибдена наибольшее значение имеют фторид MoF6 (tпл 17,5 °C, tkип 35 °C) и хлорид MoCl, (tпл 194 °C, tkип 268 °C). Они могут быть легко очищены перегонкой и используются для получения молибдена высокой чистоты.
Достоверно установлено существование трёх сульфидов молибдена - MoS3, MoS2 и Mo2S3. Практическое значение имеют первые два. Дисульфид MoS2 встречается в природе в виде минерала молибденита; может быть получен действием серы на молибден или при сплавлении MoO3 с содой и серой. Дисульфид практически нерастворим в воде, HCl, разбавленной H2SO4. Распадается выше 1200 °C с образованием Mo2S3.
При пропускании сероводорода в нагретые подкисленные растворы молибдатов осаждается MoS3.
Механические свойства молибдена зависят от чистоты металла и предшествующей механической и термической его обработки. Так, твёрдость по Бринеллю 1500-1600 Мн/м 2 , т. е. 150-160 кгс/мм 2 (для спечённого штабика), 2000-2300 Мн/м 2 (для кованого прутка) и 1400-1850 Мн/м 2 (для отожжённой проволоки); предел прочности для отожжённой проволоки при растяжении 800-1200 Мн/м 2 . Модуль упругости М. 285-300 Гн/м 2 . Рекристаллизующий отжиг не приводит к хрупкости металла.
Концентрат вначале подвергают окислительному обжигу при 550-600 °С в многоподовых печах или в печах с кипящим слоем. Если в концентрате содержится Re, при обжиге образуется летучий оксид Re2O7, который удаляют вместе с печными газами. Продукт обжига (так называемый огарок) представляет собой загрязненный примесями МоО3. Чистый МоО3, необходимый для производства металлического молибдена, получают из огарка возгонкой при 950-1000 °С или химическим методом (чаще всего). По последнему способу огарок выщелачивают аммиачной водой, полученный раствор молибдата аммония очищают от примесей Сu, Fe и др., выпариванием и кристаллизацией выделяют полимолибдаты аммония, главным образом парамолибдат (NH4)6 [Mo7O24] х 4Н2О. Прокаливанием парамолибдата аммония при 450-500 °С получают чистый МоО3, содержащий не более 0,05% примесей.
Также перспективен способ производства молибдена алюминотермическим восстановлением МоО3; полученные по этому методу слитки рафинируют вакуумной плавкой в дуговых печах. Молибден производят также восстановлением MoF6 или МоСl5 водородом, а также электролитически в солевых расплавах. Ферромолибден (сплав с Fe, содержащий 50-70% Мо) получают восстановлением огарка, полученного после обжига молибденитового концентрата, ферросилицием в присутствии Fe3O4.
Молибден находит широкое применение в современной технике, как в виде чистого металла, так и как компонент сплавов. Большие количества молибдена потребляет металлургия для получения легированных сталей и чугунов, жаропрочных и корозионностойких сплавов. В советском Союзе собственное производство молибдена было налажено в 1928 году. Широкое применение молибдена потребовало проведения широких научных исследование его свойств, методик получения его соединений из руд, получения чистого молибдена, 70-80 % добываемого молибдена идёт на производство легированных сталей. Остальное количество применяется в форме чистого металла и сплавов на его основе, сплавов с цветными и редкими металлами, а также в виде химических соединений.
Металлический молибден - важнейший конструкционный материал в производстве электроосветительных ламп и электровакуумных приборов (радиолампы, генераторные лампы, рентгеновские трубки и др.); из молибдена изготовляют аноды, сетки, катоды, держатели нити накала в электролампах. Молибденовые проволока и лента широко используются в качестве нагревателей для высокотемпературных печей.
После освоения производства крупных заготовок, молибден стали применять (в чистом виде или с легирующими добавками др. металлов) в тех случаях, когда необходимо сохранение прочности при высоких температурах, например для изготовления деталей ракет и других летательных аппаратов. Для предохранения молибдена от окисления при высоких температурах используют покрытия деталей силицидом молибдена, жаростойкими эмалями и другие способы защиты. Молибден применяют как конструкционный материал в энергетических ядерных реакторах, т. к. он имеет сравнительно малое сечение захвата тепловых нейтронов (2,6 барн). Важную роль молибден играет в составе жаропрочных и кислотоустойчивых сплавов, где он сочетается главным образом с Ni, Со и Cr.
В технике используются некоторые соединения молибдена. Так, MoS2 - смазочный материал для трущихся частей механизмов; дисилицид молибдена применяют при изготовлении нагревателей для высокотемпературных печей; Na2MoO4 - в производстве красок и лаков; окислы молибдена - катализаторы в химической и нефтяной промышленности.
Молибден - типичный редкий элемент, его содержание в земной коре 1,1·10 -4 % (по массе). Общее число минералов молибдена 15, большая часть их (различные молибдаты) образуется в биосфере. В магматических процессах молибден связан преимущественно с кислой магмой, с гранитоидами. В мантии молибдена мало, в ультраосновных породах лишь 2·10 -5 % . Накопление молибдена связано с глубинными горячими водами, из которых он осаждается в форме молибденита MoS2 (главный промышленный минерал молибдена), образуя гидротермальные месторождения. Важнейшим осадителем молибдена из вод служит H2S.
Читайте также: