Մետաղական մոլիբդենն իր անունը պայմանավորված է կապարի հանքաքարի հետ մոլիբդենի դիսուլֆիդի արտաքին նմանությամբ՝ գալենային (կապարի հունարեն անվանումը մոլիբդոս է):
:
Տարրերի հայտնաբերման պատմություն
Միջնադարում Եվրոպայում մոլիբդենը կոչվում էր երեք տարբեր բաղադրությամբ, բայց գույնով և կառուցվածքով գրեթե նման միներալներ՝ գալենա (Pbs), մոլիբդենիտ (MoS2):) և գրաֆիտ (C): Ի դեպ, «մոլիբդենի փայլը» (մոլիբդենիտի մեկ այլ անվանում) օգտագործվել է որպես կապար մատիտների համար, որոնք կանաչավուն մոխրագույն հետք են թողել թերթիկի վրա։
Մոլիբդեն մետաղը, Մենդելեևի պարբերական համակարգի 42 տարրը, համարվում է Շվեդիայի ծննդավայրը։ 1758թ.-ին այս երկրի քիմիկոս և հանքաբան, նիկելի հայտնաբերող Ակսել Քրոնստեդտը ենթադրեց, որ վերը նշված միներալներն ունեն բոլորովին այլ բնույթ: Երկու տասնամյակ անց, նրա հայրենակից, դեղագործ քիմիկոս Կեպինգից Կարլ Շելեն, ստացավ մոլիբդաթթու սպիտակ նստվածքի («սպիտակ երկիր») տեսքով՝ խտացրած ազոտական թթվի մեջ եռացնելով մոլիբդենիտը։ Գիտնականը ինտուիտիվ հասկացել է, որ եթե մոլիբդաթթուն կալցինացվում է ածուխով, ապա հնարավոր է մեկուսացնել.մետաղական. Չունենալով համապատասխան վառարան՝ նա նմուշներ ուղարկեց Պիտեր Գելմին, ով 1782 թվականին մեկուսացրեց նոր մետաղ՝ մեծ քանակությամբ կարբիդային կեղտերով։ Գործընկերները տարրը անվանել են «մոլիբդեն» (պարբերական աղյուսակում բանաձևը Mo է):
Համեմատաբար մաքուր մետաղը ձեռք է բերվել միայն 1817 թվականին Շվեդիայի գիտությունների ակադեմիայի նախագահ Յենս Բերզելիուսի կողմից:
Պարզ նյութի բնութագրում
Արտադրման եղանակը մեծ ազդեցություն ունի մոլիբդենի ֆիզիկական հատկությունների և արտաքին տեսքի վրա։ Փոշիացված մետաղ, բլանկներ և ձողեր սինթինգից առաջ՝ մուգ մոխրագույն: Վերամշակված գլանվածքի գունապնակը շատ ավելի հարուստ է՝ գրեթե սևից մինչև բաց արծաթագույն: Մոլիբդենի խտությունը 10,28 տ/մ է3։ Մետաղը հալվում է 2623˚С ջերմաստիճանում, իսկ 4639˚С ջերմաստիճանում եռում է։ Լիովին մաքուր մոլիբդենն ունի գերազանց ճկունություն և ճկունություն, ինչը երաշխավորում է հեշտ գլորում և դրոշմում: Մինչև 12 մմ տրամագծով աշխատանքային մասը, նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում, կարելի է ազատորեն կապել կրկնակի հանգույցով կամ գլորվել բարակ փայլաթիթեղի վրա: Մետաղն ունի լավ էլեկտրական հաղորդունակություն: Կեղտերի առկայությունը մեծացնում է կարծրությունն ու փխրունությունը և մեծապես որոշում է մոլիբդենի մեխանիկական հատկությունները։
Խոշոր կապեր
Որպես բարդ նյութերի մաս՝ տարրը ցուցադրում է օքսիդացման տարբեր աստիճան՝ +2-ից մինչև ամենաբարձրը (վերջին միացությունները ամենակայունն են), որը որոշում է մոլիբդենի քիմիական հատկությունները։ Այս մետաղին բնորոշ են թթվածնի և հալոգենների (MoO3, MoCl5) և մոլիբդատների (մոլիբդաթթվի աղերը) միացությունները:Օքսիդացման ռեակցիաները հնարավոր են միայն բարձր ջերմաստիճաններում (600˚С-ից): Հետագա աճը կհանգեցնի մոլիբդենի փոխազդեցությանը ածխածնի, ֆոսֆորի և ծծմբի հետ: Լավ է լուծվում ազոտական կամ տաքացված ծծմբաթթվի մեջ։
Ֆոսֆորի, մկնդեղի, բորի և սիլիցիումի թթուները մոլիբդենի հետ կազմում են բարդ միացություններ: Ամենահայտնի և տարածված աղը ամոնիումի ֆոսֆոմոլիբդատն է։ Մոլիբդեն պարունակող նյութերն առանձնանում են լայն գունապնակով և տարբեր երանգներով։
Մոլիբդենի հանքաքարի հարստացման տեխնոլոգիա
Բացարձակապես մաքուր մոլիբդենի արդյունաբերական արտադրությունը յուրացվել է միայն 20-րդ դարում։ Մոլիբդենի հանքաքարի քիմիական վերամշակմանը նախորդում է դրա հարստացումը. ջարդիչներում և գնդային գործարաններում մանրացնելուց հետո հիմնական մեթոդը հինգ կամ վեց ֆլոտացիա է։ Արդյունքը հումքի մեջ մոլիբդենի դիսուլֆիդի բարձր կոնցենտրացիան է (մինչև 95%)։
Հաջորդ և ամենակարևոր քայլը կրակոցն է. Այստեղ հեռացվում են ջրի անցանկալի կեղտերը, ծծումբը, ֆլոտացիոն ռեակտիվների մնացորդները և մոլիբդենի դիսուլֆիդը օքսիդացվում է եռօքսիդի։ Հետագա մաքրումը հնարավոր է մի քանի եղանակով, սակայն ամենահայտնիներն են հետևյալը՝
- ամոնիակ մեթոդ, որի դեպքում մոլիբդենի միացությունները լիովին լուծվում են, և կեղտը հեռացվում է;
- սուբլիմացիա 900-ից 1100 ˚С ջերմաստիճանում: Արդյունքը՝ MoO3 կոնցենտրացիան բարձրանում է մինչև 90-95%.
Մետաղական մոլիբդենի արդյունաբերական արտադրություն
Ջրածնի անցում մաքրված մոլիբդենի եռօքսիդով (լաբորատորիաներումկրճատումներում հաճախ օգտագործվում են ածխածին կամ ածխածին պարունակող գազեր, ալյումին, սիլիցիում) ստանում են փոշի մետաղ: Գործընթացը տեղի է ունենում հատուկ խողովակային վառարաններում՝ ջերմաստիճանի աստիճանական բարձրացմամբ 500-ից մինչև 1000 ˚С։
Կոմպակտ մոլիբդեն մետաղի արտադրության գործընթացի շղթան ներառում է՝
- Սեղմում. Գործընթացը տեղի է ունենում պողպատե կաղապարներում մինչև 300 ՄՊա ճնշման տակ: Պարտադիր բաղադրիչը գլիցերինի ալկոհոլային լուծույթ է: Բլանկների առավելագույն հատվածը (ծակերը) չի գերազանցում 16 սմ2, իսկ երկարությունը՝ 600 սմ, ավելի մեծերի համար օգտագործվում են ռետինե կամ պոլիմերային ձևեր։ Սեղմումը տեղի է ունենում աշխատանքային խցերում, որտեղ հեղուկը ներարկվում է բարձր ճնշման ներքո:
- Սինտերինգ. Դա տեղի է ունենում երկու փուլով. Առաջինը `ցածր ջերմաստիճանը, որը տևում է 30-180 րոպե (կախված աշխատանքային մասի չափից), իրականացվում է մուֆլային վառարաններում ջրածնի մթնոլորտում 1200 ˚С ջերմաստիճանում: Երկրորդ փուլում (եռակցման) աշխատանքային մասը տաքացվում է մինչև հալման կետին մոտ ջերմաստիճան (2400-2500 ˚С): Արդյունքում ծակոտկենությունը նվազում է և մոլիբդենի խտությունը մեծանում։
Մինչև 3 տոննա կշռող խոշոր բլանկները սինթրվում են ինդուկցիոն, էլեկտրոնային ճառագայթով կամ աղեղային վառարաններում: Գործընթացն ավարտվում է սինթրեված արտադրանքի մեխանիկական մշակմամբ։
Ամենահարուստ ավանդներ
Մոլիբդենը բավականին հազվադեպ տարր է երկրակեղևում և ամբողջ տիեզերքում: Բնության մեջ գոյություն ունեցող երկու տասնյակ օգտակար հանածոներից միայն մոլիբդենիտն ունի արդյունաբերական նշանակալի նշանակություն։(MoS2): Նրա ռեսուրսները անսահման չեն, և արդեն մշակվել են պուելիտներից և մոլիբդատներից մետաղ կորզելու տեխնոլոգիաները։ Կախված հանքաքարի մարմինների միներալային կազմից և ձևից՝ հանքավայրերը բաժանվում են երակային, երակային տարածված և սկարնային։
Տարրի գլոբալ ապացուցված պաշարները կազմում են 19 միլիոն տոննա, գրեթե կեսը Չինաստանում: 1924 թվականից մոլիբդենի ամենամեծ հանքավայրը եղել է Կլիմաքս հանքավայրը (ԱՄՆ, Կոլորադո)՝ մինչև 0,4% միջին պարունակությամբ։ Հաճախ մոլիբդենի հանքաքարերի արդյունահանումն իրականացվում է պղնձի և վոլֆրամի արդյունահանման հետ մեկտեղ։
Ռուսաստանում մոլիբդենի պաշարները կազմում են 360 հազար տոննա։ Հետազոտված 10 հանքավայրերից միայն 7-ն են առևտրային մշակված՝
- Սորսկոե և Ագասկիրսկոե (Խակասիա);
- Բուգդայնսկոե և Ժիրեկենսկոե (Արևելյան Անդրբայկալիա);
- Օրեկիտկանսկոե (Բուրյաթիա);
- Լաբաշ (Կարելիա);
- Տիրնյաուզ (Հյուսիսային Կովկաս).
Արտադրումը կատարվում է ինչպես բաց, այնպես էլ փակ եղանակներով։
Սամուրայ սուրերի գաղտնիքը
Մի քանի դարեր շարունակ եվրոպացի հրացանագործներն ու գիտնականները պայքարում էին երկրորդ հազարամյակի սկզբից հնագույն ճապոնական սրերի սրության և ամրության առեղծվածի դեմ՝ անհաջող կերպով փորձելով պատրաստել նույն բարձրորակ եզրային զենքերը: Միայն XIX դարի վերջին, ճապոնական պողպատի մեջ հայտնաբերելով մոլիբդենի կեղտեր, հնարավոր եղավ լուծել այս հանելուկը։
Առաջին անգամ մոլիբդենի արդյունաբերական օգտագործումը որպես համաձուլվածքային հավելում պողպատի որակը բարելավելու համար (այն տալով կարծրություն և ամրություն) յուրացրել է 1891 թվականին Շնայդերը։& Co Ֆրանսիայից։
Առաջին համաշխարհային պատերազմը զգալի խթան հանդիսացավ մոլիբդենի մետալուրգիայի զարգացման համար։ Հատկանշական է, որ նույն տրամաչափի գերմանական արկերով հեշտությամբ խոցվող անգլո-ֆրանսիական տանկերի ճակատային զրահի հաստությունը 75 մմ-ից կրճատվել է մինչև 25 մմ՝ զրահապատ թիթեղների պողպատին ավելացնելով 1,5-2% մոլիբդեն։ Սա զգալիորեն մեծացրեց մեքենայի ուժը:
Մոլիբդենի կիրառում
Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ամբողջ մոլիբդենի ավելի քան 80%-ը բաժին է ընկնում սեւ մետաղագործությանը։ Առանց դրա ջերմակայուն չուգունի, կառուցվածքային և գործիքային պողպատների արտադրությունն անհնար է պատկերացնել: Տարրի մեկ քաշային մասը բարելավում է պողպատի որակը, համարժեք է վոլֆրամի երկու կշռային մասերին: Քանի որ մոլիբդենի խտությունը երկու անգամ պակաս է, դրա համաձուլվածքները որակով զգալիորեն գերազանցում են վոլֆրամի համաձուլվածքները 1370 ˚С-ից ցածր աշխատանքային ջերմաստիճանում: Մոլիբդենային պողպատներն ավելի լավ են ածխաջրացման համար:
Մոլիբդենը պահանջարկ ունի ռադիոէլեկտրոնային, քիմիական և ներկերի արդյունաբերության մեջ։ Մեքենաշինության մեջ այն օգտագործվում է որպես ջերմակայուն նյութ։ Գյուղատնտեսության մեջ տարրերի միացությունների թույլ լուծույթները զգալիորեն բարելավում են բույսերի կողմից սննդանյութերի կլանումը։ Պետք է նկատի ունենալ, որ մեծ չափաբաժիններով մոլիբդենը թունավոր ազդեցություն է թողնում կենդանի և բույսերի օրգանիզմների վրա և բացասաբար է անդրադառնում շրջակա միջավայրի վրա։
Կենսաբանական նշանակություն
Մարդկանց և կենդանիների սննդակարգում մոլիբդենն ամենակարևոր հետքի տարրերից մեկն է: Ակտիվ կենսաբանական ձևի տեսքով.մոլիբդենի կոենզիմ - (Moco) այն անհրաժեշտ է կենդանի հյուսվածքներում կատաբոլիկ գործընթացների իրականացման համար։
Մոլիբդենի հակաքաղցկեղային գործունեության ոլորտում հետազոտությունները շատ խոստումնալից են թվում։ Լին Սյան (Չինաստան, Հոնան նահանգ, Չինաստան) բնակչության շրջանում մարսողական տրակտի քաղցկեղի բարձր մակարդակը զգալիորեն կրճատվել է մոլիբդեն պարունակող հանքային պարարտանյութերի հողում ներմուծումից հետո։
Մարդու մարմնում տարրերի անբավարարության հազվադեպ դեպքերում կարող են զարգանալ տարածական ապակողմնորոշում, ուղեղի արատներ, մտավոր անոմալիաներ և այլ ծանր նյարդային հիվանդություններ: Մեծահասակների համար մոլիբդենի օրական չափաբաժինը 100-ից 300 մկգ է։ Երբ այն ավելանում է մինչև 5-15 մգ, թունավոր թունավորումն անխուսափելի է, մինչև 50 մգ՝ մահ։ Մոլիբդենի պարունակությամբ առավել հարուստ են տերլազարդ բանջարեղենը, հացահատիկային, հատապտուղները և հատապտուղները (սև հաղարջ, փշահաղարջ), կաթնամթերքը, ձուն, լյարդը և կենդանիների երիկամները։
Բնապահպանական ասպեկտներ
Մոլիբդենի կենսաբանական բնութագրերը պահանջում են հանքաքարի վերամշակման թափոնների հեռացման պահանջներ, ձեռնարկություններում տեխնոլոգիական գործընթացի խստիվ պահպանում՝ աշխատող անձնակազմի և բնության առողջության վրա բացասական ազդեցությունը կանխելու համար:
Պետք է ձեռնարկել բոլոր միջոցները՝ կանխելու վերամշակված արտադրանքի ներթափանցումը ստորերկրյա ջրեր։ Պետք է նկատի ունենալ, որ բույսերը մոլիբդենի կլանման և կուտակելու հատկություն ունեն, ուստի ընձյուղներում և տերևներում դրա պարունակությունը կարող է գերազանցել թույլատրելի կոնցենտրացիաները: Այս կանաչ զանգվածըկարող է վտանգավոր լինել կենդանիների համար: Որպեսզի քամիները չտարածեն օգտագործված ժայռերը, աղբավայրերը ծածկված են հողաշերտով։
Մոլիբդենի համաշխարհային շուկայում միտումներ
Համաշխարհային ֆինանսական ճգնաժամի սկսվելուն պես մոլիբդենի համաշխարհային սպառումը նվազել է 9%-ով։ Բացառություն է կազմել Չինաստանը, որտեղ կա մինչև 5 տոկոս աճ։ 2009 թվականին սպառողական պահանջարկի կտրուկ անկման արձագանքը եղել է արտադրության ծավալների նվազումը։ Արտադրության նախկին մակարդակին հնարավոր է եղել մոտենալ միայն չորս տարի հետո, իսկ 2014 թվականին սահմանվել է նոր առավելագույնը՝ 245 հազար տոննա։ Չինաստանը մնում է մոլիբդենի և դրա արտադրանքի հիմնական սպառողն ու արտադրողը։
Մոլիբդենի խտությունը և զարմանալի հատկությունները այն անփոխարինելի են դարձրել պողպատի և համաձուլվածքների կիրառման համար, որտեղ անհրաժեշտ է թեթև քաշի, բարձր ամրության և կոռոզիոն դիմադրության համադրություն: Ատոմակայանների, այլ էներգետիկ և արդյունաբերական օբյեկտների թվի կանխատեսվող աճը, Հեռավոր Հյուսիսի և Արկտիկայի ծանր պայմաններում նավթի և գազի նոր հանքավայրերի զարգացումը անխուսափելիորեն կհանգեցնի մոլիբդենի և դրա ածանցյալների պահանջարկի ավելացմանը:
