Molybden (často označovaný jako "Moly") je oceňován jako legující činidlo ve struktuře a nerezové oceli díky své pevnosti, odolnosti proti korozi a schopnosti udržovat tvar a pracovat při vysokých teplotách.
Vlastnosti
- Atomový symbol: Mo
- Atomové číslo: 42
- Kategorie prvku: Přechodový kov
- Hustota: 10,28 g / cm3
- Teplota tání: 2653 ° C
- Bod varu: 4638 ° C
- Mohova tvrdost: 5.5
Vlastnosti
Jako ostatní žáruvzdorné kovy, molybden má vysokou hustotu a teplotu tání a je odolný vůči teplu a opotřebení. Při 2 623 ° C (4 753 ° F) má molybden jeden z nejvyšších bodů tání všech kovových prvků, zatímco jeho koeficient tepelné roztažnosti je jedním z nejnižších ze všech inženýrských materiálů. Moly má také nízkou toxicitu.
V oceli molybden snižuje křehkost a zvyšuje pevnost, vytvrditelnost, svařitelnost a odolnost proti korozi.
Dějiny
Kovový molybden byl poprvé izolován v laboratoři Peterem Jacobem Hjelmem v roce 1782. Většinu příštího století zůstávala většinou v laboratořích, dokud zvýšené experimenty s ocelářskými slitinami neprokázaly vyztužení molárních slitin.
Počátkem 20. století se vyměňovali výrobci pancéřové oceli wolfram s molybdenem. První významnou aplikací pro moly však bylo aditivum v wolframových vláknech pro žárovky, které se ve stejném období začaly používat.
Napjaté dodávky wolframu během první světové války vedly k nárůstu poptávky po molybdenu na oceli. Tato poptávka vyústila v objevování nových zdrojů a následné objevení vkladu Climaxu v Coloradu v roce 1918.
Po válce se vojenská poptávka snížila, ale příchod nového průmyslu - automobilů - zvýšil poptávku po ocelích s vysokou pevností, které obsahují molybden. Koncem třicátých let byl moly široce přijímán jako technický, hutní materiál.
Význam molybdenu pro průmyslové oceli vedl k jeho vzniku jako investiční komodity v EU počátkem 21. století a v roce 2010 London Metal Exchange (LME) představila své první futures na molybden smlouvy.
Výroba
Molybden se nejčastěji vyrábí jako vedlejší produkt nebo vedlejší produkt měď, ale několik dolů produkuje moly jako primární produkt.
Primární produkce molybdenu se extrahuje výhradně z molybdenitu, sulfidové rudy, která má obsah molybdenu mezi 0,01 a 0,25%.
Kovový molybden se vyrábí z oxidu molybdenového nebo molybdenanu amonného procesem redukce vodíku. Aby se však tyto meziprodukty mohly extrahovat z molybdenitové rudy, musí být nejprve rozdrceny a plovány, aby se oddělil sulfid mědi od molybdenitu.
Výsledný sulfid molybdeničitý (MoS2) se poté praží při teplotě mezi 500 - 600 ° C (932 - 1112 ° F), aby se získal pražený koncentrát molybdenitu (Mo03, také označovaný jako technický koncentrát molybdenu). Pečený koncentrát molybdenu obsahuje minimálně 57% molybdenu (a méně než 0,1% síry).
Sublimace koncentrátu vede k oxidu molybdeničitému (MoO3), který pomocí dvoustupňového procesu redukce vodíku produkuje kov molybdenu. V prvním kroku se MoO3 redukuje na oxid molybdeničitý (MoO2). Oxid molybdeničitý se potom protlačuje trubicí procházející vodíkem nebo rotačními pecemi při 1000 až 1100 ° C (1832 až 2012 ° F), čímž se získá kovový prášek.
Molybden produkovaný jako vedlejší produkt mědi z depozitů mědi, jako je ložisko Bingham Canyon v Utahu, je odstraňován jako disulfát molybdenu během flotace práškové měděné rudy. Koncentrát se praží za vzniku oxidu molybdenového, který může být podroben stejnému sublimačnímu procesu za vzniku kovového molybdenu.
Podle statistik USGS činila celková celosvětová produkce v roce 2009 zhruba 221 000 tun. Největší produkující země byly Čína (93 000 MT), USA (47 800 MT), Chile (34 900 MT) a Peru (12 300 MT). Největšími producenty molybdenu jsou Molymet (Chile), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper a Jinduicheng Molybdenum Group.
Aplikace
Více než polovina vyrobeného molybdenu končí jako legující činidlo v různých strukturálních a nerezových ocelích.
Mezinárodní asociace molybdenu odhaduje, že strukturální oceli představují 35% veškeré poptávky po molech. Molybden se používá jako přísada do konstrukčních ocelí díky své odolnosti vůči korozi, pevnosti a trvanlivosti. Tyto oceli jsou zvláště užitečné při ochraně kovů proti chloridové korozi a používají se v a široký rozsah aplikací v mořském prostředí (např. ropné vrtné soupravy na moři), jakož i ropa a plyn potrubí.
Nerezové oceli představují dalších 25% poptávky po molybdenu, což si cení schopnosti kovu posilovat a inhibovat korozi. Mezi mnoho jiných použití, nerezové oceli jsou používány ve farmaceutických, chemických a celulózových a papírových mlýnech, cisternových vozech, oceánských tankerech a odsolovacích zařízeních.
Vysokorychlostní oceli a superslitiny využívají krtek k posílení, zvýšení tvrdosti a odolnosti proti opotřebení a deformaci při vysokých teplotách. Vysokorychlostní oceli se používají k formování vrtáků a řezných nástrojů, zatímco superslitiny se používají v EU výroba proudových motorů, turbodmychadel, turbín na výrobu energie a v chemickém a ropném průmyslu rostlin.
Malé procento mol se používá ke zvýšení pevnosti, tvrdosti, teploty a tlakové tolerance litiny a oceli, které se používají v automobilových motorech (konkrétněji při výrobě hlav válců, bloků motorů a výfukových plynů) potrubí). Umožňují motorům běžet tepleji a tím snižovat emise.
Vysoce čistý kov molybdenu se používá v celé řadě aplikací od práškových povlaků až po solární články a displeje s plochými panely.
Asi 10 - 15% extrahovaného molybdenu nekončí v kovových výrobcích, ale používá se v chemikáliích, nejčastěji v katalyzátorech pro ropné rafinerie.