โลหะโมลิบดีนัมมีชื่อคล้ายกับภายนอกของโมลิบดีนัมซัลไฟด์กับแร่ตะกั่ว - กาเลนา (ชื่อกรีกสำหรับตะกั่วคือโมลิบดอส)
ประวัติการค้นพบองค์ประกอบ
ในยุคกลางในยุโรป โมลิบดีนัมถูกเรียกว่าแร่ธาตุสามชนิดที่มีองค์ประกอบต่างกัน แต่มีสีและโครงสร้างของแร่คล้ายกันเกือบ - กาลีนา (Pbs), โมลิบดีไนต์ (MoS2) และกราไฟท์ (C) อย่างไรก็ตาม แร่ "molybdenum sheen" (ชื่ออื่นสำหรับ molybdenite) ถูกใช้เป็นไส้ดินสอที่ทิ้งรอยเขียวเทาบนแผ่นงาน
โลหะโมลิบดีนัม 42 องค์ประกอบของระบบธาตุ Mendeleev ถือเป็นแหล่งกำเนิดของสวีเดน ในปี ค.ศ. 1758 นักเคมีและนักแร่วิทยาจากประเทศนี้ ผู้ค้นพบนิกเกิล แอ็กเซล ครอนสเต็ดท์ เสนอว่าแร่ธาตุข้างต้นมีลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง สองทศวรรษต่อมา Karl Scheele เพื่อนร่วมชาติของเขา ซึ่งเป็นนักเคมีด้านเภสัชกรรมจาก Köping ได้รับกรดโมลิบดิกในรูปของตะกอนสีขาว ("ดินขาว") โดยการต้มโมลิบดีไนต์ในกรดไนตริกเข้มข้น นักวิทยาศาสตร์เข้าใจโดยสัญชาตญาณว่าถ้ากรดโมลิบดิกถูกเผาด้วยถ่านหินก็สามารถแยกออกได้โลหะ. ไม่มีเตาหลอมที่เหมาะสม เขาส่งตัวอย่างไปให้ Peter Gjelm ซึ่งในปี 1782 ได้แยกโลหะใหม่ที่มีสารเจือปนคาร์ไบด์จำนวนมาก เพื่อนร่วมงานตั้งชื่อธาตุว่า "โมลิบดีนัม" (สูตรในตารางธาตุคือ Mo)
โลหะที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ได้รับมาในปี 1817 โดย Jens Berzelius ประธาน Academy of Sciences แห่งสวีเดนเท่านั้น
ลักษณะของสารธรรมดา
วิธีการผลิตมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพของโมลิบดีนัมและลักษณะของโมลิบดีนัม ผงโลหะ ช่องว่าง และแท่งก่อนการเผาผนึก - สีเทาเข้ม จานสีของผลิตภัณฑ์แผ่นรีดแปรรูปนั้นสมบูรณ์ยิ่งขึ้น - ตั้งแต่เกือบดำไปจนถึงสีเงินอ่อน ความหนาแน่นของโมลิบดีนัมคือ 10.28 t/m3 โลหะละลายที่อุณหภูมิ2623˚Сและที่อุณหภูมิ4639˚Сจะเดือด โมลิบดีนัมบริสุทธิ์ทั้งหมดมีความเหนียวและความเหนียวที่ดีเยี่ยม ซึ่งรับประกันการรีดและปั๊มได้ง่าย ชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 12 มม. สามารถทำได้แม้ที่อุณหภูมิห้อง โดยผูกปมคู่หรือรีดเป็นแผ่นฟอยล์บางๆ ก็ได้ โลหะมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี การมีอยู่ของสิ่งสกปรกจะเพิ่มความแข็งและความเปราะบาง และส่วนใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติทางกลของโมลิบดีนัม
การเชื่อมต่อที่สำคัญ
เป็นส่วนหนึ่งของสารที่ซับซ้อน ธาตุแสดงระดับการเกิดออกซิเดชันที่แตกต่างจาก +2 ถึงสูงสุด (สารประกอบหลังมีความเสถียรมากที่สุด) ซึ่งกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของโมลิบดีนัม โลหะนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยสารประกอบที่มีออกซิเจนและฮาโลเจน (MoO3, MoCl5) และโมลิบเดต (เกลือของกรดโมลิบดิก)ปฏิกิริยาออกซิเดชันสามารถทำได้ที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น (จาก600˚С) การเพิ่มขึ้นต่อไปจะทำให้โมลิบดีนัมมีปฏิสัมพันธ์กับคาร์บอน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ละลายได้ดีในกรดไนตริกหรือกรดซัลฟิวริกที่ให้ความร้อน
กรดฟอสฟอริก สารหนู บอริกและซิลิกิกเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีโมลิบดีนัม เกลือที่มีชื่อเสียงและแพร่หลายที่สุดคือแอมโมเนียมฟอสโฟโมลิบเดต สารที่มีโมลิบดีนัมมีความโดดเด่นด้วยจานสีกว้างและเฉดสีต่างๆ
เทคโนโลยีการทำแร่โมลิบดีนัม
อุตสาหกรรมการผลิตโมลิบดีนัมบริสุทธิ์อย่างแท้จริงนั้นเชี่ยวชาญในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น กระบวนการทางเคมีของแร่โมลิบดีนัมนำหน้าด้วยการทำให้เสียเปรียบ: หลังจากการบดในเครื่องบดและโรงสีลูก วิธีการหลักคือการลอยห้าหรือหก ผลที่ได้คือความเข้มข้นสูง (สูงถึง 95%) ของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ในวัตถุดิบ
ขั้นตอนถัดไปและสำคัญที่สุดคือการเริ่มทำงาน ที่นี่สิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์ของน้ำ, กำมะถัน, สารตกค้างของรีเอเจนต์ลอยจะถูกลบออกและโมลิบดีนัมซัลไฟด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นไตรออกไซด์ การทำความสะอาดเพิ่มเติมสามารถทำได้หลายวิธี แต่วิธีต่อไปนี้เป็นที่นิยมมากที่สุด:
- วิธีแอมโมเนียซึ่งสารประกอบโมลิบดีนัมจะละลายจนหมดและขจัดสิ่งสกปรกออก
- ระเหิดที่อุณหภูมิ 900 ถึง 1100 ˚С ผลลัพธ์ - ความเข้มข้นของ MoO3 เพิ่มขึ้นเป็น 90-95%
อุตสาหกรรมการผลิตโมลิบดีนัมโลหะ
ส่งไฮโดรเจนผ่านโมลิบดีนัมไตรออกไซด์บริสุทธิ์ (ในห้องปฏิบัติการสำหรับการลดลงมักใช้ก๊าซคาร์บอนหรือที่ประกอบด้วยคาร์บอน อลูมิเนียม ซิลิกอน) ได้ผงโลหะ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในเตาหลอมแบบพิเศษที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นทีละน้อยจาก 500 เป็น 1,000 ˚С
กระบวนการผลิตโลหะโมลิบดีนัมขนาดกะทัดรัดประกอบด้วย:
- กด. กระบวนการนี้เกิดขึ้นในแม่พิมพ์เหล็กภายใต้แรงกดดันสูงถึง 300 MPa ส่วนประกอบที่มีผลผูกพันคือสารละลายแอลกอฮอล์ของกลีเซอรีน ส่วนสูงสุดของช่องว่าง (แทง) ไม่เกิน 16 ซม.2 และความยาว 600 ซม. สำหรับขนาดใหญ่กว่าจะใช้รูปแบบยางหรือโพลีเมอร์ การกดเกิดขึ้นในห้องทำงานที่มีการฉีดของเหลวภายใต้ความกดอากาศสูง
- เผาผนึก. มันเกิดขึ้นในสองขั้นตอน ครั้งแรก - อุณหภูมิต่ำยาวนาน 30-180 นาที (ขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงาน) ดำเนินการในเตาเผาแบบปิดเสียงในบรรยากาศไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 1200 ˚С ในขั้นตอนที่สอง (การเชื่อม) ชิ้นงานจะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิใกล้กับจุดหลอมเหลว (2400-2500 ˚С) เป็นผลให้ความพรุนลดลงและความหนาแน่นของโมลิบดีนัมเพิ่มขึ้น
ช่องว่างขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักไม่เกิน 3 ตันถูกเผาด้วยการเหนี่ยวนำ ลำแสงอิเล็กตรอน หรือเตาอาร์ค กระบวนการนี้เสร็จสมบูรณ์โดยการประมวลผลทางกลของผลิตภัณฑ์ซินเตอร์
เงินฝากที่รวยที่สุด
โมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างหายากในเปลือกโลกและในจักรวาลโดยรวม จากแร่ธาตุสองโหลที่มีอยู่ในธรรมชาติ มีเพียงโมลิบดีไนต์เท่านั้นที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมีนัยสำคัญ(MoS2). ทรัพยากรไม่สิ้นสุด และเทคโนโลยีสำหรับการสกัดโลหะจากเพาเวลไลต์และโมลิบเดตได้รับการพัฒนาแล้ว ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแร่และรูปร่างของแร่ แหล่งแร่จะถูกแบ่งออกเป็นหลอดเลือดดำ หลอดเลือดดำกระจาย และ skarn
ปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วทั่วโลกของธาตุดังกล่าวมีจำนวน 19 ล้านตัน โดยเกือบครึ่งหนึ่งอยู่ในจีน ตั้งแต่ปี 1924 เงินฝากโมลิบดีนัมที่ใหญ่ที่สุดคือเหมือง Climax (สหรัฐอเมริกา โคโลราโด) โดยมีเนื้อหาเฉลี่ยสูงถึง 0.4% บ่อยครั้งการสกัดแร่โมลิบดีนัมจะดำเนินการพร้อมกับการสกัดทองแดงและทังสเตน
ในรัสเซีย ปริมาณสำรองโมลิบดีนัมอยู่ที่ 360,000 ตัน จากจำนวนเงินฝากที่สำรวจ 10 รายการ มีเพียง 7 รายการเท่านั้นที่ได้รับการพัฒนาในเชิงพาณิชย์:
- Sorskoe และ Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe และ Zhirekenskoe (ทรานส์ไบคาเลียตะวันออก);
- Orekitkanskoe (บูเรียเทีย);
- Labash (คาเรเลีย);
- Tyrnyauz (คอเคซัสเหนือ).
ผลิตได้ทั้งแบบเปิดและปิด
ความลับของดาบซามูไร
ช่างปืนและนักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปได้ต่อสู้กับความลึกลับของความคมและความแข็งแกร่งของดาบญี่ปุ่นโบราณมาเป็นเวลาหลายศตวรรษตั้งแต่เริ่มต้นสหัสวรรษที่สอง โดยพยายามสร้างอาวุธมีคมคุณภาพสูงแบบเดียวกันไม่สำเร็จ เฉพาะตอนปลายศตวรรษที่ XΙX ที่ค้นพบสิ่งเจือปนโมลิบดีนัมในเหล็กญี่ปุ่นเท่านั้นจึงจะสามารถไขปริศนานี้ได้
เป็นครั้งแรกที่อุตสาหกรรมการใช้โมลิบดีนัมเป็นสารเติมแต่งในการเจือปนเพื่อปรับปรุงคุณภาพของเหล็ก (ให้ความแข็งและความเหนียว) ได้รับการเชี่ยวชาญในปี พ.ศ. 2434 โดยชไนเดอร์& Co จากฝรั่งเศส
สงครามโลกครั้งที่หนึ่งเป็นตัวกระตุ้นที่สำคัญสำหรับการพัฒนาโลหะวิทยาโมลิบดีนัม เป็นสิ่งสำคัญที่ความหนาของเกราะหน้าของรถถังแองโกล-ฝรั่งเศสที่เจาะได้ง่ายด้วยกระสุนเยอรมันที่มีความสามารถเดียวกัน ลดลงจาก 75 มม. เป็น 25 มม. โดยเพิ่มโมลิบดีนัม 1.5-2% ให้กับเหล็กของแผ่นเกราะ สิ่งนี้เพิ่มความแข็งแกร่งของเครื่องจักรอย่างมีนัยสำคัญ
การทาโมลิบดีนัม
มากกว่า 80% ของโมลิบดีนัมทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรมตกอยู่ที่โลหะผสมเหล็ก หากไม่มีสิ่งนี้ การผลิตเหล็กหล่อทนความร้อน เหล็กกล้าโครงสร้างและเครื่องมือก็เป็นสิ่งที่คิดไม่ถึง ชิ้นส่วนน้ำหนักหนึ่งชิ้นช่วยเพิ่มคุณภาพของเหล็กได้เทียบเท่ากับทังสเตนสองส่วนที่มีน้ำหนัก เนื่องจากความหนาแน่นของโมลิบดีนัมน้อยกว่าสองเท่า โลหะผสมของมันจะมีคุณภาพเหนือกว่าโลหะผสมทังสเตนอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า 1370 ˚С เหล็กกล้าโมลิบดีนัมยืมตัวไปเป็นคาร์บูไรซิ่งได้ดีกว่า
โมลิบดีนัมเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมวิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์ เคมีและสี ในทางวิศวกรรมเครื่องกล จะใช้เป็นวัสดุทนความร้อน ในการเกษตร สารละลายที่อ่อนของสารประกอบธาตุช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุอาหารของพืชได้อย่างมีนัยสำคัญ โปรดทราบว่าในปริมาณมาก โมลิบดีนัมมีผลเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตและพืช และส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม
ความสำคัญทางชีวภาพ
ในอาหารของมนุษย์และสัตว์ โมลิบดีนัมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด ในรูปแบบของรูปแบบทางชีวภาพที่ใช้งาน -โมลิบดีนัมโคเอ็นไซม์ - (Moco) มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการตามกระบวนการ catabolic ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิต
งานวิจัยด้านกิจกรรมต้านมะเร็งของโมลิบดีนัมดูมีแนวโน้มมาก อุบัติการณ์สูงของโรคมะเร็งในทางเดินอาหารในหมู่ประชากรในเมือง Lin Xian (จังหวัด Honan ประเทศจีน) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการใส่ปุ๋ยแร่ธาตุที่มีโมลิบดีนัมลงในดิน
ในบางกรณีที่ร่างกายขาดธาตุอาหาร อาจเกิดอาการสับสนในอวกาศ สมองบกพร่อง ความผิดปกติทางจิต และโรคทางประสาทขั้นรุนแรงอื่นๆ ปริมาณโมลิบดีนัมต่อวันสำหรับผู้ใหญ่คือ 100 ถึง 300 ไมโครกรัม เมื่อเพิ่มขึ้นเป็น 5-15 มก. พิษที่เป็นพิษจะหลีกเลี่ยงได้มากถึง 50 มก. - เสียชีวิต โมลิบดีนัมที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดคือผักใบ ธัญพืช พืชตระกูลถั่วและผลเบอร์รี่ (แบล็คเคอแรนท์ มะยม) ผลิตภัณฑ์จากนม ไข่ ตับและไตของสัตว์
สิ่งแวดล้อม
ลักษณะทางชีวภาพของโมลิบดีนัมกำหนดข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับการกำจัดของเสียจากการแปรรูปวัสดุแร่ การปฏิบัติตามกระบวนการทางเทคโนโลยีในสถานประกอบการอย่างเข้มงวด เพื่อป้องกันผลกระทบด้านลบต่อสุขภาพของบุคลากรที่ทำงานและธรรมชาติ
ควรใช้มาตรการทั้งหมดเพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์แปรรูปเข้าสู่น้ำบาดาล ควรระลึกไว้เสมอว่าพืชมีความสามารถในการดูดซับและสะสมโมลิบดีนัม ดังนั้นเนื้อหาในหน่อและใบอาจเกินความเข้มข้นที่อนุญาต มวลสีเขียวนี้อาจเป็นอันตรายต่อสัตว์ เพื่อป้องกันไม่ให้ลมพัดหินที่ใช้แล้ว กองขยะถูกปกคลุมด้วยชั้นดิน
แนวโน้มในตลาดโมลิบดีนัมทั่วโลก
เมื่อเริ่มเกิดวิกฤตการเงินโลก การบริโภคโมลิบดีนัมทั่วโลกลดลง 9% ยกเว้นประเทศจีนซึ่งมีการเพิ่มขึ้นถึง 5% การตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่ลดลงอย่างมากในปี 2552 คือปริมาณการผลิตที่ลดลง เป็นไปได้ที่จะเข้าใกล้ระดับก่อนหน้าของผลผลิตหลังจากสี่ปีเท่านั้นและในปี 2014 กำหนดสูงสุดใหม่คือ 245,000 ตัน จีนยังคงเป็นผู้บริโภคหลักและผู้ผลิตโมลิบดีนัมและผลิตภัณฑ์ของตน
ความหนาแน่นและคุณสมบัติที่น่าทึ่งของโมลิบดีนัมทำให้โมลิบดีนัมขาดไม่ได้สำหรับการใช้งานที่เป็นเหล็กและโลหะผสม ซึ่งต้องใช้น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และทนต่อการกัดกร่อนร่วมกัน การเติบโตที่คาดการณ์ไว้ในจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงงานพลังงานและอุตสาหกรรมอื่นๆ การพัฒนาแหล่งน้ำมันและก๊าซแห่งใหม่ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยของฟาร์นอร์ธและอาร์กติกจะนำไปสู่ความต้องการโมลิบดีนัมและอนุพันธ์ที่เพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
