Металл молибден нь молибдений дисульфид нь хар тугалганы хүдэртэй гаднах төстэй байдгаас үүдэлтэй - галена (Грекээр хар тугалга нь молибдос).
Элементийн нээлтийн түүх
Дундад зууны үед Европт молибденийг өөр өөр найрлагатай, гэхдээ өнгө, бүтцийн хувьд бараг ижил төстэй гурван эрдэс гэж нэрлэдэг байсан - галена (Pbs), молибденит (MoS2) ба бал чулуу (C). Дашрамд хэлэхэд, "молибдений гялбаа" эрдэсийг (молибденитийн өөр нэр) харандаанд хар тугалга болгон ашигладаг байсан бөгөөд энэ нь цаасан дээр ногоон саарал ул мөр үлдээдэг.
Менделеевийн үелэх системийн 42 элемент болох молибдений металыг Шведийн төрсөн газар гэж үздэг. 1758 онд энэ улсын химич, эрдэс судлаач, никель нээсэн Аксел Кронстедт дээрх ашигт малтмал нь огт өөр шинж чанартай гэж үзсэн. Хорин жилийн дараа түүний нутаг нэгт, Кепингийн эмийн химич Карл Шееле молибденитийг концентрацитай азотын хүчилд буцалгаж цагаан тунадас ("цагаан дэлхий") хэлбэрээр молибдийн хүчил гаргаж авсан. Эрдэмтэд хэрэв молибдын хүчлийг нүүрсээр шохойжуулбал түүнийг тусгаарлах боломжтой гэдгийг ойлгосон.металл. Тохиромжтой зуухгүй тул тэрээр 1782 онд их хэмжээний карбидын хольц бүхий шинэ металлыг тусгаарласан Питер Гжелм рүү дээж илгээв. Хамт ажиллагсад энэ элементийг "молибден" гэж нэрлэсэн (үелэх систем дэх томъёо нь Mo).
Харьцангуй цэвэр металлыг зөвхөн 1817 онд Шведийн Шинжлэх Ухааны Академийн ерөнхийлөгч Йенс Берзелиус олж авсан.
Энгийн бодисын шинж чанар
Үйлдвэрлэлийн арга нь молибдений физик шинж чанар, гадаад төрх байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Нунтаг металл, хоосон зай, саваа нь синтерлэхээс өмнө - хар саарал. Боловсруулсан цувисан бүтээгдэхүүний палитр нь илүү баялаг - бараг хараас цайвар мөнгө хүртэл. Молибдений нягт нь 10.28 т/м3. Металл 2623˚С-ийн температурт хайлж, 4639˚С-т буцалгана. Бүрэн цэвэр молибден нь маш сайн уян хатан, уян хатан чанартай тул өнхрөх, дарахад хялбар байдаг. Өрөөний температурт ч гэсэн 12 мм хүртэл диаметртэй ажлын хэсгийг давхар зангилаагаар чөлөөтэй холбож эсвэл нимгэн тугалган цаасаар өнхрүүлж болно. Металл нь сайн цахилгаан дамжуулах чадвартай. Хорт бодис байгаа нь хатуулаг, хэврэг байдлыг нэмэгдүүлж, молибдений механик шинж чанарыг ихээхэн тодорхойлдог.
Үндсэн холболтууд
Нарийн төвөгтэй бодисын нэг хэсэг болох элемент нь молибдений химийн шинж чанарыг тодорхойлдог +2-ээс хамгийн өндөр (сүүлийн нэгдлүүд нь хамгийн тогтвортой байдаг) хүртэл өөр өөр исэлдэлтийн түвшинг харуулдаг. Энэ металл нь хүчилтөрөгч, галоген (MoO3, MoCl5) болон молибдат (молибдийн хүчлийн давс) бүхий нэгдлээр тодорхойлогддог. Исэлдэлтийн урвал нь зөвхөн өндөр температурт (600˚С) боломжтой байдаг. Цаашид нэмэгдэх нь молибден нь нүүрстөрөгч, фосфор, хүхэртэй харилцан үйлчлэлцэхэд хүргэдэг. Энэ нь азотын эсвэл халсан хүхрийн хүчилд сайн уусдаг.
Фосфор, хүнцэл, бор, цахиурын хүчлүүд нь молибдентэй нийлмэл нэгдэл үүсгэдэг. Хамгийн алдартай, нийтлэг давс бол аммонийн фосфомолибдат юм. Молибден агуулсан бодисууд нь өргөн өнгөт палитр, янз бүрийн сүүдэрээр ялгагдана.
Молибдений хүдэр баяжуулах технологи
Үйлдвэрлэлийн туйлын цэвэр молибдений үйлдвэрлэлийг зөвхөн 20-р зуунд эзэмшсэн. Молибдений хүдрийг химийн аргаар боловсруулахын өмнө түүнийг баяжуулдаг: бутлуур болон бөмбөлөгт тээрэмд нунтагласны дараа үндсэн арга нь тав, зургаан флотаци юм. Үүний үр дүнд түүхий эд дэх молибдений дисульфидын өндөр концентраци (95% хүртэл) бий болно.
Дараагийн бөгөөд хамгийн чухал алхам бол буудах. Энд тааламжгүй ус, хүхэр, флотацийн урвалжийн үлдэгдлийг зайлуулж, молибдений дисульфидыг триоксид болгон исэлдүүлдэг. Цаашид цэвэрлэгээг хэд хэдэн аргаар хийх боломжтой боловч дараах нь хамгийн алдартай нь:
- аммиакийн арга, үүнд молибдений нэгдлүүдийг бүрэн уусгаж, хольцыг арилгадаг;
- сублимацийг 900-1100 ˚С температурт хийнэ. Үр дүн - MoO3-ийн концентраци 90-95% болж өснө.
Металл молибдений үйлдвэрийн үйлдвэрлэл
Устөрөгчийг цэвэршүүлсэн молибдений гурвалсан ислээр дамжуулах (лабораторидбууруулах нь ихэвчлэн нүүрстөрөгч эсвэл нүүрстөрөгч агуулсан хий ашиглах, хөнгөн цагаан, цахиур) нунтаг металл авах. Уг процесс нь температурыг 500-аас 1000 ˚С хүртэл аажмаар нэмэгдүүлэх тусгай хоолойн зууханд явагддаг.
Авсаархан молибдений металл үйлдвэрлэх технологийн гинжин хэлхээнд:
- Дарж байна. Уг процесс нь 300 МПа хүртэл даралттай ган хэвэнд явагддаг. Холбох бүрэлдэхүүн хэсэг нь глицерин агуулсан архины уусмал юм. Хоосон хэсгүүдийн хамгийн дээд хэсэг нь 16 см2-ээс хэтрэхгүй, урт нь 600 см, том хэмжээтэй бол резин эсвэл полимер хэлбэрийг ашигладаг. Даралтыг өндөр даралтын дор шингэн шахдаг ажлын камерт хийдэг.
- Синжингийн. Энэ нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Эхнийх нь бага температурт, 30-180 минут үргэлжилдэг (бүтээгдэхүүний хэмжээнээс хамаарч) 1200 ˚С температурт устөрөгчийн орчинд муфель зууханд хийгддэг. Хоёрдахь үе шатанд (гагнуур) ажлын хэсгийг хайлах цэгийн ойролцоо температурт (2400-2500 ˚С) халаана. Үүний үр дүнд сүвэрхэг чанар буурч, молибдений нягт нэмэгддэг.
3 тонн хүртэл жинтэй том хоосон зайг индукц, электрон цацраг эсвэл нуман зууханд нунтаглана. Уг процесс нь шингэсэн бүтээгдэхүүнийг механик боловсруулалтаар дуусгадаг.
Хамгийн баян ордууд
Молибден бол дэлхийн царцдас болон бүхэлдээ орчлон ертөнцөд нэлээд ховор элемент юм. Байгальд байдаг хорин хэдэн эрдсийн дотроос зөвхөн молибденит нь үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдолтой юм.(MoS2). Түүний нөөц нь эцэс төгсгөлгүй биш бөгөөд повелит, молибдатаас металл гаргаж авах технологи аль хэдийн боловсруулагдсан. Эрдсийн найрлага, хүдрийн биетийн хэлбэрээс хамааран ордуудыг судалтай, судалтай, скарн гэж хуваадаг.
Элементийн дэлхийн хэмжээнд батлагдсан нөөц нь 19 сая тонн бөгөөд бараг тал нь Хятадад байдаг. 1924 оноос хойш молибдений хамгийн том орд нь Climax уурхай (АНУ, Колорадо) байсан бөгөөд дунджаар 0.4% хүртэл байдаг. Ихэнхдээ молибдений хүдэр олборлох ажлыг зэс, вольфрам олборлохтой хамт явуулдаг.
Орос улсад молибдений нөөц 360 мянган тонн байдаг. Хайгуул хийсэн 10 ордоос ердөө 7 ордыг нь арилжааны зориулалтаар ашиглажээ:
- Сорское ба Агаскирское (Хакас);
- Бугдайнское ба Жирекенское (Зүүн Өвөрбайгалийн хязгаар);
- Орекитканское (Буриад);
- Лабаш (Карелия);
- Тырняуз (Хойд Кавказ).
Үйлдвэрлэлийг нээлттэй болон хаалттай аргаар хийдэг.
Самурай сэлэмний нууц
Хэдэн зууны турш Европын зэвсгийн дарханчууд болон эрдэмтэд 2-р мянганы эхэн үеэс эхлэн эртний Японы сэлэмний хурц, бат бөх байдлын нууцыг тайлж, ижил өндөр чанартай иртэй зэвсгийг бүтээх гэж оролдсоор бүтэлгүйтсэн. Зөвхөн XΙX зууны сүүлчээр л Японы гангаас молибдений хольц байгааг олж илрүүлснээр энэ оньсого тайлах боломжтой болсон.
Молибденийг гангийн чанарыг сайжруулах (хатуулаг, бат бөх чанарыг өгөх) хайлшийн нэмэлт болгон үйлдвэрлэлийн зориулалтаар анх удаа 1891 онд Шнайдер эзэмшиж байжээ. Францаас & Co.
Дэлхийн нэгдүгээр дайн нь молибдений металлургийн хөгжилд чухал түлхэц болсон. Германы ижил калибрын бүрхүүлээр амархан цоолдог Англи-Франц танкуудын урд талын хуягны зузаан хуягны хавтангийн ган дээр 1.5-2% молибден нэмснээр 75 мм-ээс 25 мм болж буурсан нь чухал юм. Энэ нь машины хүчийг эрс нэмэгдүүлсэн.
Молибдений хэрэглээ
Аж үйлдвэрт хэрэглэж буй молибдений 80 гаруй хувийг хар металлургийн үйлдвэр эзэлдэг. Үүнгүйгээр халуунд тэсвэртэй цутгамал төмөр, хийц, багаж хэрэгслийн ган үйлдвэрлэхийг төсөөлөхийн аргагүй юм. Элементийн жингийн нэг хэсэг нь гангийн чанарыг сайжруулж, вольфрамын хоёр жинтэй тэнцэнэ. Молибдений нягт нь хоёр дахин бага тул түүний хайлш нь 1370 ˚С-аас доош температурт вольфрамын хайлшаас чанарын хувьд хамаагүй давуу юм. Молибдений ган нь нүүрстөрөгчийг шингээхэд илүү тохиромжтой.
Молибден нь радио электрон, химийн болон будгийн салбарт эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Механик инженерийн хувьд халуунд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг. Хөдөө аж ахуйд элементийн нэгдлүүдийн сул уусмал нь ургамлын шим тэжээлийг шингээх чадварыг эрс сайжруулдаг. Молибденийг их тунгаар хэрэглэхэд амьд болон ургамлын организмд хортой нөлөө үзүүлж, байгаль орчинд сөргөөр нөлөөлдөг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.
Биологийн ач холбогдол
Хүн, амьтны хоол тэжээлд молибден нь хамгийн чухал ул мөр элементийн нэг юм. Идэвхтэй биологийн хэлбэр хэлбэрээр -молибдений коэнзим - (Моко) нь амьд эдэд катаболик үйл явцыг хэрэгжүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
Молибдений хорт хавдрын эсрэг үйл ажиллагааны чиглэлээр хийсэн судалгаа маш ирээдүйтэй харагдаж байна. Лин Шянь (БНХАУ, Хонань муж) хотын хүн амын дунд молибден агуулсан эрдэс бордоог хөрсөнд нэвтрүүлснээр хоол боловсруулах замын хорт хавдрын өвчлөл эрс буурсан байна.
Хүний биед элементийн дутагдалтай ховор тохиолдолд орон зайн чиг баримжаа алдагдах, тархины гажиг, сэтгэцийн эмгэг болон бусад хүнд мэдрэлийн өвчин үүсч болно. Насанд хүрэгчдэд зориулсан молибдений хоногийн тун нь 100-300 мкг байна. 5-15 мг хүртэл нэмэгдвэл хортой хордлого зайлшгүй, 50 мг хүртэл үхэлд хүргэдэг. Молибденээр хамгийн их баялаг нь навчит ногоо, үр тариа, буурцагт болон жимс (үхрийн нүд, үхрийн нүд) тариа, сүүн бүтээгдэхүүн, өндөг, малын элэг, бөөр юм.
Байгаль орчны асуудал
Молибдений биологийн шинж чанар нь хүдрийн материалыг боловсруулах явцад гарсан хог хаягдлыг зайлуулах, аж ахуйн нэгжүүдэд технологийн процессыг чанд мөрдөж ажиллах, ажилчдын эрүүл мэнд, байгальд сөрөг нөлөө үзүүлэхээс урьдчилан сэргийлэх шаардлагыг нэмэгдүүлж байна.
Боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг гүний усанд оруулахгүйн тулд бүх арга хэмжээг авна. Ургамал нь молибденийг шингээх, хуримтлуулах чадвартай тул найлзуурууд, навчнууд дахь агууламж нь зөвшөөрөгдөх концентрациас хэтэрч болзошгүй гэдгийг санах нь зүйтэй. Энэ ногоон массамьтанд аюултай байж болно. Ашигласан чулуулгийг салхи салхилуулахгүйн тулд овоолгыг шороон давхаргаар хучдаг.
Дэлхийн молибдений зах зээлийн чиг хандлага
Дэлхийн санхүүгийн хямрал эхэлснээр дэлхийн молибдений хэрэглээ 9%-иар буурчээ. Үл хамаарах зүйл бол Хятад улс байсан бөгөөд 5% хүртэл өссөн байна. 2009 онд хэрэглээний эрэлт огцом буурсны хариу нь үйлдвэрлэлийн хэмжээ буурсан явдал байв. Дөрвөн жилийн дараа л өмнөх түвшинд хүрэх боломжтой байсан бөгөөд 2014 онд дээд тал нь 245 мянган тонныг шинээр тогтоосон. Хятад молибден болон түүний бүтээгдэхүүний гол хэрэглэгч, үйлдвэрлэгч хэвээр байна.
Молибдений нягтрал, гайхалтай шинж чанарууд нь түүнийг хөнгөн жин, өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй байх шаардлагатай ган болон хайлшийн хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай болгосон. Атомын цахилгаан станцууд, бусад эрчим хүч, аж үйлдвэрийн байгууламжуудын тоо урьдчилан таамаглаж буй өсөлт, Алс Хойд болон Арктикийн хатуу ширүүн нөхцөлд газрын тос, байгалийн хийн шинэ ордуудыг ашиглах нь молибден болон түүний деривативуудын эрэлтийг нэмэгдүүлэхэд зайлшгүй хүргэнэ.
