Молибден

Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Апреля 2013 в 16:25, реферат

Краткое описание

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

— 424.00 Кб (Скачать)

 

Содержание

 

  1. Общие сведения о молибдене ………………………..…………………..…………………….……2
    1. Физические свойства………….………………….………………….……………………….2
    2. Химические свойства………..……………………………………….………………………4
    3. Получение молибдена………………………………………..……………………………....6
    4. Применение в промышленности………………………………….………………………...7
  2. Распространенность в природе…………………………………………….………………………...8
    1. Среднее содержание в различных породах…………..………………………………..…9
    2. Среднее содержание молибдена в биосфере……………………………………………..10
    3. Минеральные формы молибдена……………………………….…………………...........12
  3. Минеральное сырье……………………………………………………………………………….....15
    1. Минерально-сырьевая база……………………………………………………...………..16
  4. Генетические и промышленные типы месторождений ………………………...…..…………….17
  5. Список литературы…………………………………………………..………………………………22

 

  1. 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.

    1. Физические свойства

Таблица 1. Основные физические свойства молибдена

Атомный радиус, А°

1,36

Грамм-атомный  объем, см3

9,41

Ионный радиус, А:

 

Мо2+, А

1,01

Мо4+ , А

0,68

Мо6+ , А

0,5 – 0,62

Плотность, г/см3

10,21

Т. пл., °С

2622±10

Т. кип., °С

~ 4864

Кристаллическая решетка

Пространственно-центрированная кубическая

Потенциал ионизации, В

7,2 (Мо0→ Мо1+)

Поперечное  сечение захвата тепловых нейтронов,барн/атом

2,7


Молибден кристаллизуется  в кубической объёмно-центрированной решётке с периодом а = 3,14 . Атомный  радиус 1,4 , ионные радиусы Mo4+ 0,68 , Mo6+ 0,62 . Плотность 10,2 г/см3 (20 °C); tпл 2620 = 10 °C; tkип около 4800 °C. Удельная теплоёмкость при 20-100 °C 0,272 кдж/(кг x К), т. е. 0,065 кал/(г x град). Теплопроводность при 20 °C 146,65 вт/(см x К), т. е. 0,35 кал/(см x сек x град). Термический коэффициент линейного расширения (5,8-6,2) x 10-6 при 25-700 °C. Удельное электрическое сопротивление 5,2 x 10-8 ом x м, т. е. 5,2 x 10-6 ом x см; работа выхода электронов 4,37 эв. молибден парамагнитен; атомная магнитная восприимчивость ~ 90 x 10-6 (20 °C). 

    1. 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/м2).

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 Mo4d55s1, 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/м2, т. е. 150-160 кгс/мм2 (для спечённого штабика), 2000-2300 Мн/м2 (для кованого прутка) и 1400-1850 Мн/м2 (для отожжённой проволоки); предел прочности для отожжённой проволоки при растяжении 800-1200 Мн/м2. Модуль упругости М. 285-300 Гн/м2. Рекристаллизующий отжиг не приводит к хрупкости металла. 

    1. Получение элемента

Основным сырьем для производства молибдена, его сплавов и соединений служат стандартные молибденитовые концентраты. Их получают по средствам флотаций молибденовых руд с содержанием 85-90% MoS2 (47-50% Мо, 28-32% S, 3-5% SiO2, присутствуют также примеси минералов Fe, Сu, Са и др. элементов).

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.

 

    1. 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. 

  1. 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. 

    1. Содержание молибдена в горных породах указано в табл. 2 и табл. 3.

таблица 2

Распространенность  молибдена в горных породах (вес. %)

по А.П. Виноградову (1962)

Элемент

Каменные метеориты (хондриты)

Ультраосновные  породы

(дуниты и  др.)

Основные породы(базальты, габбро и др.)

Средние породы

(диориты, андезиты)

Кислые породы

(граниты, гранодиориты)

Осадочные породы

(глины и сланцы)

2 части кислых  пород + 1 часть основных пород

 

Mo

 

6∙10-5

 

2∙10-5

 

1,4∙10-4

 

9∙10-5

 

1∙10-4

 

2∙10-4

 

1,1∙10-4


Здесь содержание дано в весовых процентах (10-6 г/г=10-4 %).

В табл. 2 содержание молибдена выражено в частях на миллион (или 10-6 г/г).

 

Данные о  содержании молибдена в породах  разного типа

По К.Теркину  и К. Ведеполю (1961)   Таблица 3

Элемент

Изверженные породы

Осадочные породы

Глубоководные породы

Ультраосновные

Базальтовые

Гранитоиды

Сиениты

Глины

Песчаники

Карбонатные

Известковые

Глинистые

Богатые ca

Бедные ca

Mo

3∙10-5

1,5∙10-4

1∙10-4

1,3∙10-4

6∙10-5

2,6∙10-4

2∙10-5

4∙10-5

3∙10-6

2,7∙10-3


Информация о работе Молибден