Molybdeenimetallin alkuperä: Molybdeniittimalmista jalostettuun tehdastuotteeseen
Jan 30, 2024
Molybdeeni, atominumero 42, oli käytössä vuosisatoja ennen kuin kukaan tiesi sen olemassaolosta. Japanilaiset sepät seostivat molybdeeni-terästä miekan teriin 1300-luvulla, ja 1500-luvun eurooppalaiset mineralogit ryhmittelivät molybdeniitin grafiittiin, galeenaan ja lyijyyn sen ulkonäön, pehmeän rasvaisen tunteen ja kyvyn jättää jälki paperiin. Metalli eristettiin vasta sen jälkeen, kun sekaannus oli ratkaistu laboratoriossa.
Tunnistaminen ja eristäminen
Vuonna 1754 ruotsalainen kemisti Bengt Andersson Qvist tutki molybdeniittiä ja osoitti, että se ei sisältänyt lyijyä, mikä erottaa sen galeenista. Vuonna 1778 Carl Wilhelm Scheele havaitsi, että typpihappo hyökkää molybdeniittiin ja muodostaa valkoisen oksidin jättäen grafiitin koskemattomaksi, mikä erotti sen grafiitista. Vuonna 1781 Peter Jacob Hjelm pelkisti tämän oksidin hiilellä ja sai metallisen napin, ensimmäisen molybdeenimetallin.
Molybdeniitti ensisijaisena malmina
Molybdeniitti, MoS2, on hallitseva malmimineraali. Sitä esiintyy porfyyrikuparisysteemeissä, joissa se saadaan talteen kuparin vaahdottamisen sivutuotteena, ja kvartsisuonissa, joita käytetään pelkästään molybdeenille. Koska MoS2 on luonnostaan hydrofobinen, se kelluu helposti, joten rikastimet saavuttavat 90 prosenttia tai enemmän MoS2:ta karkeammassa piirissä ja käyttävät sitten uudelleen jauhamista ja useita puhdistusvaiheita saavuttaakseen sulattovalmiille rikasteelle tyypillisen 85–95 prosentin MoS2-alueen.
Konsentraatista tekniseen oksidiin
Konsentraatti paahdetaan useissa -ahju- tai leijukerrosuuneissa noin 550–650 C:ssa. Sulfidi hapetetaan molybdeenioksidiksi, MoO3:ksi, joka haihdutetaan ja kerätään teknisen luokan oksidina, tyypillisesti 57–61 prosenttia Mo. Epäpuhtaudet, kuten kupari, ovat tässä vaiheessa hallittuja. Renium raportoi paahtimelle pois{10}}kaasusta ja se otetaan talteen erikseen, minkä vuoksi paahtamisen taloudellisuus riippuu molemmista metallivirroista.
Metallijauhe ja tiheä tuote
Metallista molybdeenia valmistetaan pääasiassa puhdistetun oksidin vetypelkistyksellä kahdessa vaiheessa: MoO3:sta MoO2:ksi noin 500 - 600 C:ssa, sitten MoO2:sta metalliksi 1000 - 1100 C:ssa. Sitten hieno jauhe tiivistetään ja sintrataan tai sulatetaan tyhjökaari- tai elektronisuihkuuunissa. Tiheä tanko, levy ja levy noudattavat tavanomaista termomekaanista reittiä, ja myllytuotteet tilataan ASTM B386:lle levylle, levylle, nauhalle ja kalvolle ja ASTM B387:lle tangolle, tangolle ja langalle.
| Omaisuus tai arvosana | Arvo |
|---|---|
| Atominumero | 42 |
| Sulamispiste | 2623 C |
| Tiheys 20 C:ssa | 10,2 g/cm3 |
| Kristallirakenne | Runko-keskitetty kuutio |
| Seostamaton laatumerkintä | 360 |
| TZM:n nimellinen koostumus | Mo-0,5Ti-0,08Zr-0,02C |
Ostohuomautuksia alkuperästä ja puhtaudesta
Molybdeenin alkuperällä on vähemmän merkitystä kuin niobiumilla, koska porfyyrikuparin tuotanto hajauttaa tarjontaa useille mantereille, mutta prosessireitillä on suuri merkitys. Jauhemetallurgian tuotteessa on tyypillinen hiili- ja happitaso, joka noudattaa pelkistyskäytäntöä, kun taas tyhjiö{1}}sulassa materiaalissa on vähemmän haihtuvia aineita. Ostajien, jotka työstävät molybdeeniä edelleen elektrodeiksi, sihdiksi tai sputterointikohteiksi, tulisi määrittää välirajat, raekoko ja tasomaisuus tai kaltevuustoleranssi vakiolaadun lisäksi, koska nämä kolme muuttujaa lisäävät tuottoa loppupään toiminnoissa.
Usein kysytyt kysymykset
Q:Kuka eristi ensimmäisenä molybdeenimetallin?
V: Peter Jacob Hjelm pelkisti molybdioksidin hiilellä vuonna 1781, kolme vuotta sen jälkeen, kun Carl Wilhelm Scheele oli perustanut molybdeniitin oksidikemian.
Q:Mikä on molybdeenin ensisijainen malmimineraali?
V: Molybdeniitti, MoS2, saatu talteen joko porfyyrikuparin vaahdottamisen sivutuotteena tai primäärisistä molybdeenilaskimoista.
Q:Miten molybdeenimetalli valmistetaan malmista?
V: Paahtaminen muuttaa sulfiditiivisteen tekniseksi molybdeenioksidiksi, ja puhdistetun oksidin vetypelkistys tuottaa metallijauhetta, joka sintrataan tai sulatetaan tiiviiksi tuotteeksi.
Q:Mitkä ASTM-standardit kattavat molybdeenimyllytuotteet?
V: ASTM B386 peittää levyt, levyt, nauhat ja kalvot ja ASTM B387 kattaa tangon, tangon ja langan; metalliseos 360 on seostamaton laatu ja TZM on Mo-0.5Ti-0.08Zr-0.02C laatu.
Q:Miksi molybdeenitiivistelaadulla on merkitystä?
V: Korkeampi MoS2-pitoisuus rikasteessa alentaa paahtimen kuormitusta oksiditonnia kohden ja vähentää sakkoelementtejä, jotka on poistettava ennen jauheen tuotantoa.
Q:Onko renium osa molybdeenin arvoketjua?
V: Kyllä. Renium otetaan talteen paahtimen pois{1}}kaasusta, joten molybdeenirikaste hinnoitellaan molempia metallivirtoja vastaan.
