Metali molibden ia detyron emrin e tij ngjashmërisë së jashtme të disulfidit të molibdenit me mineralin e plumbit - galena (emri grek i plumbit është molybdos).
Historiku i zbulimit të elementeve
Në Mesjetë në Evropë, molibden quhej tre minerale me përbërje të ndryshme, por pothuajse të ngjashme në ngjyrë dhe strukturë të mineralit - galena (Pbs), molibdenit (MoS2) dhe grafit (C). Meqë ra fjala, minerali "shkëlqimi i molibdenit" (një emër tjetër për molibdenitin) u përdor si plumb për lapsat që lanë një shenjë të gjelbër-gri në fletë.
Metali i molibdenit, 42 elementë të sistemit periodik të Mendelejevit, konsiderohet të jetë vendlindja e Suedisë. Në vitin 1758, kimisti dhe mineralologu nga ky vend, zbuluesi i nikelit, Axel Cronstedt, sugjeroi që mineralet e mësipërme kanë një natyrë krejtësisht të ndryshme. Dy dekada më vonë, bashkatdhetari i tij, një kimist farmaceutik nga Köping, Karl Scheele, mori acid molibdik në formën e një precipitati të bardhë ("tokë e bardhë") duke zier molibdenitin në acid nitrik të koncentruar. Shkencëtari e kuptoi në mënyrë intuitive se nëse acidi molibdik kalcinohet me qymyr, atëherë është e mundur të izolohetmetalike. Duke mos pasur një furrë të përshtatshme, ai i dërgoi mostrat Peter Gjelmit, i cili në vitin 1782 izoloi një metal të ri me një sasi të madhe papastërtish karabit. Kolegët e quajtën elementin "molibden" (formula në tabelën periodike është Mo).
Metal relativisht i pastër u mor vetëm në 1817 nga Jens Berzelius, president i Akademisë Suedeze të Shkencave.
Karakterizimi i një substance të thjeshtë
Mënyra e prodhimit ka një ndikim të madh në vetitë fizike të molibdenit dhe pamjen e tij. Metali pluhur, boshllëqet dhe shufrat para sinterimit - gri e errët. Paleta e produkteve të përpunuara të mbështjellë është shumë më e pasur - nga pothuajse e zeza në argjend të lehtë. Dendësia e molibdenit është 10,28 t/m3. Metali shkrihet në një temperaturë prej 2623˚С, dhe në 4639˚С vlon. Molibdeni plotësisht i pastër ka lakueshmëri dhe duktilitet të shkëlqyer, gjë që garanton rrotullim dhe stampim të lehtë. Një pjesë e punës me një diametër deri në 12 mm, edhe në temperaturën e dhomës, mund të lidhet lirshëm me një nyjë të dyfishtë ose të mbështillet në një fletë metalike të hollë. Metali ka përçueshmëri të mirë elektrike. Prania e papastërtive rrit fortësinë dhe brishtësinë dhe përcakton kryesisht vetitë mekanike të molibdenit.
Lidhjet kryesore
Si pjesë e substancave komplekse, elementi shfaq një shkallë të ndryshme oksidimi nga +2 në më të lartat (përbërjet e fundit janë më të qëndrueshmet), gjë që përcakton vetitë kimike të molibdenit. Ky metal karakterizohet nga komponime me oksigjen dhe halogjene (MoO3, MoCl5) dhe molibdate (kripëra të acidit molibdik). Reaksionet e oksidimit janë të mundshme vetëm në temperatura të larta (nga 600˚С). Rritja e mëtejshme do të bëjë që molibden të ndërveprojë me karbonin, fosforin dhe squfurin. Ai tretet mirë në acid sulfurik nitrik ose të nxehtë.
Acidet fosforike, arseniku, borik dhe silicik formojnë komponime komplekse me molibden. Kripa më e famshme dhe e zakonshme është fosfomolibdati i amonit. Substancat që përmbajnë molibden dallohen nga një gamë e gjerë ngjyrash dhe nuanca të ndryshme.
Teknologjia e përftimit të mineralit të molibdenit
Prodhimi industrial i molibdenit absolutisht të pastër u zotërua vetëm në shekullin e 20-të. Përpunimi kimik i mineralit të molibdenit paraprihet nga përftimi i tij: pas bluarjes në thërrmues dhe mullinj me top, metoda kryesore është flotacioni me pesë ose gjashtë. Rezultati është një përqendrim i lartë (deri në 95%) i disulfidit molibden në lëndën e parë.
Hapi tjetër dhe më i rëndësishëm është gjuajtja. Këtu hiqen papastërtitë e padëshiruara të ujit, squfurit, mbetjet e reagentëve të flotacionit dhe disulfidi i molibdenit oksidohet në trioksid. Pastrimi i mëtejshëm është i mundur në disa mënyra, por më të njohurat janë këto:
- metoda e amoniakut, në të cilën përbërjet e molibdenit treten plotësisht dhe papastërtitë hiqen;
- sublimim në një temperaturë prej 900 deri në 1100 ˚С. Rezultati - përqendrimi i MoO3 rritet në 90-95%.
Prodhimi industrial i molibdenit metalik
Kalimi i hidrogjenit përmes trioksidit të molibdenit të pastruar (në laboratorë përreduktimet shpesh përdorin karbon ose gazra që përmbajnë karbon, alumin, silikon) marrin metal pluhur. Procesi zhvillohet në furrat speciale me tuba me një rritje graduale të temperaturës nga 500 në 1000 ˚С.
Zinxhiri i procesit për prodhimin e metalit kompakt të molibdenit përfshin:
- Shtypni. Procesi zhvillohet në kallëpe çeliku nën presion deri në 300 MPa. Komponenti lidhës është një zgjidhje alkoolike e glicerinës. Seksioni maksimal i boshllëqeve (thikave) nuk i kalon 16 cm2 dhe gjatësia është 600 cm. Për ato më të mëdha përdoren forma gome ose polimer. Shtypja bëhet në dhomat e punës ku lëngu injektohet nën presion të lartë.
- Sintering. Ajo ndodh në dy faza. E para - me temperaturë të ulët, që zgjat 30-180 minuta (në varësi të madhësisë së pjesës së punës), kryhet në furrat e mbytjes në një atmosferë hidrogjeni në një temperaturë prej 1200 ˚С. Në fazën e dytë (saldimi), pjesa e punës nxehet në një temperaturë afër pikës së shkrirjes (2400-2500 ˚С). Si rezultat, poroziteti zvogëlohet dhe densiteti i molibdenit rritet.
Blloqe të mëdha që peshojnë deri në 3 tonë sinterizohen në furrat me induksion, rreze elektronike ose me hark. Procesi përfundon me përpunimin mekanik të produkteve të sinteruara.
Depozitat më të pasura
Molibden është një element mjaft i rrallë në koren e tokës dhe në univers në tërësi. Nga dy duzina minerale që ekzistojnë në natyrë, vetëm molibdeniti ka një rëndësi të madhe industriale.(MoS2). Burimet e tij nuk janë të pafundme, dhe teknologjitë për nxjerrjen e metaleve nga powellites dhe molibdates tashmë janë zhvilluar. Në varësi të përbërjes minerale dhe formës së trupave të xehes, depozitimet ndahen në vena, të përhapura në venë dhe skarn.
Rezervat globale të vërtetuara të elementit arrijnë në 19 milionë tonë, me pothuajse gjysmën në Kinë. Që nga viti 1924, depozitimi më i madh i molibdenit ka qenë miniera Climax (SHBA, Kolorado) me një përmbajtje mesatare deri në 0.4%. Shpesh, nxjerrja e xeheve të molibdenit kryhet së bashku me nxjerrjen e bakrit dhe tungstenit.
Në Rusi, rezervat e molibdenit arrijnë në 360 mijë tonë. Nga 10 depozitat e eksploruara, vetëm 7 janë zhvilluar komercialisht:
- Sorskoe dhe Agaskyrskoe (Khakasia);
- Bugdainskoe dhe Zhirekenskoe (Transbaikalia Lindore);
- Orekitkanskoe (Buryatia);
- Labash (Karelia);
- Tyrnyauz (Kaukazi i Veriut).
Prodhimi bëhet me metoda të hapura dhe të mbyllura.
Sekreti i Shpatave të Samurait
Për disa shekuj, armëbërësit dhe shkencëtarët evropianë kanë luftuar me misterin e mprehtësisë dhe forcës së shpatave të lashta japoneze që nga fillimi i mijëvjeçarit të dytë, duke u përpjekur pa sukses të prodhojnë të njëjtat armë me tehe me cilësi të lartë. Vetëm në fund të shekullit XIX, pasi kishte zbuluar papastërtitë e molibdenit në çelikun japonez, ishte e mundur të zgjidhej kjo gjëegjëzë.
Për herë të parë, përdorimi industrial i molibdenit si një aditiv aliazh për të përmirësuar cilësinë e çelikut (duke i dhënë fortësi dhe qëndrueshmëri) u përvetësua në 1891 nga Schneider.& Co nga Franca.
Lufta e Parë Botërore shërbeu si një stimul i rëndësishëm për zhvillimin e metalurgjisë së molibdenit. Është domethënëse që trashësia e armaturës ballore të tankeve anglo-franceze, e shpuar lehtësisht nga predha gjermane të të njëjtit kalibër, u zvogëlua nga 75 mm në 25 mm duke shtuar 1,5-2% molibden në çelikun e pllakave të blinduara. Kjo rriti ndjeshëm forcën e makinës.
Aplikimi i molibdenit
Më shumë se 80% e të gjithë molibdenit të përdorur në industri bie në metalurgjinë e zezë. Pa të, prodhimi i gize rezistente ndaj nxehtësisë, çeliqet strukturore dhe të veglave është i paimagjinueshëm. Një pjesë e peshës së elementit që përmirëson cilësinë e çelikut është e barabartë me dy pjesë të peshës së tungstenit. Meqenëse densiteti i molibdenit është dy herë më i vogël, lidhjet e tij janë dukshëm më të larta në cilësi ndaj lidhjeve të tungstenit në temperaturat e funksionimit nën 1370 ˚С. Çeliqet e molibdenit janë më të mirë për karburizimin.
Molibden është i kërkuar në industrinë radio-elektronike, kimike dhe bojërash. Në inxhinierinë mekanike, përdoret si një material rezistent ndaj nxehtësisë. Në bujqësi, tretësirat e dobëta të përbërjeve të elementeve përmirësojnë ndjeshëm përthithjen e lëndëve ushqyese nga bimët. Duhet të kihet parasysh se në doza të mëdha molibdeni ka një efekt toksik në organizmat e gjallë dhe bimor dhe ndikon negativisht në mjedis.
Rëndësia biologjike
Në dietën e njerëzve dhe kafshëve, molibden është një nga elementët gjurmë më të rëndësishëm. Në formën e një forme aktive biologjike -koenzima e molibdenit - (Moco) është e nevojshme për zbatimin e proceseve katabolike në indet e gjalla.
Kërkimet në fushën e aktivitetit antikancerogjen të molibdenit duken shumë premtues. Një incidencë e lartë e kancerit të traktit tretës në mesin e popullatës së qytetit Lin Xian (Provinca Honan, Kinë) u reduktua ndjeshëm pas futjes së plehrave minerale që përmbajnë molibden në tokë.
Në raste të rralla të mungesës së elementeve në trupin e njeriut, mund të zhvillohen çorientim hapësinor, defekte të trurit, anomali mendore dhe sëmundje të tjera të rënda nervore. Doza ditore e molibdenit për një të rritur është nga 100 në 300 mcg. Kur rritet në 5-15 mg, helmimi toksik është i pashmangshëm, deri në 50 mg - vdekja. Më të pasurat me molibden janë perimet me gjethe, drithërat, bishtajoret dhe manaferrat (rrush pa fara e zezë, patëllxhan), produktet e qumështit, vezët, mëlçia dhe veshkat e kafshëve.
Aspekte mjedisore
Karakteristikat biologjike të molibdenit imponojnë kërkesa të shtuara për asgjësimin e mbetjeve nga përpunimi i materialit xeheror, respektimi i rreptë i procesit teknologjik në ndërmarrje për të parandaluar një ndikim negativ në shëndetin e personelit të punës dhe natyrës.
Duhen marrë të gjitha masat për të parandaluar hyrjen e produkteve të përpunuara në ujërat nëntokësore. Duhet të kihet parasysh se bimët kanë aftësinë për të thithur dhe grumbulluar molibden, kështu që përmbajtja e tij në lastarë dhe gjethe mund të tejkalojë përqendrimet e lejuara. Kjo masë e gjelbërmund të jetë e rrezikshme për kafshët. Për të parandaluar që erërat të përhapin shkëmbin e përdorur, deponitë mbulohen me një shtresë dheu.
Tendencat në tregun global të molibdenit
Me fillimin e krizës financiare globale, konsumi global i molibdenit ra me 9%. Përjashtim bëri Kina, ku ka një rritje deri në 5%. Përgjigja ndaj rënies së mprehtë të kërkesës konsumatore në vitin 2009 ishte një rënie në vëllimet e prodhimit. U arrit t'i afroheshim nivelit të mëparshëm të prodhimit vetëm pas katër vjetësh, dhe në vitin 2014 u vendos një maksimum i ri prej 245 mijë tonësh. Kina mbetet konsumatori dhe prodhuesi kryesor i molibdenit dhe produkteve të tij.
Dendësia dhe vetitë e mahnitshme të molibdenit e kanë bërë atë të domosdoshëm për aplikimet e çelikut dhe aliazheve ku kërkohet një kombinim i peshës së lehtë, forcës së lartë dhe rezistencës ndaj korrozionit. Rritja e parashikuar e numrit të termocentraleve bërthamore, objekteve të tjera energjetike dhe industriale, zhvillimi i fushave të reja të naftës dhe gazit në kushtet e vështira të Veriut të Largët dhe Arktikut do të çojë në mënyrë të pashmangshme në një rritje të kërkesës për molibden dhe derivatet e tij.
