Pagproseso ng molibdenum, paghahanda ng mineral para magamit sa iba't ibang mga produkto.
Ang Molybdenum (Mo) ay isang puting metal na tulad ng platinum na may natutunaw na punto na 2,610 ° C (4,730 ° F). Sa dalisay nitong estado, ito ay matigas at ductile at nailalarawan sa pamamagitan ng katamtamang katigasan, mataas na thermal conductivity, mataas na pagtutol sa kaagnasan, at isang mababang koepisyent ng pagpapalawak. Kapag pinagsama sa iba pang mga metal, ang molibdenum ay nagtataguyod ng tibay at katigasan, pinapataas ang lakas ng loob at ang paglaban ng kilabot, at sa pangkalahatan ay nagtataguyod ng pare-parehong katigasan. Ang maliliit na dami ng molibdenum (ng 1 porsiyento o mas kaunti) ay makabuluhang nagpapabuti sa paglaban sa hadhad, mga katangian ng anticorrosive, at lakas ng temperatura at katigasan ng materyal ng matrix. Ang Molybdenum ay samakatuwid ay isang mahalagang ahente ng karagdagan sa paggawa ng mga steels at lubos na sopistikadong mga nonferrous superalloys.
Yamang ang molibdenum atom ay may parehong karakter na tulad ng tungsten ngunit halos kalahati lamang ng timbang ng atomic at density nito, mas mapapalitan nito ang tungsten sa mga haluang metal na haluang metal, na pinapayagan ang parehong metallurgical effect na makamit ang kalahati ng mas maraming metal. Bilang karagdagan, ang dalawa sa mga panlabas na singsing ng elektron ay hindi kumpleto; pinapayagan nito upang mabuo ang mga compound ng kemikal kung saan ang metal ay di-, tri-, tetra-, penta-, o hexa-valent, na ginagawang posible ang isang malawak na iba't ibang mga produktong kemikal na molibdenum. Ito rin ang mahahalagang kadahilanan sa mga katangiang catalytic.
Kasaysayan
Bagaman ang metal ay kilala sa mga sinaunang kultura, at ang mga form na mineral nito ay nalilito sa grapiko at ang lead ore galena nang hindi bababa sa 2,000 taon, ang molibdenum ay hindi pormal na natuklasan at kinilala hanggang sa 1778, nang ang mga kemikal na Suweko at parmasyutiko na si Carl Wilhelm Scheele ay gumawa ng molibdic oxide sa pamamagitan ng pag-atake sa pulverized molybdenite (MoS 2) na may puro nitrik acid at pagkatapos ay sumingaw ng nalalabi sa pagkatuyo. Kasunod ng mungkahi ni Scheele, ang isa pang kemikal na Suweko na si Peter Jacob Hjelm, ay gumawa ng unang metallic molybdenum noong 1781 sa pamamagitan ng pagpainit ng isang paste na inihanda mula sa molibdic oxide at linseed oil sa mataas na temperatura sa isang crucible. Noong ika-19 na siglo, ang kemikal na Aleman na si Bucholtz at ang Swede Jöns Jacob Berzelius ay sistematikong ginalugad ang kumplikadong kimika ng molibdenum, ngunit hindi hanggang 1895 na ang isang chemist ng Pransya, na si Henri Moissan, ay gumawa ng unang purong kemikal (99.98 porsyento) na metal na molibdenum sa pamamagitan ng pagbawas. ito ay may carbon sa isang de-koryenteng hurno, sa gayon ginagawang posible upang magsagawa ng pang-agham at metalurhiko na pananaliksik sa metal at mga haluang metal.
Noong 1894 isang tagagawa ng mga armas ng Pransya, si Schneider SA, ang nagpakilala ng molibdenum sa kalasag na gawa sa sandata sa mga gawa nito sa Le Creusot. Noong 1900 dalawang Amerikanong inhinyero, sina FW Taylor at P. White, ay nagpakita ng unang high-speed steels na batay sa molybdenum sa Exposition Universelle sa Paris. Kasabay nito, si Marie Curie sa Pransya at JA Mathews sa Estados Unidos ay gumagamit ng molibdenum upang maghanda ng permanenteng mga magnet. Ngunit hindi hanggang sa talamak na kakapusan ng tungsten ay hinimok ng World War I na ang molybdenum ay ginamit sa isang napakalaking sukat upang gumawa ng mga armas, sandata ng kalupkop, at iba pang hardware ng militar. Noong 1920s, ang mga molybdenum na nagdadala ng haluang metal ay nagkaroon ng kanilang unang mga aplikasyon sa kapayapaan, una sa paggawa ng sasakyan at pagkatapos ay sa mga hindi kinakalawang na steels. Sa sumunod na dekada ay nakakuha sila ng pagtanggap sa mga high-speed steels, at pagkatapos ng World War II, ginamit sila sa aviation — lalo na sa mga jet engine, na kailangang makatiis sa mga temperatura ng operating. Nang maglaon, lumawak ang kanilang paggamit sa mga missile. Bukod sa mga alloy steels, ang molibdenum ay ginagamit sa mga superalloy, kemikal, catalysts, at pampadulas.
Ores
Ang tanging komersyal na mabubuhay na mineral sa paggawa ng molibdenum ay ang bisulfide (MoS 2), na matatagpuan sa molibdenite. Halos lahat ng mga ores ay nakuhang muli mula sa mga deposito ng porphyry-disseminated. Ito ay alinman sa pangunahing deposito ng molibdenum o kumplikadong mga deposito ng tanso-molibdenum na kung saan ang molybdenum ay nakuhang muli bilang isang coproduct o byproduct.Primary deposit, na naglalaman ng pagitan ng 0.1 at 0.5 porsyento na molibdenum, ay malawak. Ang mga porphyry ng Copper ay napakalaking mga deposito, ngunit ang kanilang nilalaman ng molibdenum ay nag-iiba sa pagitan ng 0.005 at 0.05 porsyento. Labis na 40 porsyento ng molibdenum ay nagmula sa pangunahing mga mina, kasama ang iba pang 60 porsyento ng isang by-produkto ng tanso (o, sa ilang mga kaso, tungsten).
Ang ilang 64 porsiyento ng mababawi na mapagkukunan ay matatagpuan sa North America, kasama ang Estados Unidos para sa dalawang-katlo ng mga ito. Ang isa pang 25 porsyento ay nasa Timog Amerika, at ang balanse ay matatagpuan sa pangunahin sa Russia, Kazakhstan, China, Iran, at Pilipinas. Ang Europa, Africa, at Australia ay mahirap sa mga molibdenum ores. Ang pinakamalaking mga prodyuser ng molibdenum ay kinabibilangan ng China, Estados Unidos, Chile, Peru, Mexico, at Canada.
Pagmimina at pag-concentrate
Ang molibdenum at tanso-molibdenum porphyry ay mined by open-pit o sa pamamagitan ng mga pamamaraan sa ilalim ng lupa. Sa sandaling ang durog ay durog at lupa, ang mga mineral na mineral ay nahihiwalay mula sa mga gangue mineral (o ang molybdenum at tanso mula sa bawat isa) sa pamamagitan ng mga proseso ng flotation, gamit ang isang iba't ibang mga reagents. Ang mga concentrates ay naglalaman ng pagitan ng 85 at 92 porsyento na MoS 2 at maliit na halaga ng tanso (mas mababa sa 0.5 porsiyento) kung ang molibdenum ay mababawi bilang isang produkto ng tanso.
Pagpapawi at pagpipino
Teknikal na molibdic oxide
Mga 97 porsyento ng MoS 2 ay dapat na ma-convert sa teknikal na molibdic oxide (85-90 porsyento MoO 3) upang maabot ang komersyal na patutunguhan nito. Ang nasabing pag-convert ay halos pangkalahatang isinasagawa sa mga Nichols-Herreshoff-type na maramihang mga hurno, na kung saan ang molybdenite na concentrate ay pinakain mula sa itaas laban sa isang kasalukuyang nakainit na hangin at mga gas na hinipan mula sa ilalim. Ang bawat apuyan ay may apat na naka-cool na armas na pinaikot ng isang baras na pinalamig ng hangin; ang mga bisig ay nilagyan ng mga blades ng rabble na nag-rake ng materyal sa labas o gitna ng roaster, kung saan bumababa ang materyal sa susunod na apuyan. Sa unang apuyan, ang concentrate ay preheated at ang flotation reagents mag-apoy, sinimulan ang pagbabagong-anyo ng MoS 2 sa MoO 3. Ang reaksyon ng exothermic na ito, na nagpapatuloy at tumindi sa mga sumusunod na apuyan, ay kinokontrol ng pagsasaayos ng oxygen at sa pamamagitan ng mga sprays ng tubig na palamig ang pugon kung kinakailangan. Ang temperatura ay hindi dapat tumaas sa itaas ng 650 ° C (1,200 ° F), ang punto kung saan ang mga MoO 3 sublimates, o vaporizes nang direkta mula sa solidong estado. Ang proseso ay natapos kapag ang nilalaman ng asupre ng mga calcines ay bumaba sa ilalim ng 0.1 porsyento.
Chemical purong molibdic oxide
Ang mga teknikal na molibdic oxide ay ginawa sa mga briquette na direktang pinapakain sa mga hurno upang makagawa ng mga haluang metal na steel at iba pang mga produktong pang-industriya. Ginagamit din ang mga ito upang gumawa ng ferromolybdenum (tingnan sa ibaba), ngunit kung ang higit na purified molybdenum na mga produkto ay ninanais, tulad ng mga molibdenum na kemikal o metalikong molibdenum, kung gayon ang teknikal na MoO 3 ay dapat na pino sa kemikal na Pure Mo 3 sa pamamagitan ng sublimasyon. Isinasagawa ito sa mga electric retorts sa temperatura sa pagitan ng 1,200 at 1,250 ° C (2,200 at 2,300 ° F). Ang mga hurno ay binubuo ng mga tubo ng kuwarts na sugat na may mga elemento ng pag-init ng molibdenum-wire, na protektado mula sa oksihenasyon sa pamamagitan ng isang halo ng refractory-brick paste at charcoal ng kahoy. Ang mga tubo ay may posibilidad na 20 ° mula sa pahalang at paikutin. Ang mga sublimed vapors ay inalis mula sa mga tubo sa pamamagitan ng hangin at kinolekta ng mga hood na humahantong sa mga filter ng bag. Dalawang magkahiwalay na praksiyon ang nakolekta. Ang una ay tumutugma sa singaw ng paunang 2-3 porsyento ng singil at naglalaman ng karamihan sa mga pabagu-bago na mga impurities. Ang huling bahagi ay ang purong MoO 3. Ito ay dapat na 99.95 porsiyento na dalisay upang maging angkop para sa paggawa ng ammonium molybdate (ADM) at sodium molybdate, na nagsisimula ng mga materyales para sa lahat ng uri ng mga kemikal na molibdenum. Ang mga compound na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng purong kemikal na MoO 3 na may may tubig na ammonia o sodium hydroxide. Ang molybdate ng ammonium, sa anyo ng mga puting kristal, ay humihingi ng 81 hanggang 83 porsyento na MoO 3, o 54 hanggang 55 porsyento na molibdenum. Ito ay natutunaw sa tubig at ginagamit para sa paghahanda ng mga molibdenum na kemikal at catalysts pati na rin ang metal na molibdenum na pulbos.
Molybdenum metal
Ang paggawa ng metallic molibdenum mula sa purong MoO 3 o ADM ay isinasagawa sa mga electrical na pinainit na tubo o muffle furnaces, kung saan ipinakilala ang hydrogen gas bilang isang countercurrent laban sa feed. Karaniwan mayroong dalawang yugto kung saan ang MoO 3 o ADM ay unang nabawasan sa isang dioxide at pagkatapos ay sa isang metal na pulbos. Ang dalawang yugto ay maaaring isagawa sa dalawang magkakaibang mga hurno na may paglamig sa pagitan, o maaaring magtrabaho ang isang dalawang-zone na hurno. (Minsan, ang isang proseso ng tatlong yugto ay ginagamit na nagsisimula sa isang mababang temperatura na 400 ° C, o 750 ° F, upang maiwasan ang isang walang pigil na reaksyon at maiwasan ang pagkakasala.) Sa proseso ng dalawang yugto, dalawang mahabang muffle furnaces na may molybdenum- maaaring magamit ang mga elemento ng pag-init ng wire. Ang unang pagbawas ay isinasagawa sa banayad na mga "bangka" na may hawak na 5 hanggang 7 kilograms (10 hanggang 15 pounds) ng oxide, na pinapakain sa pagitan ng 30 minuto. Ang temperatura ng hurno ay 600-700 ° C (1,100–1,300 ° F). Ang produkto mula sa unang hurno ay nasira at pinapakain sa parehong rate sa mga bangka ng nikel papunta sa isang pangalawang hurno na tumatakbo sa 1-100,100 ° C (1,800–2,000 ° F), pagkatapos nito ang metal na pulbos ay na-screen. Ang purest powder, na naglalaman ng 99.95 porsyento na molibdenum, ay nakuha sa pamamagitan ng pagbawas ng ADM.
Dahil sa napakataas na punto ng pagtunaw, ang molibdenum ay hindi maaaring matunaw sa ingots ng mataas na kalidad sa pamamagitan ng maginoo na mga proseso. Gayunpaman, maaari itong madaling matunaw sa isang electric arc. Sa isang ganoong proseso, na binuo ni Parke at Ham, ang molybdenum na pulbos ay patuloy na pinindot sa isang baras, na bahagyang nagkakasala sa pamamagitan ng paglaban sa kuryente at natunaw sa dulo sa isang electric arc. Ang tinunaw na molibdenum ay deoxidized ng carbon na idinagdag sa pulbos, at ito ay inihagis sa isang pinalamig na tubig na hulma ng tanso.
