Μολυβδαίνιο - τι είναι;

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-17 18:46

Δεν γνωρίζουν πολλοί ότι το μολυβδαίνιο είναι ένα χημικό στοιχείο της έκτης ομάδας του περιοδικού πίνακα, που σχετίζεται με μέταλλα μεταπτώσεως. Στη δομή ταξινόμησης, είναι δίπλα στο χρώμιο και το βολφράμιο. Διακρίνεται από ένα πλούσιο γκρι χρώμα και μια συγκεκριμένη μεταλλική γυαλάδα. Αυτό το πυρίμαχο στοιχείο έχει βρει ευρεία εφαρμογή στη μεταλλουργική βιομηχανία.

Σύντομο ιστορικό ανακάλυψης

Δεν έχουν διασωθεί πολλές πληροφορίες μέχρι σήμερα για την ανακάλυψη του μολυβδαινίου. Αυτό συμβαίνει επειδή το στοιχείο δεν είναι πολύ κοινό. Ωστόσο, η πρώτη αναφορά του έγινε το 1778, όταν η αναλυτική χημεία δεν είχε ακόμη φτάσει στην ωριμότητά της. Αρχικά, η ουσία απομονώθηκε με τη μορφή οξειδίου.

Παρά την ανακάλυψη του χημικού στοιχείου το 1778, το όνομα που χρησιμοποιείται σήμερα είναι πολύ προγενέστερο. Αναφέρθηκε συχνά για ορυκτά με χρώμα μολύβδου ήδη από τον Μεσαίωνα.

Παρουσία στο περιβάλλον

Αν και το μολυβδαίνιο δεν είναι πολύ κοινό στοιχείο, είναι σχετικά ομοιόμορφα κατανεμημένο στον φλοιό της γης. Δεν εμφανίζεται σε ελεύθερη μορφή. Η μικρότερη ποσότητα αυτού του μετάλλου περιλαμβάνει ανθρακικό καιυπερβασικά πετρώματα. Ορισμένο ποσοστό της ουσίας περιέχεται στο νερό του ποταμού και της θάλασσας. Υπάρχει πολύ λιγότερο μέταλλο στα ανώτερα στρώματα από ό,τι στο βάθος.

Υπάρχουν δύο μορφές εμφάνισης:

• σουλφίδιο;
• molybdate.

Εμφανίζονται ως μικροσκοπικές εκκρίσεις. Η κρυστάλλωση του μολυβδενίτη συμβαίνει με αυξημένη οξύτητα και παρουσία αναγωγικού περιβάλλοντος. Οι ενώσεις οξυγόνου σχηματίζονται συνήθως στην επιφάνεια. Όσον αφορά τα πρωτογενή μεταλλεύματα, ο μολυβδενίτης μπορεί να βρεθεί σε αυτά μαζί με τα ορυκτά του χαλκού, της βισμούθίνης και του βολφραμίτη. Το μέταλλο βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στα ιζήματα.

Μεγάλες καταθέσεις στη Ρωσία

Στη Ρωσική Ομοσπονδία, η χρήση μολυβδαινίου πραγματοποιείται σε πολλούς τομείς δραστηριότητας. Η χώρα διαθέτει έναν από τους μεγαλύτερους ορυκτούς πόρους στον κόσμο για την εξόρυξη αυτού του μετάλλου. Το κύριο μερίδιο των επιχειρήσεων συγκεντρώνεται στο νότιο τμήμα της Σιβηρίας.

Όσον αφορά τα αποθέματα, η Ρωσία είναι δεύτερη μόνο μετά από τρεις χώρες - τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα και τη Χιλή. Το κύριο μέρος της βάσης των ορυκτών πόρων αντιπροσωπεύεται από κοιτάσματα αποθεμάτων που περιέχουν περισσότερο από το 87% των εξερευνημένων πόρων. Ωστόσο, τα ρωσικά κοιτάσματα χαρακτηρίζονται από μεταλλεύματα όχι πολύ υψηλής ποιότητας.

Ο πίνακας δείχνει τις μεγαλύτερες καταθέσεις.

Όνομα	Περιοχή
Zhirekenskoe	Περιοχή Τσίτα
Orekitkanskoe	Buryatia
Sorskoye	Khakassia
Tyrnyauzskoe	Kabardino-Balkaria

Πρακτική εφαρμογή

Στην καθαρή του μορφή, η χρήση του μολυβδαινίου πραγματοποιείται για την παραγωγή συρμάτων ή ταινιών σχεδιασμένων να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Τέτοια προϊόντα μπορούν να λειτουργήσουν ως θερμαντικά στοιχεία για ηλεκτρικούς φούρνους, ηλεκτρονικές λάμπες ή σωλήνες ακτίνων Χ.

Το εισαγόμενο μέταλλο βελτιώνει σημαντικά την απόδοση των χάλυβα. Μετά την εισαγωγή του στη σύνθεση, οι ιδιότητες αντοχής και η αντοχή τους στη διάβρωση αυξάνονται, κάτι που είναι απαραίτητο για την κατασκευή σημαντικών εξαρτημάτων. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα παράγονται συχνά με την προσθήκη μολυβδαινίου, τα οποία είναι επίσης ανθεκτικά στα οξέα.

Οι ενώσεις με αυτό το μέταλλο χρησιμοποιούνται ενεργά στην κατασκευή του μπροστινού δέρματος αεροσκαφών και πυραύλων. Με βάση τα κράματα, παράγονται κυψελοειδή πάνελ αεροσκαφών και θερμικές οθόνες. Η αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες επιτρέπει τη χρήση προϊόντων με την εισαγωγή μολυβδαινίου για την επεξεργασία χάλυβα. Πολλές ενώσεις δρουν ως καταλύτες για χημικές αντιδράσεις.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το μολυβδαίνιο είναι ένα ανοιχτό γκρι μέταλλο με κυβικό πλέγμα με κέντρο τον όγκο. Οι μηχανικές του ιδιότητες καθορίζονται από την καθαρότητα του ίδιου του υλικού, καθώς και από την προεπεξεργασία και τη θερμική επεξεργασία. Οι φυσικές ιδιότητες αναλύονται λεπτομερέστερα στον παρακάτω πίνακα.παρακάτω.

Παράμετρος	Σημασία
Σημείο τήξης	2610 μοίρες
Δείκτης θερμικής αγωγιμότητας	142W/(mK)
Θερμότητα εξάτμισης	590 kJ/mol
Μέτρο διάτμησης	122 GPa
Μεταλλική σκληρότητα	125 HB
Μοριακός όγκος	9, 4 κυβ. cm/mol

Υπό κανονικές συνθήκες, ένα συστατικό του περιοδικού πίνακα είναι ανθεκτικό σε πολλές ουσίες. Η διαδικασία οξείδωσης αρχίζει να προχωρά σε θερμοκρασίες πάνω από 400 βαθμούς. Τα αλκαλικά διαλύματα έχουν αργή επίδραση στο μολυβδαίνιο. Η αντοχή στην υγρασία χωρίς αερισμό είναι αρκετά υψηλή.

Ενώσεις με άλλα μέταλλα

Η ποιότητα των κραμάτων μολυβδαινίου που προκύπτουν εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αναλογία, καθώς και από την ικανότητα των χρησιμοποιούμενων ακαθαρσιών και του συστατικού βάσης να αλληλεπιδρούν με την ουσία. Η τεχνολογία ντόπινγκ παίζει σημαντικό ρόλο. Ωστόσο, ορισμένοι τύποι συνδέσεων εγείρουν αμφιβολίες μεταξύ των ειδικών όσον αφορά την καταλληλότητα για περαιτέρω χρήση.

Το μολυβδαίνιο δεν αναμιγνύεται καλά με το βολφράμιο. Με την εισαγωγή του, η αντίσταση στη θερμότητα του υλικού αυξάνεται σημαντικά, αλλά ταυτόχρονα, η αντίσταση στην παραμόρφωση επιδεινώνεται. Παρόμοια προβλήματα προκύπτουν σε συνδυασμούς με άλλα μέταλλα, άρα τέτοιατύποι ντόπινγκ δεν εφαρμόζονται πλέον.

Παρά τις υπάρχουσες δυσκολίες, ήταν ακόμα δυνατό να βρεθούν ορισμένες ενώσεις που μπορούν να αυξήσουν το θερμικό όριο για τη χρήση του μολυβδαινίου. Ταυτόχρονα, η πλαστικότητα, η αντοχή στην παραμόρφωση και άλλα χαρακτηριστικά βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Μάρκες στον κλάδο

Η διαδικασία παραγωγής περιλαμβάνει τη χρήση του υλικού όχι μόνο στην καθαρή του μορφή, αλλά και με την προσθήκη ακαθαρσιών. Ακολουθούν οι ποιότητες μολυβδαινίου που είναι κοινές στη βιομηχανία.

Ονομασία	Περιγραφή
MCHVP	Είναι ένα καθαρό μέταλλο που παράγεται με τεχνολογία τήξης υπό κενό.
CM	Η σύνθεση του υλικού περιέχει εξειδικευμένα πρόσθετα. Συνήθως τιτάνιο ή ζιρκόνιο.
MCH	Η περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο είναι 99,96 τοις εκατό. Τα υπόλοιπα προέρχονται από πρόσθετα.
MK	Το βασικό μέταλλο περιέχει πρόσθετα πυριτίου για τη βελτίωση της αντοχής στα οξέα.
MPH	Ένα είδος καθαρού μολυβδαινίου, αλλά με υψηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Η σύνθεσή τους δεν υπερβαίνει το 0,08 τοις εκατό.

Διαδικασία λήψης

Για την παραγωγή μολυβδαινίου, παρασκευάζεται μετάλλευμα, που περιλαμβάνει έως και 50 τοις εκατό της κύριας ουσίας, σημαντική ποσότητα θείου, μικρή συγκέντρωσηπυρίτιο και άλλα συστατικά. Πυροδοτείται σε θερμοκρασία από 570 έως 600 βαθμούς σε ειδικούς φούρνους. Μετά από θερμική έκθεση, σχηματίζεται ένα συμπύκνωμα που περιέχει οξείδιο του μολυβδαινίου με ακαθαρσίες.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να αποκτήσετε μάζα χωρίς ξένες ύλες:

1. Η μέθοδος των διαδοχικών επιδράσεων χημικής φύσης. Όταν χρησιμοποιείτε νερό με αμμωνία, η προκύπτουσα σκόνη μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση. Οι ξένες ακαθαρσίες αφαιρούνται από το προκύπτον διάλυμα. Μετά την επεξεργασία, ο αριθμός τους δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,05 τοις εκατό.
2. Με εξάχνωση, που είναι η διαδικασία μετατροπής μιας στερεής ένωσης σε αέρια κατάσταση. Με αυτήν την επιλογή, η υγρή φάση παρακάμπτεται.

Οξείδιο του μολυβδαινίου που έχει καθαριστεί από ακαθαρσίες επεξεργάζεται σε φούρνους σωλήνων μέσω υδρογόνου. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται μια σκόνη, η οποία με την τήξη και την εισαγωγή ειδικών ουσιών μετατρέπεται απευθείας σε μέταλλο. Το σχήμα των κενών θα εξαρτηθεί από την τεχνολογία παραγωγής που χρησιμοποιείται.

Είδη από μολυβδαίνιο

Ο πιο κοινός τύπος προϊόντων είναι οι ράβδοι. Δεν μπορούν μόνο να χρησιμοποιηθούν ανεξάρτητα, αλλά και να χρησιμεύσουν ως βάση για την παραγωγή σύρματος. Οι ράβδοι μολυβδαινίου με τετράγωνο τμήμα όχι μεγαλύτερο από 40 mm λειτουργούν ως πρώτη ύλη για την κατασκευή προϊόντων.

Στη διαδικασία λήψης ράβδων, πραγματοποιείται περιστροφική σφυρηλάτηση, η οποία πραγματοποιείται σε διάφορα στάδια. Σε κάθε στάδιο παράγονται ράβδοι με συγκεκριμένη διατομή. Οι συνθήκες σφυρηλάτησης ποικίλλουν ανάλογα με τη διάμετρο της εισερχόμενης μπίλιας. Τα μειονεκτήματα της τεχνολογίας περιλαμβάνουν την πολυπλοκότητα της διαδικασίας παραγωγής.

Το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή ειδικού σύρματος. Οι κατασκευαστές το σχηματίζουν από σωστά προετοιμασμένες ράβδους, η διάμετρος των οποίων δεν υπερβαίνει τα 3 mm. Με αυτό το τμήμα, τα προϊόντα τυλίγονται εύκολα σε ένα πηνίο για περαιτέρω παραγωγή σύρματος.

Κατά τη διαδικασία κατασκευής χρησιμοποιείται η μέθοδος του broach, η οποία περιλαμβάνει τέσσερα κύρια στάδια. Το σύρμα παίρνει τελικά την τελική διάμετρο, η οποία είχε ρυθμιστεί εκ των προτέρων. Το καθεστώς θερμοκρασίας κατά τη διαδικασία παραγωγής μπορεί να κυμαίνεται από 300 έως 700 βαθμούς.

Μετά το σχέδιο, το σύρμα καθαρίζεται με ανόπτηση σε περιβάλλον υδρογόνου. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία φτάνει τους 1300-1400 βαθμούς. Μερικές φορές ο καθαρισμός γίνεται με ηλεκτρολυτική αποξήρανση με χρήση αζώτου.

Το μολυβδαίνιο μπορεί να γίνει σε συμπαγή φύλλα και λωρίδες. Μπορούν να ληφθούν με σφυρηλάτηση και κύλιση. Στην παραγωγή χρησιμοποιούνται πνευματικά σφυριά και μύλοι δύο κυλίνδρων. Το πάχος της λωρίδας που προκύπτει μετά τη θερμή έλαση εξαρτάται από τη διατομή της αρχικής πλάκας.

Μετά την κατασκευή, οι λωρίδες μολυβδαινίου υποβάλλονται σε χημικό καθαρισμό. Τοποθετούνται σε ειδικό περιβάλλον δραστικών ουσιών. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται ψυχρή έλαση σε κανονική θερμοκρασία. Στο τελικό στάδιο, οι ταινίες καθαρίζονται ξανά και, εάν χρειάζεται, γυαλίζονται.

Υπάρχουν πρότυπα παραγωγής για μεταλλικά προϊόντα απόμολυβδαίνιο. Το GOST 18905-73 θεσπίζει απαιτήσεις για την κατασκευή σύρματος. Αντανακλά τις ανοχές για τη μάζα και τη διάμετρο.

Παραγωγοί μολυβδαινίου στη Ρωσία

Οι αποθέσεις skarn, stockwork και φλεβών αναπτύσσονται κυρίως στην επικράτεια της Ρωσικής Ομοσπονδίας. Όσον αφορά την ποιότητα, το εξορυσσόμενο μετάλλευμα δεν είναι πολύ κατώτερο από τις ξένες πρώτες ύλες, αλλά εξακολουθεί να έχει ορισμένα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τη δομή.

Στη Ρωσία, οι μεγαλύτεροι παραγωγοί μολυβδαινίου είναι δύο εταιρείες:

• Sorsky GOK LLC.
• JSC Zhirekensky GOK.

Οι εισηγμένες επιχειρήσεις παρέχουν έως και το 95 τοις εκατό της εγχώριας παραγωγής μετάλλων.

Συμπερασματικά για το ρόλο του στοιχείου για το ανθρώπινο σώμα

Το μολυβδαίνιο δρα ως σημαντική ουσία απαραίτητη για τη φυσιολογική λειτουργία των ανθρώπων. Βρίσκεται σε πολλά όργανα και οστά. Η ημερήσια απαίτηση για ένα χημικό στοιχείο είναι κατά μέσο όρο 70-300 mcg. Με την έλλειψή του, αυτοί οι δείκτες αυξάνονται.

Το μολυβδαίνιο συμμετέχει στο μεταβολισμό, καθώς και στη διαδικασία καθαρισμού του σώματος από αλδεΰδες, οξέα και άλλες ενώσεις. Προωθεί τη χρήση του σιδήρου, επιτρέποντάς σας να εξαλείψετε γρήγορα τις συνέπειες διαφόρων τύπων δηλητηρίασης. Το ιχνοστοιχείο καθαρίζει αποτελεσματικά τον οργανισμό από τοξικές ουσίες.

Μελέτες έχουν δείξει ότι το μολυβδαίνιο ανακουφίζει από τον πόνο στην αρθρίτιδα και άλλες ασθένειες, έχει θετική επίδραση στην παρουσία άσθματος, μειώνει τον κίνδυνο καρκίνου σεέντερα και στομάχι. Το μεγαλύτερο μέρος της ουσίας βρίσκεται στα φυλλώδη λαχανικά, το φαγόπυρο, το κριθάρι, το συκώτι, τα αυγά, το γάλα, τα φραγκοστάφυλα και η μαύρη σταφίδα.