Cena molybdenu, historie, výskyt, těžba a použití

Molybden (řecky: Μόλυβδος mólybdos „olovo“) je chemický prvek se symbolem prvku Mo a atomovým číslem 42. Patří mezi přechodné kovy, které se v periodické tabulce nacházejí v 5. periodě a 6. podskupině (6. skupině) nebo skupině chromu.

Molybden, který se v ložiskách obvykle vyskytuje jako disulfid molybdeničitý (sulfid molybdeničitý), byl dlouho zaměňován s galenitem nebo grafitem. V roce 1778 se Carlu Wilhelmu Scheelemu podařilo vyrobit bílý oxid molybdeničitý (také oxid molybdeničitý) MoO₃ (hydroxid olovnatý) ze sulfidu molybdeničitého zpracováním kyselinou dusičnou _. V roce 1782 Peter Jacob Hjelm redukoval oxid na elementární molybden pomocí uhlíku. Vzhledem k jeho obtížné zpracovatelnosti (čistý molybden lze plasticky deformovat, ale i nečistoty v množství jedné desetitisíciny procenta kyslíku nebo dusíku způsobují jeho vysokou křehkost) se molybdenu dlouho věnovala malá pozornost. Na konci 19. století si zaměstnanci francouzské společnosti Schneider & Co. všimli užitečných vlastností slitin molybdenu při výrobě pancéřových hlavně zbraní. Během obou světových válek byla poptávka po tomto kovu vysoká; po druhé světové válce ceny dramaticky klesly. Jediný západoevropský důl fungoval v Knabenu v Norsku až do roku 1973.

výskyt 

Molybden se vyskytuje převážně jako molybdenit (molybdenit, MoS₂ ₎ s koncentrací asi 0,3 %. Mezi další formy patří wulfenit (žlutá olovnatá ruda, PbMoO₄ ₎ a powellit (Ca(Mo,W)O₄ ₎ . Molybdenit, vedlejší produkt těžby mědi, se používá převážně k tavení. _Koncentrát MoS₂ , který opouští doly k pražení, obsahuje přibližně 50–60 % molybdenu. Velká ložiska se nacházejí ve Spojených státech, Chile, Číně, Kanadě a Peru. Světová produkce v roce 2007 činila 211 000 tun (179 000 tun v roce 2006). V roce 2007 USA – největší producent – ​​vyprodukovaly 62 000 tun, Čína 60 000 tun a Chile 45 000 tun.

Molybden v jeho původní, tj. elementární formě, byl dosud (k roku 2011) detekován pouze ve čtyřech vzorcích: na Zemi ve vzorku horniny ze sopky Korjakská Sopka na ruském poloostrově Kamčatka a ve třech vzorcích měsíční horniny z Apollónské vysočiny (Luna 20), Mare Crisium (Luna 24) a Mare Fecunditatis (Luna 16). Vzhledem k tomu, že objevy byly publikovány bez posouzení ze strany IMA/CNMNC, status molybdenu jako minerálu se dosud nepovažuje za potvrzený, přestože nese číslo minerálního systému 1.AC.05 (podle 9. vydání Strunzovy klasifikace minerálů).

 

Extrakce a prezentace

Většina molybdenu se získává jako vedlejší produkt při výrobě mědi, přičemž pouze asi 30 % pochází přímo z molybdenových rud. Všechny rudy se primárně zpracovávají na heptamolybdenan amonný. Ten se kalcinací při teplotě přibližně 400 °C převádí na oxid molybdeničitý (MoO₃) _. Ten se poté redukuje na čistý molybdenový prášek ve dvou fázích za použití vodíku. První fáze při 500–600 °C poskytuje metastabilní hnědofialové oxid molybdeničitý (MoO₂ ₎ , zatímco druhá fáze při teplotě přibližně 1100 °C produkuje čistý kovový prášek. Zhutnění do pevného kovu se dosahuje metodou HIP (High-Intensity Process), přetavováním v elektrické obloukové peci pod argonem jako ochranným plynem nebo v elektronové peci. Monokrystaly se vyrábějí procesem zónového tavení. Výtěžnost molybdenu ze šrotu je téměř 100 %, protože nedochází k žádným oxidačním ztrátám.

 

 

 

Eigenschaften 

Molybden je přechodný kov z 5. období. Vysoce pevný, tvrdý a tvrdý kov má stříbřitě bílý lesk. Má nejvyšší teplotu tání ze všech prvků 5. období. Stejně jako těžký homologní wolfram není napaden redukujícími kyselinami (včetně kyseliny fluorovodíkové). Proto se molybden ve velkém množství používá k výrobě kyselinovzdorných nerezových ocelí a niklových materiálů. Oxidující kyseliny, jako je horká koncentrovaná kyselina sírová, kyselina dusičná nebo aqua regia, vedou k vysoké rychlosti odstraňování. Molybden je stejně nestabilní při oxidaci alkalických tavenin.

Verwendung 

V malém množství se používá k kalení oceli a prevenci křehnutí za popouštění. Více než dvě třetiny vyrobeného molybdenu se používá k výrobě kovových slitin, jako je feromolybden. Nedostatek wolframu během první světové války vedl ke zvýšenému používání molybdenu při výrobě vysoce pevných materiálů. Dodnes zůstává molybden legujícím prvkem používaným ke zvýšení pevnosti, odolnosti proti korozi a tepelné odolnosti. Vysoce výkonné materiály obsahující molybden, jako jsou Hastelloy® ^, Incoloy® ^a Nicrofer®, ^umožnily mnoho technických procesů nebo jsou ekonomicky životaschopné.

Díky své vysoké teplotní odolnosti se molybden používá při výrobě dílů pro extrémní aplikace, jako je např B. používané v leteckém a metalurgickém průmyslu. Při zpracování oleje se používá jako katalyzátor k odstranění síry.

Díky své vrstevnaté struktuře je disulfid molybdeničitý ideálním mazivem, a to i při zvýšených teplotách. Může být použit jako pevná látka, jako je grafit, ale také suspendován v konvenčních mazacích olejích.

Molybden lze nalézt také v elektronických součástkách. V TFT (tenkovrstvé tranzistory) slouží jako vodivá kovová vrstva a také v tenkovrstvých solárních článcích se používá jako kovový zpětný vodič.

Molybdenové fólie slouží jako plynotěsné průchodky proudu v křemenném skle atd. A. na halogenových žárovkách a vysokotlakých plynových výbojkách.

Molybdát se používá k impregnaci tkanin, aby byly samozhášecí.

Molybden se také používá v rentgenové diagnostice jako cílový materiál v anodě. Rentgenové trubice s molybdenovou anodou se používají kvůli nižší energii charakteristických rentgenových paprsků ( na 17,4 keV a  při 19,6 keV ve srovnání s 58 / 59,3 keV nebo 67,0 / 67,2 / 69,1 keV wolframu) molybdenu v. A. používá se při vyšetření ženského prsu (mamografii).

V nukleární medicíně se štěpný molybden používá v generátorech technecia-99m. Relativně dlouhodobé technecium ^-99m (poločas rozpadu 66 hodin) se v generátoru rozpadá na ^{technecium-99m (} poločas rozpadu 6 hodin). To umožňuje získat tento důležitý izotop technecia přímo na místě pro testovací účely.

fyziologie 

Jako stopový prvek je molybden nezbytný pro téměř všechny živé organismy, protože je klíčovou složkou aktivního místa mnoha enzymů, jako je nitrogenáza, nitrátreduktáza a sulfitoxidáza. Živé organismy využívají enzymy obsahující molybden pro procesy, jako je degradace purinů a tvorba kyseliny močové. Biologicky dostupnou formou molybdenu, tj. formou absorbovanou organismy, je molybdenanový ion (MoO₄²⁻ ₎ ^. Ten se v několika krocích začleňuje do odpovídajících enzymů jako kofaktor molybdenu. Zde může atom molybdenu přepínat mezi koordinačními čísly +IV, +V a +VI, čímž katalyzuje jednoelektronové redoxní reakce.

Molybden je pro rostliny nezbytný. Nedostatek molybdenu může způsobit, že půda bude sterilní, což vysvětluje, proč hnojení heptamolybdenanem amonným zvyšuje výnos na těchto půdách. Koncentrace molybdenu v rostlinách a zvířatech je několik ppm. Molybden je velmi důležitý stopový prvek, zejména u luštěnin. Bakterie (nodulární bakterie) žijící v symbióze s luštěninami jsou schopny vázat atmosférický dusík s enzymem obsahujícím molybden (dusičnan). Molybden potřebujete pro dva procesy: fixaci molekulárního dusíku a redukci dusičnanů.

Molybden je také nezbytný pro lidskou výživu. Odhad DGE pro dospívající a dospělé předpokládá 50–100 µg molybdenu jako vhodný denní příjem. Nedostatek molybdenu se nevyskytuje. Pokud je dosaženo vysokého příjmu (10–15 mg / den) - například prostřednictvím půd bohatých na molybden, objeví se příznaky podobné dně, bolesti kloubů a zvětšení jater.

K deficitu kofaktoru molybdenu však dochází pouze jako dědičné onemocnění; jeden z enzymů, které katalyzují biosyntézu molybdenových kofaktorů, je mutován.

bezpečnost 

Prach z molybdenu a sloučeniny, jako je oxid molybdeničitý a ve vodě rozpustné molybdenany, vykazují při vdechování nebo požití mírnou toxicitu.

Testy naznačují, že molybden má na rozdíl od mnoha jiných těžkých kovů relativně malou toxicitu. Akutní otravy jsou nepravděpodobné kvůli potřebným množstvím. V oblasti těžby a produkce molybdenu může dojít k vyšší expozici molybdenu. Doposud však nebyly známy žádné případy nemoci.

důkaz 

Kvalitativní důkaz šestimocného molybdenu je možný vytvořením heteropolykyselin s fosfátem. Pokud se kyselina fosforečná přidá k roztoku obsahujícímu molybdenan obsahující kyselinu sírovou, vytvoří se krystalický gel molybdenu. Pokud se přidá mírné redukční činidlo kyselina askorbová, změní barvu na silně modrou (tvorba molybdenu modře). Při nižších koncentracích molybdenanu nedochází k srážení, pouze ke změně barvy roztoku.

 

Tyto reakce se také používají pro fotometrické stanovení molybdenanu nebo fosfátu ve stopovém rozsahu. Alternativně lze molybden stanovit pomocí atomové spektrometrie. V polarografii poskytuje šestimocný molybden v kyselině sírové o koncentraci 0,5 mol / l dvě úrovně při -0,29 a -0,84 V (proti SCE). Je to způsobeno redukcí na Mo (V) nebo Mo (III).

Obvykle
Jméno, symbol, atomové číslo	Molybden, Mo, 42
Serie	Přechodné kovy
Skupina, období, blok	6, 5, d
vzhled	šedá metalíza
číslo CAS	7439-98-7
Hmotnostní zlomek zemského pláště	14 ppm
jaderný
atomová hmotnost	95,94 u
Atomový poloměr (vypočítaný)	145 (190) hodin
Kovalentní poloměr	154 pm
elektronová konfigurace	[Kr] 4d5 5s1
1. ionizace	684,3 kJ / mol
2. ionizace	1560 kJ / mol
3. ionizace	2618 kJ / mol
4. ionizace	4480 kJ / mol
fyzicky
fyzický stav	fest
krystalová struktura	kubický na střed těla
hustota	10,28 g / cm3 (20 ° C)
tvrdost Mohs	5,5
magnetismus	paramagnetické ( = 1,2 10-4)
bod tání	2896 K (2623 ° C)
bod varu	4912 K (4639 ° C)
Molární objem	9,38 · 10-6 m3/ mol
Výparné teplo	600 kJ / mol
skupenské teplo tání	36 kJ / mol
Rychlost zvuku	6190 m / s
Elektrická vodivost	18,2 · 106 A / (V · m)
tepelná vodivost	139 W / (m K)
chemický
oxidační stavy	2, 3, 4, 5, 6
normální potenciál	-0,152 V (MoO2 + 4e- + 4H+ → Mo + 2 H2O)
electronegativity	2,16 (Paulingova stupnice)
izotop
izotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 92Mo 14,84% stabilní 93Mo {Syn.} 4000 a ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% stabilní 95Mo 15,92% stabilní 96Mo 16,68% stabilní 97Mo 9,55% stabilní 98Mo 24,13% stabilní 99Mo {Syn.} 65,94 h β- 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,3 · 1018 a β-β- 3,034 100Ru
vlastnosti NMR
Roztočit γ v rad·T −1 ·s −1 Er(1H) fL bei Š = 4,7 T. v MHz 95Mo 5/2 -1,751 · 107 0,0005 6,52 97Mo 5/2 -1,788 · 107 0,0003 6,65
bezpečnost
GHS označování nebezpečných látek Riziko H a P věty H: 228 EUH: žádné sazby EUH P: 210 nebezpečné Informace žádné symboly nebezpečí R a S věty R: žádné R věty S: žádné fráze

 

Ceny molybdenu

Cena molybdenu -> ceny pro strategické kovy