Metall Profil: Molybdän

Molybdän Eigenschaften, Eigenschaften und Verwendung

Molybdän (oft als "Moly" bezeichnet) wird wegen seiner Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Fähigkeit, Form zu halten und bei hohen Temperaturen zu arbeiten, als Legierungsmittel in strukturellen und rostfreien Stählen geschätzt.

Eigenschaften

  • Atomsymbol: Mo
  • Ordnungszahl: 42
  • Element Kategorie: Übergangsmetall
  • Dichte: 10. 28 g / cm3
  • Schmelzpunkt: 4753 ° F (2623 ° C )
  • Siedepunkt: 8382 ° F (4639 ° C)
  • Mohs Härte: 5. 5

Eigenschaften

Wie andere Refraktärmetalle hat auch Molybdän eine hohe Dichte und einen hohen Schmelzpunkt und ist hitze- und verschleißfest.

Bei 2 623 ° C (4, 753 ° F) hat Molybdän einen der höchsten Schmelzpunkte aller Metallelemente, während sein Wärmeausdehnungskoeffizient einer der niedrigsten aller technischen Werkstoffe ist. Moly hat auch eine geringe Toxizität.

Im Stahl reduziert Molybdän die Sprödigkeit und erhöht die Festigkeit, Härtbarkeit, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Geschichte

Molybdänmetall wurde erstmals im Jahre 1782 von Peter Jacob Hjelm in einem Labor isoliert. Es blieb während eines Großteils des nächsten Jahrhunderts größtenteils in Labors, bis vermehrte Experimente mit Stahllegierungen Molybdän-Legierungsverstärkungseigenschaften zeigten.

Anfang des 20. Jahrhunderts ersetzten die Hersteller von Panzerplattenstahl Wolfram durch Molybdän. Die erste Hauptanwendung für Moly war jedoch ein Additiv in Wolframfäden für Glühbirnen, die während des gleichen Zeitraums im Gebrauch zunahmen.

Die angespannte Wolframvorräte im Ersten Weltkrieg führten zu einem Anstieg der Molybdännachfrage nach Stählen.

Diese Nachfrage resultierte in der Erforschung neuer Quellen und der daraus folgenden Entdeckung der Climax-Lagerstätte in Colorado im Jahr 1918.

Nach dem Krieg ging die militärische Nachfrage zurück, aber die Einführung einer neuen Industrie - Automobile - erhöhte die Nachfrage nach hoher Festigkeit. Stähle, die Molybdän enthalten. Bis Ende der 1930er Jahre wurde Moly weithin als technisches, metallurgisches Material akzeptiert.

Die Bedeutung von Molybdän für Industriestähle führte Anfang des 21. Jahrhunderts zu einem Investitionsgüterprodukt, und 2010 führte die London Metal Exchange (LME) ihre ersten Molybdän-Futures-Kontrakte ein.

Produktion

Molybdän wird am häufigsten als Neben- oder Nebenprodukt von Kupfer hergestellt, aber einige Minen produzieren Molybdän als Primärprodukt.

Die Primärproduktion von Molybdän wird ausschließlich aus Molybdänit, einem Sulfiderz, gewonnen, das einen Molybdängehalt zwischen 0,11 und 0,25% aufweist.

Molybdänmetall wird durch ein Verfahren der Wasserstoffreduktion aus Molybdänoxid oder Ammoniummolybdat hergestellt. Um jedoch diese Zwischenprodukte aus Molybdäniterzen zu extrahieren, muss es zuerst zerkleinert und geschwemmt werden, um Kupfersulfid von dem Molybdänit zu trennen.

Das resultierende Molybdänsulfid (MoS2) wird dann bei zwischen 500-600 ° C (932-1112 ° F) geröstet, um geröstetes Molybdänkonzentrat (MoO 3, auch als technisches Molybdänkonzentrat bezeichnet) herzustellen. Geröstetes Molybdänkonzentrat enthält mindestens 57% Molybdän (und weniger als 0,1% Schwefel).

Die Sublimation des Konzentrats führt zu Molybdänoxid (MoO3), das durch einen zweistufigen Wasserstoffreduktionsprozess Molybdänmetall erzeugt.

Im ersten Schritt wird MoO3 zu Molybdändioxid (MoO2) reduziert. Molybdändioxid wird dann durch ein Wasserstoffströmungsrohr oder Drehrohröfen bei 1000-1100 ° C (1832-2012 ° F) gedrückt, um ein Metallpulver zu erzeugen.

Molybdän, das als Nebenprodukt von Kupfer aus Kupfer-Porphyr-Lagerstätten wie der Bingham Canyon-Lagerstätte in Utah entsteht, wird während der Flotation des Kupferpulvers als Molybdändisulfat entfernt. Das Konzentrat wird geröstet, um Molybdänoxid herzustellen, das durch das gleiche Sublimationsverfahren geführt werden kann, um Molybdänmetall herzustellen.

Nach USGS-Statistiken belief sich die globale Gesamtproduktion im Jahr 2009 auf rund 221 000 Tonnen. Die größten Förderländer waren China (93 000MT), die USA (47 800MT), Chile (34 900MT) und Peru (12). 300MT). Die größten Molybdänproduzenten sind Molymet (Chile), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper und Jinduicheng Molybdenum Group.

Anwendungen

Mehr als die Hälfte des gesamten Molybdäns ist als Legierungsmittel in verschiedenen Baustählen und rostfreien Stählen enthalten.

Die International Molybdenum Association schätzt, dass Baustähle 35% der gesamten Molybdännachfrage ausmachen. Molybdän wird aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Dauerhaftigkeit als Additiv in Baustählen verwendet. Da sie besonders nützlich beim Schutz von Metallen vor Chloridkorrosion sind, werden solche Stähle in einer Vielzahl von Meeresumweltanwendungen (z. B. Offshore-Bohrinseln) sowie Öl- und Gaspipelines verwendet.

Nichtrostende Stähle machen weitere 25% des Molybdänbedarfs aus, der die Fähigkeit des Metalls zur Stärkung und Verhinderung von Korrosion bewertet. Neben vielen anderen Anwendungen werden rostfreie Stähle in pharmazeutischen, chemischen und Zellstoff- und Papierfabriken, Tanklastwagen, Ozeantankern und Entsalzungsanlagen eingesetzt.

Schnellarbeitsstähle und Superlegierungen verwenden Molybdän zur Verstärkung, Erhöhung der Härte und Beständigkeit gegen Verschleiß und Verformung bei hohen Temperaturen. Schnellarbeitsstähle werden zur Herstellung von Bohr- und Schneidwerkzeugen verwendet, während Superlegierungen bei der Herstellung von Düsentriebwerken, Turboladern, Kraftwerksturbinen sowie in Chemie- und Erdölanlagen eingesetzt werden.

Ein kleiner Prozentsatz von Molybdän wird verwendet, um die Festigkeit, Härte, Temperatur und Drucktoleranz von Gusseisen und Stählen zu erhöhen, die in Automobilmotoren verwendet werden (insbesondere zur Herstellung von Zylinderköpfen, Motorblöcken und Abgaskrümmern). Dadurch können Motoren heißer laufen und dadurch die Emissionen reduzieren.

Hochreines Molybdänmetall wird in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, von Pulverbeschichtungen bis hin zu Solarzellen und Flachbildschirmbeschichtungen.

Etwa 10-15% des extrahierten Molybdäns fallen nicht in Metallprodukten an, sondern werden in Chemikalien verwendet, am häufigsten in Katalysatoren für Erdölraffinerien.

Quellen

Die Internationale Molybdän-Vereinigung.
URL: www. imo. info
USGS. Mineral Commodity Summaries: Molybdän (2011).
URL: // Mineralien. Usgs. Regierung / Mineralien / Pubs / Waren / Molybdän /
Minor Metal Trade Association. Molybdän (2011).
URL: // www. mmta. co. Großbritannien / Metalle / Mo /