Molybdenum ya chuma inatokana na jina lake kwa ufanano wa nje wa molybdenum disulfide na madini ya risasi - galena (jina la Kigiriki la risasi ni molybdos).
Historia ya uvumbuzi wa kipengele
Katika Enzi za Kati huko Uropa, molybdenum iliitwa madini matatu ya muundo tofauti, lakini karibu kufanana kwa rangi na muundo wa madini - galena (Pbs), molybdenite (MoS2) na grafiti (C). Kwa njia, madini "molybdenum sheen" (jina lingine la molybdenite) yalitumiwa kama risasi kwa penseli ambazo ziliacha alama ya kijani-kijivu kwenye karatasi.
Metali ya Molybdenum, vipengele 42 vya mfumo wa upimaji wa Mendeleev, inachukuliwa kuwa mahali pa kuzaliwa Uswidi. Mnamo 1758, mwanakemia na mineralogist kutoka nchi hii, mgunduzi wa nickel, Axel Cronstedt, alipendekeza kuwa madini hapo juu yana asili tofauti kabisa. Miongo miwili baadaye, mwananchi wake, mwanakemia wa dawa kutoka Köping, Karl Scheele, alipata asidi ya molybdic katika mfumo wa mvua nyeupe ("ardhi nyeupe") kwa kuchemsha molybdenite katika asidi ya nitriki iliyokolea. Mwanasayansi alielewa kwa busara kwamba ikiwa asidi ya molybdic imehesabiwa na makaa ya mawe, basi inawezekana kutenganisha.chuma. Kwa kuwa hakuwa na tanuru inayofaa, alituma sampuli kwa Peter Gjelm, ambaye mwaka wa 1782 alitenga chuma kipya na kiasi kikubwa cha uchafu wa carbudi. Wenzake walitaja kipengele hicho "molybdenum" (fomula katika jedwali la upimaji ni Mo).
Chuma tupu kilipatikana mwaka wa 1817 pekee na Jens Berzelius, rais wa Chuo cha Sayansi cha Uswidi.
Tabia ya dutu sahili
Njia ya uzalishaji ina ushawishi mkubwa juu ya sifa halisi za molybdenum na mwonekano wake. Poda ya chuma, tupu na vijiti kabla ya kuoka - kijivu giza. Palette ya bidhaa zilizosindika ni tajiri zaidi - kutoka karibu nyeusi hadi fedha nyepesi. Uzito wa molybdenum ni 10.28 t/m3. Chuma kinayeyuka kwa joto la 2623˚С, na kwa 4639˚С inachemka. Molybdenum safi kabisa ina uwezo mkubwa wa kuharibika na ductility, ambayo inahakikisha kusongesha na kukanyaga kwa urahisi. Kazi ya kazi yenye kipenyo cha hadi 12 mm, hata kwa joto la kawaida, inaweza kuunganishwa kwa uhuru na fundo mbili au kuvingirwa kwenye karatasi nyembamba. Ya chuma ina conductivity nzuri ya umeme. Uwepo wa uchafu huongeza ugumu na brittleness na kwa kiasi kikubwa huamua sifa za mitambo ya molybdenum.
Viunganisho Vikuu
Kama sehemu ya dutu changamano, kipengele hiki huonyesha kiwango tofauti cha oksidi kutoka +2 hadi juu zaidi (misombo ya mwisho ndiyo thabiti zaidi), ambayo huamua sifa za kemikali za molybdenum. Metali hii ina sifa ya misombo yenye oksijeni na halojeni (MoO3, MoCl5) na molybdates (chumvi ya asidi ya molybdic). Athari za oxidation zinawezekana tu kwa joto la juu (kutoka 600˚С). Kuongezeka zaidi kutasababisha molybdenum kuingiliana na kaboni, fosforasi na salfa. Huyeyuka vizuri katika nitriki au asidi ya sulfuriki iliyopashwa.
Fosforasi, arseniki, boroni na asidi ya siliki huunda misombo changamano yenye molybdenum. Chumvi maarufu na ya kawaida ni phosphomolybdate ya amonia. Dutu zilizo na molybdenum hutofautishwa kwa rangi pana na vivuli mbalimbali.
Teknolojia ya manufaa ya madini ya Molybdenum
Uzalishaji wa viwandani wa molybdenum safi kabisa ulibobea katika karne ya 20 pekee. Usindikaji wa kemikali wa ore ya molybdenum hutanguliwa na manufaa yake: baada ya kusaga katika crushers na mill ya mpira, njia kuu ni flotation tano au sita. Matokeo yake ni ukolezi mkubwa (hadi 95%) wa molybdenum disulfide katika malighafi.
Hatua inayofuata na muhimu zaidi ni kufyatua risasi. Hapa uchafu usiofaa wa maji, sulfuri, mabaki ya vitendanishi vya flotation huondolewa na molybdenum disulfide hutiwa oksidi kwa trioksidi. Kusafisha zaidi kunawezekana kwa njia kadhaa, lakini zifuatazo ndizo maarufu zaidi:
- njia ya amonia, ambapo misombo ya molybdenum huyeyushwa kabisa, na uchafu huondolewa;
- sublimation kwa joto la 900 hadi 1100 ˚С. Matokeo - mkusanyiko wa MoO3 hupanda hadi 90-95%.
Uzalishaji wa viwandani wa metali molybdenum
Kupitisha hidrojeni kupitia molybdenum trioksidi iliyosafishwa (kwenye maabara kwakupunguzwa mara nyingi hutumia kaboni au gesi zenye kaboni, alumini, silicon) kupata chuma cha unga. Mchakato huo unafanyika katika tanuru maalum za mirija na ongezeko la joto la taratibu kutoka 500 hadi 1000 ˚С.
Msururu wa mchakato wa utengenezaji wa metali ya kompakt ya molybdenum inajumuisha:
- Kubonyeza. Mchakato unafanyika katika molds chuma chini ya shinikizo hadi 300 MPa. Sehemu ya kumfunga ni suluhisho la pombe la glycerini. Sehemu ya juu ya nafasi zilizo wazi (stabs) hazizidi 16 cm2, na urefu ni cm 600. Kwa kubwa zaidi, fomu za mpira au polymer hutumiwa. Kubonyeza hufanyika katika vyumba vya kufanyia kazi ambapo kioevu hudungwa kwa shinikizo la juu.
- Kuimba. Inatokea katika hatua mbili. Ya kwanza - ya chini ya joto, hudumu dakika 30-180 (kulingana na ukubwa wa workpiece), hufanyika katika tanuu za muffle katika anga ya hidrojeni kwenye joto la 1200 ˚С. Katika hatua ya pili (kulehemu), workpiece huwashwa kwa joto karibu na kiwango cha kuyeyuka (2400-2500 ˚С). Kwa sababu hiyo, porosity hupungua na msongamano wa molybdenum huongezeka.
Nafasi kubwa zenye uzito wa hadi tani 3 hutiwa ndani katika viunzi, mialo ya elektroni au vinu vya arc. Mchakato huo unakamilishwa na usindikaji wa kiufundi wa bidhaa za sintered.
Amana nono
Molybdenum ni kipengele adimu sana katika ukanda wa dunia na ulimwengu kwa ujumla. Kati ya madini dazeni mbili yaliyopo kwa asili, molybdenite pekee ndio yenye umuhimu mkubwa wa kiviwanda.(MoS2). Rasilimali zake hazina mwisho, na teknolojia za kuchimba chuma kutoka kwa powellites na molybdates tayari zimeandaliwa. Kulingana na muundo wa madini na umbo la miili ya ore, amana hugawanywa katika mshipa, mshipa unaosambazwa na skarn.
Hifadhi iliyothibitishwa ulimwenguni ya kipengele hiki ni tani milioni 19, karibu nusu ikiwa nchini Uchina. Tangu 1924, amana kubwa zaidi ya molybdenum imekuwa mgodi wa Climax (Marekani, Colorado) wenye maudhui ya wastani ya hadi 0.4%. Mara nyingi, uchimbaji wa madini ya molybdenum hufanywa pamoja na uchimbaji wa shaba na tungsten.
Nchini Urusi, akiba ya molybdenum inafikia tani elfu 360. Kati ya amana 10 zilizogunduliwa, 7 pekee ndizo zimetengenezwa kibiashara:
- Sorskoe na Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe na Zhirekenskoe (Transbaikalia Mashariki);
- Orekitkanskoe (Buryatia);
- Labash (Karelia);
- Tyrnauz (Northern Caucasus).
Uzalishaji unafanywa kwa njia zilizo wazi na zilizofungwa.
Siri ya panga za Samurai
Kwa karne kadhaa, wahunzi wa bunduki na wanasayansi wa Ulaya wametatizika na fumbo la ukali na nguvu za panga za kale za Kijapani tangu mwanzo wa milenia ya pili, bila kufaulu kujaribu kutengeneza silaha zenye makali ya hali ya juu bila mafanikio. Ni mwisho wa karne ya XΙX, baada ya kugundua uchafu wa molybdenum katika chuma cha Kijapani, ndipo ilipowezekana kutegua kitendawili hiki.
Kwa mara ya kwanza, matumizi ya viwandani ya molybdenum kama nyongeza ya aloi ili kuboresha ubora wa chuma (kuipa ugumu na ukakamavu) yaliboreshwa mnamo 1891 na Schneider.& Co kutoka Ufaransa.
Vita vya Kwanza vya Dunia vilitumika kama kichocheo kikubwa kwa ukuzaji wa madini ya molybdenum. Ni muhimu kwamba unene wa silaha za mbele za mizinga ya Anglo-French, iliyochomwa kwa urahisi na makombora ya Kijerumani ya caliber sawa, ilipunguzwa kutoka 75 mm hadi 25 mm kwa kuongeza 1.5-2% molybdenum kwenye chuma cha sahani za silaha. Hii iliongeza kwa kiasi kikubwa uimara wa mashine.
Matumizi ya molybdenum
Zaidi ya 80% ya molybdenum yote inayotumika viwandani inategemea madini ya feri. Bila hivyo, utengenezaji wa chuma cha kutupwa kisichostahimili joto, miundo na vifaa vya chuma haufikiriki. Sehemu moja ya uzito wa kipengele inaboresha ubora wa chuma ni sawa na sehemu mbili za uzito wa tungsten. Kwa kuwa msongamano wa molybdenum ni mara mbili chini, aloi zake ni bora zaidi kwa ubora kuliko aloi za tungsten kwa joto la kufanya kazi chini ya 1370 ˚С. Vyuma vya Molybdenum vinajikopesha vyema zaidi kwa kuunguza.
Molybdenum inahitajika katika tasnia ya redio-elektroniki, kemikali na rangi. Katika uhandisi wa mitambo, hutumiwa kama nyenzo sugu ya joto. Katika kilimo, ufumbuzi dhaifu wa misombo ya vipengele huboresha kwa kiasi kikubwa unyonyaji wa virutubisho na mimea. Ikumbukwe kwamba katika kipimo kikubwa, molybdenum ina athari ya sumu kwa viumbe hai na mimea, na huathiri vibaya mazingira.
Umuhimu wa kibayolojia
Katika lishe ya binadamu na wanyama, molybdenum ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya ufuatiliaji. Katika mfumo wa fomu hai ya kibaolojia -molybdenum coenzyme - (Moco) ni muhimu kwa ajili ya utekelezaji wa michakato ya catabolic katika tishu hai.
Utafiti katika nyanja ya shughuli za kupambana na saratani ya molybdenum unaonekana kutegemewa sana. Matukio makubwa ya saratani ya njia ya usagaji chakula miongoni mwa wakazi wa mji wa Lin Xian (Mkoa wa Honan, Uchina) yalipungua kwa kiasi kikubwa baada ya kuingizwa kwenye udongo mbolea za madini zenye molybdenum.
Katika hali nadra za upungufu wa vipengele katika mwili wa binadamu, hali ya kuchanganyikiwa kwa anga, kasoro za ubongo, akili isiyo ya kawaida na magonjwa mengine makali ya neva yanaweza kutokea. Kiwango cha kila siku cha molybdenum kwa mtu mzima ni kutoka 100 hadi 300 mcg. Inapoongezeka hadi 5-15 mg, sumu ya sumu haiwezi kuepukika, hadi 50 mg - kifo. Tajiri zaidi katika molybdenum ni mboga za majani, nafaka, kunde na matunda (blackcurrant, gooseberry) mazao, bidhaa za maziwa, mayai, maini na figo za wanyama.
Mambo ya mazingira
Sifa za kibayolojia za molybdenum huweka mahitaji ya kuongezeka kwa utupaji wa taka kutoka kwa usindikaji wa nyenzo za madini, uzingatiaji mkali wa mchakato wa kiteknolojia katika makampuni ya biashara ili kuzuia athari mbaya kwa afya ya wafanyakazi na asili.
Hatua zote zinapaswa kuchukuliwa ili kuzuia kupenya kwa bidhaa zilizochakatwa kwenye maji ya ardhini. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba mimea ina uwezo wa kunyonya na kukusanya molybdenum, hivyo maudhui yake katika shina na majani yanaweza kuzidi viwango vinavyoruhusiwa. Hii molekuli ya kijaniinaweza kuwa hatari kwa wanyama. Ili kuzuia upepo kueneza miamba iliyotumika, madampo hufunikwa na safu ya ardhi.
Mitindo katika soko la kimataifa la molybdenum
Mgogoro wa kifedha ulipoanza, matumizi ya molybdenum duniani yalipungua kwa 9%. Isipokuwa Uchina, ambapo kuna ongezeko la hadi 5%. Mwitikio wa kushuka kwa kasi kwa mahitaji ya watumiaji mwaka 2009 ulikuwa kupungua kwa viwango vya uzalishaji. Iliwezekana kukabiliana na kiwango cha awali cha pato tu baada ya miaka minne, na mwaka 2014 upeo mpya wa tani 245,000 uliwekwa. Uchina inasalia kuwa mlaji na mzalishaji mkuu wa molybdenum na bidhaa zake.
Uzito na sifa za kushangaza za Molybdenum zimeifanya iwe muhimu kwa matumizi ya chuma na aloi ambapo mchanganyiko wa uzani mwepesi, nguvu za juu na ukinzani wa kutu unahitajika. Ukuaji uliotabiriwa wa idadi ya mitambo ya nyuklia, vifaa vingine vya nishati na viwanda, ukuzaji wa maeneo mapya ya mafuta na gesi katika hali mbaya ya Kaskazini ya Mbali na Arctic bila shaka itasababisha kuongezeka kwa mahitaji ya molybdenum na derivatives yake.
