钼的基本知识

钼 molybdenum

　　元素符号Mo,银灰色难熔金属，在元素周期表中属ⅥB族，原子序数42，原子量95.94，面心立方晶体，常见化合价为+6、+5、+4。 　　在中世纪就使用辉 钼矿 (MoS ₂ ),因其外观很像石墨，被误认为是变态的石墨而用来制作 铅 笔芯。1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素，以希腊文molybdos（似铅）命名。1782年瑞典化学家耶尔姆（P.J.Hjelm）首次制得金属钼。 　　 资源 钼矿分布虽广，但只有极少数矿床有开采价值。美国是钼矿最丰富的国家,产量占世界总产量的60%以上，其次是智利和加拿大。中国的钼矿产于东北、西北和中南等地区。具有工业价值的钼矿物为辉钼矿，其开采量占钼矿总开采量的90％。辉钼矿容易浮选，可由含钼0.06～0.3%的原矿选得含钼47～50%的精矿。钼的次生矿钼 钨 钙矿[Ca(Mo,W)O ₄ ]、铁钼华(Fe ₂ O ₃ ·MoO ₃ ·H ₂ O)、钼铅矿 (PbMoO ₄ )和钼 铜 矿[2CuMoO ₄ ·Cu(OH) ₂ ]等也有一定开采价值。主要钼矿生产国（中国除外）的钼矿储量和产量（1979年，以钼计）如下：

　 性质和用途 常温下钼在空气中很稳定,高于 600℃ 时很快地氧化生成三 氧化钼 (MoO ₃ )。钼与氢不发生化学反应，但 钼粉 能吸收氢。在温度高于 700℃ 时,水蒸气能将钼氧化成二氧化钼(MoO ₂ )。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于 800℃ 下反应生成碳化钼(Mo ₂ C )。钼能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸等酸腐蚀，但不耐硝酸、王水和氧化性熔盐的腐蚀。钼在常温下能耐碱，但在加热时则被碱腐蚀。

　　钼主要用于钢铁工业，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成 钼铁 后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1％,但这方面的消费却占钼总消费量的50％左右。不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18％的 镍 基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和 钼酸 盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。钼是植物所必需的微量元素之一，在农业上用作微量元素化肥。 　　 冶炼 钼生产的主要原料为辉 钼精矿 。提取过程包括氧化焙烧，三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤，工艺流程见图。

　 辉钼精矿的氧化焙烧 一般在 600℃ 下进行,主要化学反应为:2MoS ₂ +7O ₂ ─→2MoO ₃ +4SO ₂ ↑。焙烧温度不能超过 650℃ ，否则造成MoO ₃ 的大量挥发和炉料的粘结。焙烧设备多采用连续操作的多膛炉或间歇操作的反射炉，也可以用流态化炉焙烧。 　　 三氧化钼的制取 将焙砂用氢氧化铵溶液浸出（见浸取），生成 钼酸铵 溶液： MoO3＋2NH4OH─→(NH4)2MoO4＋H2O   液中的铜、铁等杂质用硫化铵或硫化钠使它生成硫化物沉淀除去，然后加入硝酸铅除去过剩的硫离子。将溶液加热到55～65℃，用盐酸调节pH为2～2.5，在激烈的搅拌下析出多钼酸铵[(NH ₄ )2O·mMoO ₃ ·nH ₂ O]。为了进一步去除钙、 镁 、钠等杂质，可将多钼酸铵重新溶于氢氧化铵溶液中形成钼酸铵，过滤后将溶液蒸发，使氨挥发,而钼生成仲钼酸铵结晶[(NH ₄ ) ₂ O·7MoO ₃ ·4H2O],经脱水和煅烧后得到纯度99.95%的三氧化钼。氧化钼的制取还可采用升华法，将焙砂在900～1000℃下加热,三氧化钼因蒸气压较高不断挥发，经布袋收尘器收集后，得到纯度大于99％的三氧化钼细粉。利用此法也可处理金属钼废料以回收钼。 　　 金属钼粉的生产 在管状电炉中用氢还原三氧化钼。工业生产还原过程分两步:先在450～650℃下将MoO3还原成MoO2,再在900～950℃下将MoO ₂ 还原成钼粉。MoO ₃ 还可用碳还原成钼粉，但纯度较差。 　　 致密钼的制取 ①粉末冶金法，是将钼粉用酒精甘油溶液润湿混合,在压力约3吨力/厘米2下压制成坯条或坯块。将坯条在氢气氛中于1100～1200℃下预烧结，随后把电流直接通入坯条，使之加热到2200～2400℃进行高温垂熔(即高温烧结，见钨)，得致密金属钼坯条。②熔铸法，一般是将已烧结的 钼条 进行真空自耗电弧重熔，可以得到重达数吨的钼锭。为了制取高纯钼锭，可采用真空电子束熔炼法和区域熔炼法。