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钼是一种金属元素,元素符号:Mo,英文名称:Molybdenum,原子序数42,是VIB族金属。钼的密度为10.2g/cm³,熔点为2610℃,沸点为5560℃。钼是一种银白的金属,硬而坚韧,熔点高,热传导率也比较高,常温下不与空气发生氧化反应。作为一种过渡元素,易改变其氧化状态,钼离子的颜也会随着氧化状态的改变而改变。钼是人体及动植物所的微量元素,对人以及动植物的生长、发育、遗传起着重要作用。钼在地壳中的平均含量为0.00011%,钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。由于钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医和农业等领域。
虽然钼是在18世纪后期被人们发现的,但在钼被发现之前,就已经被人们使用,如14世纪,日本使用含钼的钢制造马刀。16世纪,辉钼矿因为与铅、方铅矿及石墨的外观和性质都很相似,被人们当作石墨使用,当时的欧洲人还将这几种矿石统称为“molybdenite”。
1754年,瑞典化学家BengtAnderssonQvist检测了辉钼矿,发现里面不含铅,因而他认为辉钼矿与方铅矿并不是同一种物质。
1778年,瑞典的化学家舍勒发现硝酸与石墨不起反应,而与辉钼矿反应后获得一种白粉末,将它与碱溶液共同煮沸,结晶析出一种盐。他认为这种白粉末是一种金属氧化物,用木炭混合后强热,并没有获得金属,而当它与硫在一起加热后却得到原来的辉钼矿,因而他认为辉钼矿应该是一种未知元素的矿物。
根据舍勒的启发,1781年,瑞典人耶尔姆用“碳还原法”从这种白粉末中分离出一种新的金属,并将该金属命名为“Molybdenum”。
合金领域
钼在钢铁领域的消费量大,主要用于生产合金钢(约占钼在钢铁消耗总量中的43%)、不锈钢(约23%)、工具钢和高速钢(约8%)、铸铁和轧辊(约6%)。钼大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分则先熔炼成钼铁,然后再用于炼钢。钼作为钢的合金元素具有以下优点:提高钢的强度和韧性;提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗腐蚀性;提高钢的耐磨性;改善钢的淬透性、焊接性和耐热性。例如,含钼量为4%-5%的不锈钢往往用于诸如海洋设备、化工设备等侵蚀、腐蚀比较严重的地方。
以钼为基体加入其他元素(如钛、锆、铪、钨及稀土元素等)构成有合金,这些合金元素不仅对钼合金起到固溶强化和保持低温塑性的作用,而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相,提高合金的强度和再结晶温度。钼基合金因为具有良好的强度、机械稳定性、高延展性而被用于高发热元件、挤压磨具、玻璃熔化炉电、喷射涂层、金属加工工具、航天器的零部件等。
钼(Molybdenum),化学符号Mo,原子序数为42,是一种过渡金属元素,为人体及动植物的微量元素。钼单质为银白金属,硬而坚韧。人体各种组织都含钼,在人体内总量约为9mg,肝、肾中含量高。
1782年,瑞典的埃尔姆,用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧,而得到钼。
1953年确知钼为人体及动植物的微量元素。
主要矿物是辉钼矿(MoS2)。
天然辉钼矿MoS2是一种软的黑矿物,外型和石墨相似。18世纪末以前,欧洲市场上两者都以“molybdenite”名称出售。1779年,舍勒指出石墨与molybdenite(辉钼矿)是两种不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响,而与辉钼矿反应,获得一种白垩状的白粉末,将它与碱溶液共同煮沸,结晶析出一种盐。他认为这种白粉末是一种金属氧化物,用木炭混合后强热,没有获得金属,但与硫共热后却得到原来的辉钼矿。
1782年,瑞典一家矿场主埃尔姆从辉钼矿中分离出金属钼,命名为molybdenum,元素符号定为Mo。汉语译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认。
钼位于门捷列夫周期表第5周期、第VIB族,为一过渡金属元素,钼原子序数42,原子量95.95,原子中电子排布为:1s22s22p63s23p64s23d104p64d55s1。由于价电子层轨道呈半充满状态,钼介于亲石元素(8电子离子构型)和亲铜元素(18电子离子构型)之间,表现典型过渡状态。戈尔德施密特在元素的地球化学分类里将它称亲铁元素。自然界里,钼有七个稳定的天然同位素,它们的核子数及其在天然混合物中所占比例如表所列。
同位数名称 92Mo 94Mo 95Mo 96Mo 97Mo 98Mo 100Mo ∑
各占比例(%)原子量 15.84 9.04 15.72 16.53 9.46 23.78 9.63 100
91.9063 93.9047 94.9058 95.9046 96.9058 97.9055 99.9076 95.95
另据文献记载,已发现第八种天然同位素的存在。此外,还发现钼有十一种人造放射性同位素,因资料数据不详,此不赘述。
钼为银白金属,钼原子半径为0.14nm,原子体积为235.5px/mol,配位数为8,晶体为Az型体心立方晶系,空间群为Oh9,至今还没发现它有异构转变。常温下钼的晶格参数在0.31467~0.31475nm之间,随杂质含量而变化。钼熔点很高,在自然界单质中名列第六,被称作难熔金属。钼的密度为10.23g/cm3,约为钨的一半(钨密度19.36g/cm3)。钼的热膨胀系数很低;钼的热传导率较高。钼电阻率较低:0℃时为5.17×10-10Ω·cm;800℃时为24.6×10-10Ω·cm;2400℃时为72×10-10Ω·cm。钼属顺磁体,钼的比热在25℃时为242.8J/(kg·K)。钼的硬度较大,摩氏硬度为5~5.5。钼在沸点的蒸发热为594kJ/mol;熔化热为27.6±2.9kJ/mol;在25℃时的升华热为659kJ/mol。
物质 碳(C) 钨(W) 铼(Re) 锇(Os) 钽(Ta) 钼(Mo)
熔点(℃) 3650~3697 3410 3180 3045 2996 2622
沸点(℃) 4827 5660 5627 5027±100 5425±100 5560
钼的原子半径、离子半径与钨、铼的很接近。
原子半径(nm) 4离子半径(nm) 6离子半径(nm)
钼 0.139 0.068 0.065
钨 0.14 0.068 0.065
铼 0.138 0.068 0.065
钼原子的电子排列体现了典型过渡元素的性质:次外层的五个4d轨道、外层的一个5s轨道上电子均呈半弃满状态。钼原子外层电子电离电位为:
外层电子(个) 1 2 3 4 5 6 7 8
电离电位(eV) 7.2 15.17 27 46.53 55.6 71.7 132.7 153.2
钼要丢掉七个或八个电子是困难的。这决定了钼的化学性质比较稳定。常温或在不太高的温度下,钼在空气或水里是稳定的。钼在空气中加热,颜开始由白()转暗灰;温升至520℃,钼开始被缓慢氧化,生成Mo2O3;温升至600℃以上,钼迅速被氧化成MoO3。钼在水蒸气中加热至700~800℃便开始生成MoO2,将它进一步加热,二氧化钼被继续氧化成三氧化钼。钼在纯氧中可自燃,生成三氧化钼。钼的氧化物已见于报道的很多,但不少是反应中间产物,而不是热力学稳定相态。的只有九种,其结构与转化温度如表。
氧化物 生成温度范围(℃) 结晶结构
MoO2 菱形
Mo4O11 单斜系
Mo4O11 615~800 正斜形
Mo17O47 560
Mo5O14 530
Mo8O23 650~780
Mo18O52 600~750 三斜系
Mo9O26 750~780 单斜系
MoO3 菱形
另外,在生成MoO2前还有三种中间产物Mo2O3,MoO和Mo3O,但都还未能制造出它们的纯产物。
钼的这一系列氧化物中,除高价态的MoO3为酸性外,其余氧化物均为碱性氧化物。钼重要的氧化物是MoO3和MoO2。
MoO2分子量为127.94。纯MoO2呈暗灰、深褐粉末状。25℃时,MoO2的生成热为550kJ/mol,密度为6.34~6.47g/cm3。MoO2呈金红石单斜结晶构造,单位晶体(晶胞)由两个MoO2分子组成,晶格参数为a=0.5608nm,b=0.4842nm,c=0.5517nm,d=11.975nm。MoO2可溶于水,易溶于盐酸及硝酸,但不溶于氨水等碱液里。在空气、水蒸气或氧气中继续加热MoO2,它将被进一步氧化,直至生成MoO3。在真空中加热到1520~1720℃,固态MoO2部升华而不分解出氧,但大部分MoO2分解成MoO3气体和固态Mo。Jette.E.R(1935年)报道:MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa(惰性气体)的条件下分解成钼和氧。MoO2是钼氧化的产物。
MoO3为淡绿或淡青的白粉末。分子量为143.94。25℃时,MoO3的生成热为668kJ/mol,密度为4.692g/cm3,熔点为795℃,沸点为1155℃.在低于熔点的温度已开始升华.在520~720℃时,升华呈气体的三氧化相为MoxO3x分子混合物,其中x=3~5,以x=3为主。MoO3微溶于水而生成钼酸。18℃,MoO3溶解度为1.066%,70℃时为2.05%。溶于水的三氧化钼与水按不同比例组成一系列同多酸,nMoO3·mH2O,其中n≥m。这一系列同多酸中比较重要的有:钼酸H2MoO4(n=m=1),仲钼酸H6Mo7O24,(n=7,m=3),四钼钼酸H2Mo4O13(n=4,m=1)。这些同多酸可看作两个或多个同种简单含氧酸分子缩水而成。比如7H2MoO4←→H6Mo7O24 4H2O。X分析发现,Mo7O24的结构由七个MoO6正八面体相连而成。MoO3易溶于氨水、碱金属碱液中,生成与同多酸对应的盐。MoO3在碱性介质(pH>10)中往往呈MoO4存在,而在酸性介质中,它往往以Mo7O24(pH≤6~8)或Mo8O24(pH=1.5~2.9)形式存在。作为钼的重要化工产品——工业钼酸铵,也正是这一系列同多酸的铵盐混合物。
室温下,钼能与F2反应。250℃钼开始与Cl2反应,700~800℃钼可与Cl2反应生成MoCl2。在白热温度下,钼能与Br2反应。钼与卤素反应产物可以是MoX6(如MoF6),亦可是MoO2X2(如MoO2Cl2)或者是MoOX4(如MoOCl4)或者是MoX。600℃以上,钼在N2中开始脆化。1500℃以上钼才开始与N2反应,2400℃以上钼与N2反应生成氮化物。但是,直至熔解(2622℃±10℃),钼都不能与H2反应。因而,工业上通常用H2还原MoO3以生产金属钼粉。反应过程可能是:450~500℃时,MoO3经H2还原,经生成Mo5O14、Mo17O47、Mo4O11等中间氧化态后生成MoO2;1000~1100℃时,H2进一步将MoO2还原成金属钼粉。钼在CO2中加热,可以被氧化为MoO3;而反应产物MoO3与CO又可反应,再度还原成Mo:Mo 3CO2←→MoO3 3CO。钼粉或氧化钼在CO或者CH4、H2混合物中共同加热可以生成碳化钼。600℃时生成物为Mo2C,它性脆、密度为8.9g/cm3,熔点为2380℃;而800℃时的生成物为MoC,它的密度为8.4g/cm3。
钼在常温下不与HF、HCI、稀HNO3、稀H2SO4及碱溶液反应。钼只溶于浓HNO3、王水或热而浓的H2SO4、煮沸的HCI中。
钼的生物属性也很重要,它不仅是植物也是动物必不可少的微量元素。钼是植物体内固氮菌中钼黄素蛋白酶的主要成份之一;也是植物硝酸还原酶的主要成份之一;还能激发磷酸酶活性,促进作物内糖和淀粉的合成与输送;有利于作物早熟。钼是七种重要微量营养元素之一。钼还是动物体内肝、肠中黄嘌呤氧化酶、醛类氧化酶的基本成份之一,也是亚硫酸肝素氧化酶的基本成份。研究表明,钼还有明显防龋作用,钼对尿结石的形成有强烈抑制作用,人体缺钼易患肾结石。一个体重70kg的健康人,体内含钼9mg。对于人类,钼是第二、第三类过渡元素中已知唯一对人必不可少的元素,与同类过渡元素相比,钼的毒性低,甚至可认为基本。当然,过量的食入也会加速人体动脉壁中弹性物质——缩醛磷脂——氧化。所以,土壤含钼过高的地区,癌症发病率较低但痛风病、全身性动脉硬化的发病率较高。而食入含钼过量的饲草的动物,尤其长角动物易患胃病。
膳食及饮水中的钼化合物,易被吸收。经口摄入的可溶性钼酸铵约88%-93%可被吸收。膳食中的各种含硫化合物对钼的吸收有相当强的阻抑作用,硫化钼口服后只能吸收5%左右。钼酸盐被吸收后仍以钼酸根的形式与血液中的巨球蛋白结合,并与红细胞有松散的结合。血液中的钼大部分被肝、肾摄取。
在肝脏中的钼酸根一部分转化为含钼酶,其余部分与蝶呤结合形成含钼的辅基储存在肝脏中。身体主要以钼酸盐形式通过肾脏排泄钼,膳食钼摄入增多时肾脏排泄钼也随之增多。因此,人体主要是通过肾脏排泄而不是通过控制吸收来保持体内钼平衡。此外也有一定数量的钼随胆汁排泄。
钼作为3种钼金属酶的辅基而发挥其生理功能。钼酶催化一些底物的羟化反应。黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤,然后转化成尿酸。醛氧化酶催化各种嘧啶、嘌呤、蝶啶及有关化合物的氧化和。亚硫酸盐氧化酶催化亚硫酸盐向硫酸盐的转化。有研究者还发现,在体外实验中,钼酸盐可保护肾上腺皮质激素受体,使之保留活性。据此推测,它在体内可能也有类似作用。有人推测,钼酸盐之所以能够影响糖皮质激素受体,是因为它与一种称为“调节素”的内源性化合物相似。
2000年中国营养学会根据国外资料,制订了中国居民膳食钼参考摄入量,适宜摄入量为60μg/d;高可耐受摄入量为350μg/d。
我国钼矿分布就大区来看,中南占全国钼储量的35.7%,居首位。其次是东北19.5%、西北14.9%、华东13.9%、华北12%,而西南仅占4%。就各省(区)来看,河南储量多,占全国钼矿总储量的29.9%,其次陕西占13.6%,吉林占13%。另外储量较多的省(区)还有:山东占6.7%、河北占6.6%、江西占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总保有储量的81.1%,其中前三位的河南、陕西、吉林三省就占56.5%。下表展示出了我国主要的钼矿床及其开发利用情况。
中国钼矿主要产地一览表
编号 矿床 位置 规模 品位(Mo%) 利用情况
1 五道岭钼矿 黑龙江省阿城区 中型 0.167 未采
2 大黑山钼矿 吉林省永吉县 大型 0.066 已采
3 杨家杖子钼矿 辽宁省葫芦岛市 大型 0.141 已采
4 兰家沟钼矿 辽宁省葫芦岛市 大型 0.141 已采
5 撒岱沟门钼矿 河北省丰宁县 大型 0.076 未采
6 野弧钼矿 河北省涞水县 中型 0.087 未采
7 大科庄钼矿 北京市延庆县 中型 0.1 未采
8 后峪钼矿 山西省繁峙县 中型 0.061 未采
9 尚家庄钼矿 山东省栖霞县 中型 0.053 未采
10 金堆城钼矿 陕西省华县 大型 0.099 已采
11 黄龙铺钼矿 陕西省洛南县 大型 0.083 未采
12 上房沟钼矿 河南省栾川县 大型 0.14 已采
13 雷门沟钼矿 河南省嵩县 大型 0.073 未采
14 石坪川钼矿25号脉 浙江省青田县 中型 0.19 已采
15 赤路钼矿 福建省福安县 中型 0.07 已采
16 翠宏山铁多金属矿 黑龙江省逊克县 中型 0.122 未采
17 多宝山铜钼矿 黑龙江省嫩江县 中型 0.016 未采
18 肖家营子钼矿 辽宁省喀喇沁左翼蒙古族自治县 中型 0.225 已采
19 小寺沟铜钼矿 河北省平泉县 中型 0.086 已采
20 大湾锌钼矿 河北省涞源县 大型 0.117 未采
21 邢家山钼矿 山东省烟台市 大型 0.08 未采
22 三道庄钼矿 河南省栾川县 大型 0.115 已采
23 南泥湖钼矿 河南省栾川县 大型 0.076 未采
24 夜长坪钼矿 河南省卢氏县 大型 0.133 未采
25 下桐岭钨钼铋矿 江西省分宜县 中型 0.054 已采
26 德行铜厂矿 江西省德兴市 大型 0.011 已采
27 富家钨铜矿 江西省 大型 0.033 已采
28 宝山铅锌银矿 湖南省桂阳县 中型 0.146 已采
29 黄沙坪铅锌矿 湖南省桂阳县 中型 0.042 未采
30 柿竹园钨锡钼铋矿 湖南省郴县 中型 0.064 已采
31 大浒镍钼矿 湖南省慈利县 中型 0.595 未采
32 天门山矿区大坪 湖南省大庸县 中型 0.346 已采
33 玉龙铜钼矿 西藏自治区江达县 大型 0.028 未采
34 行洛坑钨钼矿 福建省清流县 中型 0.024 已采
35 马厂阱铜钼矿 云南省祥云县 中型 0.08 未采
36 大宝山钼矿 广东省曲江区 中型 0.076 未采
37 白石嶂钼钨矿 广东省五华县 中型 0.116 停采
钼与钨一样是一种难熔稀有金属。自1778年瑞典科学家C.W.SCHEELE发现钼元素之后,经过十余年努力M.MOISSAN才用电炉制得金属钼,使人类次得到这种具有许多优良物理化学和机械性能的金属。钼的熔点为2620℃,由于原子间结合力强,所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小,导电率大,导热性能好。在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应,仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中,对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此,钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、和宇航等重要部门有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。钼在地球上的蕴藏量较少,其含量仅占地壳重量的0.001%,钼矿总储量约为1500万吨,主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为172万吨,基础储量为343万吨,仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在50万吨以上的特大型钼矿共有六个,我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。的钼资源,为我国发展钼的冶炼和加工,大力推广钼的应用,提供了为有利的条件和坚实的基础。近年来,我国钼的开采、冶炼和加工得到了迅速的发展。据资料介绍,2001年我国实际生产钼精矿72000吨,氧化钼33000吨,钼铁7600吨,各类钼酸铵9500吨,钼条1183吨,钼板坯1200吨,钼板材150吨,钼圆片40余吨,钼顶头及其他异型制品约50吨,电光源行业及机械加工钼丝31.5亿米,还有润滑剂、催化剂、颜料等化工产品数百吨。不仅如此,我国在世界钼市场中占有举足轻重的,据海关统计,2001年我国出口钼矿焙砂、钼酸盐、钼铁及其他钼制品70274吨之多,创汇达2.62亿美元。钼的消费形式以工业三氧化钼为主,约占70%,钼铁约占20%,金属钼和钼化学制品各占5%。其应用领域和分配比例大概如下:钢铁冶炼消费约占80%(其中合金钢约为43%,不锈钢约为23%,工具钢和高速钢约8%,铸铁和轧辊约为6%),化工产品约占10%,金属钼制品消费约占6%,高温高强度合金和合金约占3%,其他钼制品约为1%。由上可见钢铁工业的发展对钼的消费起着决定性的作用,但随着科学技术的发展,钼在高科技和其他领域的应用将会不断地扩大和发展。
钢铁工业:根据世界各国钼消费统计,钼在钢铁工业中的应用仍然占据着主要的位置。钼作为钢的合金化元素,可以提高钢的强度,是高温强度和韧性;提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性;提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素,在炼钢的过程中不氧化,可单独使用也可与其他合金元素共同使用。钢的耗钼量在有规律地增长,每吨钢的钼消耗量已达到0.201公斤的水平。
钼与铬、镍、锰和硅等可制造不同类型的不锈钢、工具钢、高速钢和合金钢等。所制成的不锈钢有良好的耐腐蚀性能,可用于石油开采的耐腐蚀钢管,一种加钼约6%的不锈钢还可取代钛用于海水淡化装置、
远洋船舶、海上石油及天然气开采管道。这类不锈钢还可以用于汽车外壳、污水处理设备等。含钼工具钢的效率是钨工具的两倍,性能优良,成本低廉且重量较轻。钼系列高速钢具有碳化物不均匀性、耐磨、韧性好、高温塑性强等优点,适用于制造成型刀具。含钼合金钢可用于制造机床结构部件,工业车辆和推土设备。在轧制状态下有微细珠光体组织的含钼合金钢,是铁轨和桥梁建设中的重要钢材。
钼作为铁的合金添加剂,有助于形成珠光体的基体,能改善铸铁的强度和韧性,提高大型铸件组织的均匀性,还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性,可作重型车辆的闸轮和刹车片等。
农用肥料:钼是植物体内的“微量元素”之一,约占植物干物量的0.5ppm左右,是不可缺少和不可替代的。近年来国内外广泛地采用钼酸铵作为微量元素肥料,能显著地提高豆类植物、牧草及其他作物的质量和产量。这主要是钼能促进根瘤菌和其他固氮生物对空气中氮的固定,并将氮元素进一步转化成植物所需的蛋白质。钼也能促进植物对磷的吸收和在植物体内发挥其作用。钼还能加快植物体内醣类的形成与转化,提高植物叶绿素的含量与稳定性,提高维生素丙的含量。不仅如此,钼还能提高植物的抗旱抗寒能力以及抗病性。
施用钼肥的特点是用量少,收效大,成本低,是提高农业收成是使大豆丰收的一项重要措施。钼在农业上的广泛应用,也为我国钼生产工厂的废水、废渣及低品位矿的综合利用,开辟了一条新的途径。电子电气钼有良好的导电和高温性能,是与玻璃的热膨胀系数其相近,广泛地用于制造灯泡中螺旋灯丝的芯线、引出线、挂钩、支架、边杆及其他部件,在电子管中做栅和阳支撑材料。在超大型集成电路中钼用作金属氧化物半导体栅,把集成电路安装在钼上可以消除“双金属效应”。超薄型无缝钼管(约15μm)可用作高清晰度电视机显象管的阳支架,这种电视机的图象扫描线达1125条,比一般的电视机提高2倍。钼圆片还可作功率晶体管隔热屏和硅整流器的基板和散热片。
在现代电子工业中除使用纯钼外,Mo-Re合金可作电子管和特种灯泡的结构材料,Mo-50Re和TZM合金还可作高功率微波管和毫米波管中的热离子阴结构元件,其工作温度可达到1200℃,电流密度可达10安培/厘米2。作为引出线的的纯钼丝再结晶温度低,在高温下易出现脆化,影响使用寿命,近年来,有人研制出添加Si、k和C等元素,以提高再结晶温度,生产出“高温钼丝”。采取在氧化钼生产过程中添加稀土元素钇、铈、镧等,更能有效地提高再结晶温度,克服材料高温脆化问题。含0.1-0.3%锆、0.1%钪的钼丝,在1200℃氮化处理,使钪弥散到整个合金中去,这种钼丝在20℃时抗拉强度可达到1400百万帕斯卡。
模具工业的迅速发展,使电火花加工技术得到普遍的应用,钼丝是理想的电火花线切割机床用电丝,可切割各种钢材和硬质合金,加工形状其复杂的零件,其放电加工稳定,能有效地提高模具的精度。以上是钼丝两种为广泛的用途,灯泡制造业的发展和模具制造业的崛起突飞猛进。据中国照明协会统计,2001年全国生产钼丝达到31.5亿米,实际产量估计达到40亿米,消耗将近800吨钼条,其数量十分可观。其中线切割用钼丝产量超过20亿米,占钼丝总量的一半以上,其市场发展前景十分令人乐观。
钨-铜假合金广泛应用电火花切削工具电,然而近年来研究以钼取代钨作电,结果表明,钨基和钼基电随铜(≤50%重量)的含量而变的耐蚀性是不一样的。在加热脉冲和机械负荷脉冲存在时,这种耐腐蚀性主要取决于脆裂过程,钼的延-脆性转变温度较钨低,所以脆性小,耐蚀性能较强。钼-铜、钼-银假合金具有耐烧蚀性和良好的导电性,可以作为空气开关、高压开关和接触器的触点。钼-铜复合薄膜在连续的铜机体上夹带大量的离散钼粒子,显微组织均匀,有良好的穿厚导热性和导电性,可作金属芯子应用于多层电路板中。
近,还研制出可变的三氧化钼,这种材料在强光照射下会改变颜,且可轻易还原,可用于电子计算机光存储元件及多次使用的复印材料。
汽车喷涂:钼的熔点高达2620℃,且有良好的高温性能和耐腐蚀性能,钼与钢铁结合力强,因而是汽车部件生产中主要的热喷涂材料。汽车部件一般采用钼丝高速火焰喷涂,喷枪的气体混合喷射装置产生高温燃气燃烧,设计的燃烧室和气体喷射混合室,使钼丝在熔化前,以高的速度喷涂在工件的表面上,喷射钼的致密度可达99%以上,结合强度接近10公斤/mm2。这一工艺过程能有效地改善受磨面的耐磨性,也提供了一个可以浸渍润滑油的多孔表面。它广泛地应用于汽车工业以提高活塞环、同步环、拨叉和其他受磨部件的性能,也用于修复磨损的曲轴、轧辊、轴杆和其他机械部件。据资料介绍喷涂钼丝欧洲市场年销售量可达1000吨,美国每年消耗量也达600吨左右,日本每年也消耗钼丝30-40吨,我国喷涂钼丝市场容量尚小于每年30吨。但随着我国汽车工业的发展,汽车齿轮和其它部件的热喷涂将有较大发展,喷涂钼丝的销售量将大幅度增长。
高温元件:钼的纯度高、耐高温、蒸汽压低等特性,使之常常被用来制造高温炉的发热体和结构材料。在钨钼及硬质合金生产过程中,大都采用钼丝加热的方式制作还原炉和烧结炉,部份铁制品连续烧结还采用钼杆加热排作发热体,钼杆加热排以钼钩悬挂于炉子的两侧。这类炉子一般为还原性气氛或非氧化性气氛,在氢气和分解氨中钼丝可使用至接近熔点,氮气中可使用至2000℃。高于1700℃使用时,可采用再结晶温度更高、强度的TZM合金或钼镧合金作发热体。钼在熔化的石英中有很好的抗烧蚀性能,在玻璃工业中用作通电熔融电,每生产一吨玻璃钼电仅损失7.8克,使用寿命可长达一年多。除作电外,钼还用作玻璃熔化高温结构材料,如导槽、管子、坩埚、流口以及稀土冶炼的搅拌棒。以钼代铂在玻璃纤维拉丝炉上使用效果良好,大大降低了生产成本。新近研制出的核燃料烧结炉采用钼网加热,用ф0.8mm钼丝编织成三相网状加热器,工作温度可达1800-2000℃。除此之外,钼及其合金还可以作热等静压的炉架、隔热屏、烧结和蒸涂的料舟、SmCo磁体及二氧化铀烧结的垫板,热电偶及其保护套管等。
膳食中的钼很易被吸收。但硫酸根(SO42-)因可与钼形成硫酸钼(molybdenum sulfate)而影响钼的吸收。同时硫酸根还可抑制肾小管对钼的重吸收,使其从肾脏排泄增加。因此体内含硫氨基酸的增加可促进尿中钼的排泄。钼除主要从尿中排泄外,尚可有小部分随胆汁排出。
钼缺乏主要见于遗传性钼代谢缺陷,尚有报道全肠道外营养时发生钼不足者。钼不足可表现为生长发育迟缓甚至死亡,尿中尿酸、黄嘌呤、次黄嘌呤排泄增加。
过量的钼对人体生命健康危害大。它能够使体内能量代谢过程出现障碍,心肌缺氧而灶性坏死,易发肾结石和尿道结石,增大缺铁性贫血患病几率,引发龋齿。
人和动物机体对钼均有较强的内稳定机制,经口摄入钼化物不易引起中毒。据报告,生活在亚美尼亚地区的居民每日钼摄入量高达10~15mg;当地痛风病发病率高,被认为与此有关。钼冶炼厂的工人也可因吸入含钼粉尘而摄入过多的钼。据调查,这些工人的血清钼水平、黄嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均显著高于一般人群。
钼在地壳中的平均丰度为1.3ppm,多存在于辉钼矿、钼铅矿、水钼铁矿中。矿物燃料中也含钼。天然水体中钼浓度很低,海水中钼的平均浓度为14微克/升。钼在大气中主要以钼酸盐和氧化钼状态存在,浓度很低,钼化物通常低于1微克/米。
环境中的钼有两个来源:
①风化作用使钼从岩石中释放出来。估计每年有1000吨进入水体和土壤,并在环境中迁移。钼分布的不均匀性,造成某些地区缺钼而出现“水土病”;又造成某些地区含钼偏高而出现“痛风病”(如亚美尼亚)。
②人类活动中愈来愈广泛地应用钼以及燃烧含钼矿物燃料(如煤),因而加大了钼在环境中的循环量。全世界钼产量每年为10万吨,燃烧排入环境的钼每年为800吨。人类活动加入的循环量超过天然循环量。用钼多的是冶金、电子、导弹和航天、原子能、化学等工业以及农业。对钼污染的研究还很不够。
钼在环境中的迁移同环境中的氧化和还原条件、酸碱度以及其他介质的影响有关。水和土壤的氧化性愈高,碱性愈大,钼愈易形成MoO离子;植物能吸收这种状态的钼。环境的酸性增大或还原性增高,钼易转变成复合离子,形成MoO;这种状态的钼易被粘土和土壤胶体及腐植酸固定而失去活性,不能为植物吸收。在海洋中,深海的还原环境使钼被有机物质吸附后包裹于含锰的胶体中,形成结核沉于海底,脱离生物圈的循环。
钼对温血动物和鱼类的影响较小。高含量钼对植物有不良影响,试验表明:钼浓度为0.5~100毫克/升时会对亚麻生长产生不同程度的影响;10~20毫克/升时对大豆生长有危害;25~35毫克/升时对棉花生长有轻度危害;40毫克/升时对糖用甜菜生长有危害。水体中钼浓度达到5毫克/升时,水体的生物自净作用会受到抑制;10毫克/升时,这种作用受到更大抑制,水有强烈涩味;100毫克/升时,水体微生物生长减慢,水有苦味。中国规定地面水中钼高容许浓度为0.5毫克/升,车间空气中可溶性钼高容许浓度为4毫克/立方米;,不溶性钼为6毫克/立方米。
健康危害
侵入途径:吸入、食入。
健康危害:对眼睛、皮肤有刺激作用。部分接触者出现尘肺病变,有自觉呼吸困难、全身疲倦、头晕、胸痛、咳嗽等。
毒理学资料及环境行为
急性毒性:LD50:6.1mg/kg(大鼠经口)
危险特性:其粉体遇高热、明火能燃烧甚至爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。
燃烧(分解)产物:氧化钼。
现场应急监测方法
便携式比计(水质)
实验室监测方法
硫氰酸盐比法
火焰原子吸收法
原子吸收法
环境标准
中国(TJ36-79):车间空气中有害物质的高容许浓度4mg/m3(可溶性化合物),6mg/m3(不溶性化合物)
中国(GB/T14848-93):地下水质量标准(mg/L)Ⅰ类0.001;Ⅱ类0.01;Ⅲ类0.1;Ⅳ类0.5;Ⅴ类>0.5
中国:饮用水源水中有害物质的高容许浓度0.07mg/L
应急处理处置方法
1、泄漏应急处理
隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。使用不产生火花的工具小心扫起,避免扬尘,运至废物处理场所。用水刷洗泄漏污染区,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。
2、防护措施
呼吸系统防护:作业工人佩戴防毒口罩。必要时佩戴自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学防护眼镜。
防护服:穿防静电工作服。
手防护:戴防化学品手套。
其他:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
3、急救措施
皮肤接触:用肥皂水及清水彻底冲洗。就医。
眼睛接触:拉开眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。就医。
食入:误服者饮适量温水,催吐。就医。
灭火方法:干粉。
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耐高温部件。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。除此之外,二硫化钼因其的抗硫性质,可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质,是很有前景的C1化学催化剂。钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥。
钼在电子行业有可能取代石墨烯。
美国加州纳米技术研究院(简称CNSI)成功使用MoS2(辉钼,二硫化钼)制造出了辉钼基柔性微处理芯片,这个MoS2为基础的微芯片只有同等硅基芯片的20%大小,功耗低,辉钼制成的晶体管在待机情况下的功耗为硅晶体管的十万分之一,而且比同等尺寸的石墨烯电路更加廉价。而大的变化是其电路有很强的柔性,薄,可以附着在人体皮肤。
2011年瑞士联邦理工学院洛桑分校(EPFL)科学家制造出个辉钼矿微晶片(上面有更小且更的电晶体)。辉钼是未来取代硅基芯片竞争者。领导研究的安德拉斯·基什教授表示,辉钼是良好的下一代半导体材料,在制造超小型晶体管、发光二管和太阳能电池方面具有很广阔的前景。
同硅和石墨烯相比,辉钼的优势之一是体积更小,辉钼单分子层是二维的,而硅是一种三维材料。在一张0.65纳米厚的辉钼薄膜上,电子运动和在两纳米厚的硅薄膜上一样容易,辉钼矿是可以被加工到只有3个原子厚的!
辉钼所具有的机械特性也使得它受到关注,有可能成为一种用于弹性电子装置(例如弹性薄层晶片)中的材料。可以用在制造可卷曲的电脑或是能够贴在皮肤上的装置。甚至可以植入人体。
英国《自然·纳米技术》杂志就指出:单层的辉钼材料显示出良好的半导体特性,有些性能超过广泛使用的硅和研究热门石墨烯,可望成为下一代半导体材料。
纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工;钼片用来制造无线电器材和X射线器材;钼耐高温烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造。合金钢中加钼可以提高弹性限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等,钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存。动物和鱼类与植物一样,同样需要钼。
钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大。例如,二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑,钼金属逐步应用于核电、新能源等领域。由于钼的重要性,各国政府视其为战略性金属,钼在二十世纪初被大量应用于制造装备,现代高、精、尖装备对材料的要求更高,如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件。
钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中,作为不同膜面的衬底也被广泛应用。
钼酸铵(Ammonium Molybdate)
作用与应用:钼为多种酶的组成部分,钼的缺乏会导致龋齿、肾结石、克山病、大骨节病、食道癌等疾病。主要用于长期依赖静脉高营养的患者。
钼在机体的主要功能是参与硫、铁、铜之间的相互反应。钼是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亚硫酸氧化酶发挥生物活力的因子,对机体氧化还原过程中的电子传递、嘌呤物质与含硫氨基酸的代谢具有一定的影响。在这三种酶中,钼以喋呤由来性辅助因子的形式存在。钼还能抑制小肠对铁、铜的吸收,其机制可能是钼可竞争性抑制小肠粘膜刷状缘上的受体,或形成不易被吸收的铜-钼复合物、硫-钼复合物或硫钼酸铜(Cu-MoS)并使之不能与血浆铜蓝蛋白等含铜蛋白结合。
用法用量:口服,每日需用量0.1~0.15mg。
儿童每日需用量0.03~0.1mg。
【副作用】:过量的钼可引起不良反应。
【注意事项】:每日摄取量超过0.54mg,钼可增加铜从尿中排出。超过10~15mg时,则可出现痛风综合症。
在奶牛饲料中的应用量:10mg/d
以钼为基体加入其他元素而构成的有合金。主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素。钛、锆、铪元素不仅对钼合金起固溶强化作用,保持合金的低温塑性,而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相,提高合金的强度和再结晶温度。钼合金有良好的导热、导电性和低的膨胀系数,在高温下(1100~1650℃)有高的强度,比钨容易加工。可用作电子管的栅和阳,电光源的支撑材料,以及用于制作压铸和挤压模具,航天器的零部件等。由于钼合金有低温脆性和焊接脆性,且高温易氧化,因此其发展受到限制。工业生产的钼合金有钼钛锆系、钼钨系和钼稀土系合金,应用较多的是类。钼合金的主要强化途径是固溶强化、沉淀强化和加工硬化。通过塑性加工可制得钼合金板材、带材、箔材、管材、棒材、线材和型材,还能提高其强度和改善低温塑性。
钼是钢与合金中的重要元素,常用的含钼炉料有金属钼、钼铁,有时还可以使用氧化钼精矿来直接还原冶炼含钼钢种。钼在地壳中的自然储量为1900万吨,可开采储量860万吨。
钼-99是钼的放射性同位素之一,在医院里用于制备锝-99。锝-99是一种放射性同位素,病人服用后可用于内脏器官造影。用于该种用途的钼-99通常用氧化铝粉吸收后存储在相对较小的容器中,当钼-99衰变时生成锝-99,在需要时可把锝-99从容器中取出发给病人。
世界领先、亚洲大的钼业公司,原料自给率达到100%。加大新产品推广和新客户开发,钼及钼合金正式获得国家军工装备承制资格,新六代靶材实现稳定批量销售。2021年年报归属于上市公司的净利润4.95亿元,同比增长171.85%。2022年季度实现归属于上市公司股东的净利润2.75亿元,同比增长276.14%,环比增长271.62%
金属钼
1市场份额跻身第二
对于金属企业,也是周期性行业,关键是看产品的价格,从2021年之后,整体钼的价格就维持高位运行。这家企业的业绩走势与钼价走势高度重合。可见金属的价格走势对整体业绩的影响。
这家企业前面几年了很多的金属钼矿,在现在高位的适合,产出更是惊人,现在他的市场份额已经跻身第二,在中国是排的。
2突破国外技术
在挖掘矿产的同时,也加大了科技研发投入力度,2021年,其打通单重100kg以上液晶面板用高纯大尺寸钼铌靶材制备关键工艺环节,突破国外技术。已经脱离了底层的粗放卖矿模式,向着高精端出发。
3高分红,近四年分红率高达159.56%
这家公司确实是一家的公司资源。
不过短期需要注意的是,在4月27日,这家公司发布公告称,公司控股股东金钼集团计划在6个月内,通过集中竞价方式减持不超过1.5%公司股份,即不超过4839.9万股,减持价格将按照减持实施时的市场价格确定且不低于7元/股。
而在2021年9月6日-2021年12月31日,金钼集团曾竞价交易减持3226.6万股,减持比例0.999%,股价减持价格区间为8.7元-9.77元,当时金钼集团给出的减持原因是盘活资产。
4 减持对这家公司影响是什么呢?当然是拉高减持,他不会在低位减持的。
首先来看下去年的减持的时候:是在8月14日发布的减持公告,在9月110日附近减持的。正好是这波的高位。
是不是这家公司在运作方面也是高人呢?起码比散户强多了,对吧?
再来看下近发布减持公告的时间和位置。
从这张图表的左侧可以看出来,减持后,又冲高了一次,但随后股价开始回落,到了6.2附近。随后现在是在底部位置形成了一个比较大的震荡区间。短期股价也是维持在相对的底部位置。
也就是说这家公司又开始运作下一次减持了,中间要多长时间呢?8个多月的时间。这样市场就能够有效地消化这次减持。
当股价又再次处于低位,并且出了年报和一季度报,都是利好。这样情况下,也有利于后期的拉升出货。
短线在这里等待调整一下,低吸为主。
这家公司就是金钼股份。
近大盘开始企稳,增强了很多人抄底的信心,这个时候就需要注意,有些股票的底部是可以抄的,有些股票的底部是不能抄底的。
废钼回收的主要来源与分类
废钼的回收来源多样,主要包括工业生产废料、报废设备和消费后废品三大类。工业废料如钼合金切削屑、轧制废料和废钼电极,通常纯度较高,回收价值大;报废设备中的耐热部件、航空发动机叶片等含钼部件需经过拆解和分选;消费后废品如废旧电子元件(如半导体散热基板)和废弃化工催化剂则需化学提取。根据钼含量和杂质水平,废钼可分为高品位(Mo>90%)和低品位(Mo<50%),不同类别对应不同的回收工艺和定价标准。
钼
钼是一种过渡金属元素,为人体及动植物的微量元素。元素符号Mo,钼单质为银灰难熔金属,硬而坚韧。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(MoS2),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,但只有少数矿床有开采价值。美国是钼矿的国家,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)O4]、铁钼华(Fe2O3·MoO3·H2O)、钼铅矿 (PbMoO4)和钼铜矿[2CuMoO4·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(MoO3)。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(MoO2)。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(Mo2C)。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。
我国在解放前没有钼加工工业。解放后经过长期的建设和技术改造,已形成一个完整的钼业生产体系,主要生产钼铁、氧化钼、钼酸盐等。钼铁和氧化钼等主要用于钢铁工业,年用钼量约8000t;大部分钼酸盐及金属钼制品,如钼粉、钼丝、钼条等,年用量约2700t[1]。近几年来,钼在钢铁工业中的用量增长缓慢,如钼在不锈钢中应用虽有所增加,由26%上升到31%,但在低合金钢中的应用却有所减少,由35%下降到33%。然而,在金属钼制品方面的用量却呈上升趋势。
我国钼铁生产在钼加工工业中占有较大的比例。钼与铁可按比例互溶,钼在钼铁中主要以FeMo和Fe3Mo的形式存在。
1.钼的用途
由于钼具有高强度、高耐磨性、高熔点、低膨胀系数、良好的导电及导热性等多种优良性能,因而在冶金、电子、电光源、宇航、机械、化工、汽车等工业部门均得到了广泛的应用,并被人们认为是目前有前途的高温结构材料。另外,大多数钼化合物是没有毒性的,因此可以利用钼取代有毒金属,如取代防腐剂中的铬、阻燃物和消烟物中的锑等。
钼在钢铁工业中重要的用途是冶炼合金钢,因为钼能降低钢的共晶分解温度,扩大钢的淬火温度范围,从而影响钢的淬火硬化深度。钼与铬、镍、钒等配合使用,能使钢具有均匀的结晶组织,提高钢的弹性限、耐磨性和冲击强度,防回火脆性、防碳的高温石墨化等性能。钼广泛地应用于冶炼结构、耐热钢和磁钢等系列钢种。钼还应用于合金铸铁,可使灰口铁晶粒细化,并能改变灰口铁在高温下的性能,提高耐磨性。不论是钢还是铸铁中的钼,均是以钼铁或氧化钼的形式加入,还有少理是以钼酸钙的形式加入。而用于航空材料的钛合金,钼则是以钼铝或钼钒铝中间合金的形式加入。
2.钼的资源状况
我国钼矿资源比较。截止1992年,全国已探明储量的大中小型钼矿区230[1]个,矿种以辉钼矿为主,保有储量约420.9万吨钼[2],工业储量的40.6。全国共有储量在1万吨以上的大中型钼矿区65个,约占全国钼矿区的28%,其保有储量占部保有储量的96.5%,是亚洲量大的钼矿蕴藏,居世界第五位。
从九十年代开始,我国钼精矿产量不断增加,到1995年产量已达20719吨钼,相当于西方世界产量的20%[3]。我国已经成淡仅次于美国的世界上第二个大的原钼生产国,其原钼产量现有超过了智利。
我国钼资源遍及全国29个省(市、区)。主要分布在陕西、辽宁、河南、吉林、山东、河北及江西等省,其储量占全国总储量的77.9%[1],其中大的原生钼矿生产企业是陕西金堆城钼业公司、河南栾川钼业公司、辽宁的杨家杖子矿务、锦西钼业公司和朝阳新华钼矿,这几家原生钼矿资源除满足国内钼铁、氧化钼、钼酸铵、钼试剂、催化剂、金属等钼制品的需要外,还可生产部分钼制品进入市场。
3.钼铁和氧化钼的生产
我国生产钼铁的厂家有几十个,生产规模较大的企业多分布在吉林、陕西、辽宁、河南等省的铁合金厂和钼业公司。它们既生产钼铁,也生产氧化钼压块产品。
3.1产品规格
我国钼铁依据国标GB3649-87组织生产。
根据我国的钼资源情况,为了合理利用低品位钼矿资源,八十年代冶金部钢铁研究总院、首钢铁合金厂等单位,利用低品位钼矿(钼含量45%以下)成功地冶炼出了FeMo60钼铁,为我国低品位钼矿的利用开辟了一条新路[4]。
国外氧化钼压块用于炼钢已是成熟的技术,早已得到推广。我国则是由钢铁研究总院会同锦州、上海铁合金厂研制成功,并在钢铁厂推广使用。氧化钼压块产品依据GB5064-87国家标准生产。
3.2钼精矿焙烧
向市场提供的钼精矿,一般以辉钼矿(MoS2)为主要成分。钢铁产品对于硫含量有一定的限制,因此用于炼钢合金化的钼铁和氧化钼的含硫量控制在一定的范围。为了经济而有效地炼制合格的钼铁和氧化钼产品,首先要对钼精矿进行氧化焙烧,以便乇底去除矿物中的硫。
我国用于钼精矿氧化焙烧的工艺设备有多膛焙烧炉、回转窑和反射炉等。较大的企业,如吉林铁合金厂、金堆城钼业公司等采用多膛炉,锦州铁合金厂等一些厂家则采用回转窑,而中小型企业主要采用反射炉。
我国采用较多的多膛炉是八层焙烧炉。它可以连续作业,但要求入炉钼精矿的成分要稳定,钼含量波动一般不得超过0.5—1.0%焙烧温度容易控制,2—4层温度控制低一些,有利于炉气畅通流动和料层呈疏松状态,便于维护炉况,操作稳定。辉钼矿中硫的烧除率达到99.5%,焙烧阶段钼的回收率(含烟尘回收)一般为98%。
我国回转窑焙烧钼精矿多采用重油加热。这种工艺各段温度容易控制,劳动条件和操作环境好,焙烧的钼矿砂质量可以满足冶炼钼铁S≤0.08%r 技术要求。
反射炉是我国早用于焙烧钼精矿的设备。这种炉子温度难于准确控制,热效率低,收尘设备不完善时回收率低,产品质量和数量不够稳定。因为它结构简单,投资少,见效快,以及便于操作,一般多为地方铁合金厂采用。但只要精心操作,产品质量同样能达到技术要求。
3.3钼铁冶炼
我国目前广泛使用的钼铁冶炼方法是炉外硅热还原法。采用的装置是镁砖砌筑炉衬的反应炉筒,将混合好的炉料装于炉筒内,由上部点火法冶炼制取。这种生产工艺用Si作为还原剂,Si以硅铁的形式加入,并添加一部分铝粒作为反应补充热源的促进剂。在炉料上部点后冶炼开始,还原反应进行,并放出大量的热量,促进反应自上而下自发进行。该方法的生产工艺设备简单,冶炼过程快,时间短,钼的回收率可达98%以上。
此外,八十年代以来,钢铁研究总院、吉林铁合金厂等单位[5]以氧化钼矿、焦粉为原料在直流转移弧式等离子炉内,利用等离子具有温度高、能量集中和气氛可以控制等特点,冶炼出了低碳、低硅、低铝的钼铁合金。目前,已有多家钼铁厂用此项技术,生产钼铁合金。
3.4氧化钼块生产
宣量包装氧化钼粉和氧化钼压块冶炼钢,既简化了钼添加剂的生产工艺,提高了钼的回收率,又可大量减少一些辅助材料的消耗。近几年来,国外广泛使用包装氧化钼粉和氧化钼压块用于炼钢工业,并大量使用氧化钼铁代替钼铁。早在八十年代,美国在使用氧化钼方面其消耗量已为钼铁的7倍,日本为3.6倍左右。这表明钢铁工业用钼作为添加剂,将以氧化钼取代钼铁。氧化钼产品主要采用多膛炉焙烧钼矿的方法来生产,如前苏联生产氧化钼规模大的工厂采用八层焙烧炉,氧化钼压块多采用焦油、沥青等作粘结剂压制而成。我国钼铁生产较大的铁合金厂,一般都有氧化钼压块产品。由于氧化钼的售价低于钼铁,而使用效果与钼铁相当,因此在钢铁厂颇受欢迎。
3.5提高钼回收率
钼铁生产重要的问题是确保高的钼回收率[6]
炉渣中钼铁颗粒的回收 对于含钼较高的炉渣,经过粉碎、磁选可使钼渣富集到钼含量为10—25%用于返回冶炼,以回收其中的钼。
烟尘回收 钼精矿价格约占冶炼钼铁成本的97.5%。凡是含有钼精矿粉尘的地方均应安装率的收尘设备。含Mo12—13%、Bi3—3.5%、Pb~10%、Zn~10%、Sn15—17%的大量 有金属烟尘装入电炉冶炼,可以得到含Mo12—13%、SiO217—24%、FeO14—15%的富钼渣,再将其返回钼铁炉冶炼。
钼铁精整屑与炉底结瘤铁则是大的回收钼的返回冶炼品。
4.钼铁和氧化钼产品的现状
4.1钼铁供求情况
我国含钼合金钢及含钼铸铁的生产量还处于一个较低水平阶段,钼钢比工业发达国家低,钼的消耗量相对较少[7]。但是,如前所述,近几年我国在钢铁工业上的用钼量增长缓慢,而在钼的精细化制品和金属钼制口方面钼的用量呈上升趋势。据有关方面统计,中国钼消耗量1993年为6500吨钼,1994年则达7000—7500吨钼,主要是消耗在冶金领域,约占整个钼消耗量的65%。由于我国钼资源,所以每年都有一定量的钼产品出口。1991—1994年每年出口钼分别为5.0、7.0、17.0、13.0百万磅钼,其中出口多的钼产品是钼铁,其出口量为:1991年1972吨,1992年1537吨,1993年1196.8吨。到1995年7月底,我国共出口钼铁5180吨。1998年上半年我钼出口大大减少,是钼铁的减少量为显著。
4.2钼铁和氧化钼价格
我国钼铁、氧化钼、钼制品以及钼精矿的价格通过与世界贸易接舅,钼价与市场基本同步。随着钼产品大量进入市场,致使我国含钼60%的钼铁售价在1994年高达10万元/吨。随着市场的起伏,到1995年8月钼铁价格下跌到6.45万元/吨,从1995年9月开始又有回升的趋势。
氧化钼的生产和销售我国报导不多。日刊报导,氧化钼市场价格在1995年1月上涨到每钼17.5美元的高点后又连续下跌,直到当年9月又开始回升,估计在1996年氧化钼的价格能保持在3—4美元/磅钼[8]。我国氧化钼价格随着市场的变化,也受到一定的影响。另外,我国受增值税及出口退税减少的影响,氧化钼原材料短缺等导致出口减少。1995年我国出口氧化钼价格为8美元/公斤钼。
总之,我国的用钼量仍然在不断增加,随着国内钢铁工业的发展,预计到2000年,我国的钼消耗量将增加70%。达到年消费量13000—14000吨钼[9]
5.结语
综上所述,我国钼资源,钼加工工业已具一定规模,并有一大批从事钼研究和开发的科技工作者。随着我国开放的深入和市场经济的发展,钼业市场与市场接轨,无疑将受钼市场波动的影响和冲击。因此,我国钼业界既面临发展机遇也面临严峻考验。形势要求我们面对现实,一方面严密注视国内外钼业发展现状和市场趋势,另一方面要努力提高产品质量,降低成本、拓宽钼制品用途,开发新品种。只有这样,我国钼业方能不断发展、兴旺,挤身于世界钼业行列。