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1 编制目的
为贯彻落实《中华人民共和国土壤污染防治法》,指导和规范土壤污染重点监管单位开展土壤环境自行监测工作,制定本指南。
2 适用范围
本指南适用于指导土壤污染重点监管单位中工矿企业开展土壤及地下水自行监测工作,生活垃圾填埋场等其他行业按照GB16889等有关标准执行。重点单位的划分以陕西省生态发布的土壤污染重点监管单位名录为准。
3 规范性引用文件
本指南内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本指南。
GB 36600 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)
GB16889 生活垃圾填埋场污染控制标准
GB 50021 岩土工程勘察规范
GB/T 14848 地下水质量标准
GB/T 4754 国民经济行业分类
HJ 682 建设用地土壤污染风险管控和修复术语
HJ 25.1 建设用地土壤污染状况调查技术导则
HJ 25.2 建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则
HJ 25.3 建设用地土壤污染风险评估技术导则
HJ 819 排污单位自行监测技术指南总则
HJ 164 地下水环境监测技术规范
HJ/T 166 土壤环境监测技术规范
4 术语和定义
下列术语和定义适用于本指南。
4.1 土壤 soil
土壤是指由矿物质、有机质、水、空气及生物有机体组成的地球陆地表面的疏松层。
4.2 地下水 groundwater
地下水是指以各种形式埋藏在地壳空隙中的水,含包气带和饱和带中的水。
4.3 自行监测 self-monitoring
指排污单位为掌握本单位的污染物排放状况及其对周边环境质量的影响等情况,按照相关法律法规和技术规范,组织开展的环境监测活动。
4.4建设用地land for construction
建设用地是指建造建筑物、构筑物的土地,包括城乡住宅和公共设施用地、工矿用地、交通水利设施用地、旅游用地、军事设施用地等。4.5 重点区域 suspected areas of contamination
具有土壤或地下水污染隐患的区域,如有毒有害物质的生产区,原材料或固体废物的堆存区、储放区和转运区等。
4.6 重点设施 key facilities
具有土壤或地下水污染隐患的设施,如涉及贮存或运输有毒有害物质的罐槽、管线等。
4.7 关注污染物 contaminants of concern
根据地块污染特征、相关标准规范要求和地块利益相关方意见,确定需要进行土壤污染状况调查和土壤污染风险评估的污染物。5 自行监测的一般要求
5.1 制定监测方案
重点监管单位应识别本单位存在土壤及地下水污染隐患的区域或设施并确定其对应的关注污染物,制定自行监测方案。监测方案应包括下列内容:单位基本情况、监测点位及示意图、监测、执行标准及其限值、监测频次、采样和样品保存方法、监测分析方法、质量与质量控制等(监测方案大纲见附录A)。
5.2 开展自行监测
重点监管单位应根据本指南要求,依据自行监测方案,自行或委托第三方开展土壤和地下水自行监测工作。
原则上对于地下水埋藏条件不适宜开展地下水监测的单位或者同时满足下述条件的单位可暂不开展地下水监测:
(1)含水层埋深大于15 m;
(2)关注污染物中不存在易迁移的污染物(如六价铬、氯代烃、石油烃、苯系物等);
(3)土层参照《岩土工程勘察规范》(GB 50021)分类方法归类为粉土及黏性土等低渗透性土壤;
(4)企业周边1 km范围内无饮用水源地保护区、补给区等地下水敏感区域。
5.3 建设并维护监测井(点)
重点监管单位应按照相关监测规范要求建设满足开展监测所需要的监测井(点),并进行维护。
5.4 记录、保存监测数据,依法公开监测结果
重点监管单位应记录和保存监测数据、分析监测结果,编制年度监测报告,并依法向社会公开监测结果。
6 监测方案制定
6.1 重点设施及区域识别
6.1.1 资料搜集
搜集的资料主要包括单位基本信息、单位内各区域及设施信息、迁移途径信息、敏感受体信息、地块已有的环境调查与监测信息等(具体见表6-1)。
表6-1 应搜集的资料清单
6.1.2 重点设施及区域识别
对本章6.1.1节调查过程和结果进行分析、总结和评价。根据各设施信息、关注污染物类型、污染物在土壤和地下水中的迁移转化途径等,识别单位内部存在土壤及地下水污染隐患的重点设施,在单位平面布置图中标记,按照附录B所示格式填写信息记录表,记录重点设施相关信息。
重点设施数量较多的单位可根据重点设施在单位的分布情况,将排放污染物类似且相距较近的多个设施,合并作为一个重点区域,在单位平面布置图中标记。
具有土壤或地下水污染隐患的设施包括但不限于:
1)涉及有毒有害物质的生产区或生产设施;
2)涉及有毒有害物质的原辅材料、产品、固体废物等的贮存或堆放区;
3)涉及有毒有害物质的原辅材料、产品、固体废物等的转运、传送或装卸区;
4)贮存或运输有毒有害物质的各类罐槽或管线;
5)三废(废气、废水、固体废物)处理处置或排放区。
6.2 监测点位布设
6.2.1 点位布设原则
重点监管单位自行监测点/监测井应布设在重点设施周边并尽量接近重点设施。重点设施数量较多的单位可根据重点区域内部重点设施的分布情况,统筹规划重点区域内部自行监测点/监测井的布设,布设位置应尽量接近重点区域内污染隐患较大的重点设施。
监测点/监测井的布设应遵循不影响单位正常生产、不造成隐患与二次污染且利于监测的原则。
纳入重点行业企业用地调查的单位点位布设可按重点行业企业用地调查确定的监测点位开展监测。
6.2.2 对照监测点
应在重点监管单位外部区域或单位内远离各重点设施(区域)处布设至少1个土壤及地下水对照点。对照点应不受单位生产过程影响且可以代表单位所在区域的土壤及地下水本底值。
土壤监测对照点应设置于重点设施(区域)污染物迁移的上游,原则上在重点监管单位边界30m范围内布设。
地下水对照点应设置在重点设施(区域)地下水径流的上游区域。地下水对照点监测井应与污染物监测井设置在同一含水层。
6.2.3 土壤监测点位布设
重点监管单位自行监测遵循以下原则确定土壤监测点的数量、位置及深度:
(1)点位数量及位置
每个重点设施周边应至少布设1-2个土壤监测点,每个重点区域周边至少布设2-3个土壤监测点。监测点具体数量可根据待监测区域大小等实际情况进行适当调整。
(2)采样深度
土壤监测应以表层土壤(0-20 cm)为重点采样层,开展采样工作。存在液体污染物的重点设施(区域)周边点位应采集不同深度的土壤样品。
6.2.4 地下水监测井的布设
重点监管单位自行监测应设置地下水监测井开展地下水监测工作,并按照《地下水环境监测技术规范》(HJ 164)中4.3.3要求确定监测井数量和位置。单位内或邻近区域内现有的地下水监测井,如果符合本指南要求,可以作为地下水对照井或污染物监测井。
采样深度按以下原则确定:
监测井在垂直方向的深度应充分考虑季节性的水位波动,并根据污染物性质、含水层厚度以及地层情况确定。
1)污染物性质
① 当关注污染物为低密度污染物时,监测井进水口应穿过潜水面以能够采集到含水层顶部水样;
② 当关注污染物为高密度污染物时,监测井进水口应设在隔水层,含水层的底部或者附近;
③ 如果低密度和高密度污染物同时存在,则设置监测井时应考虑在不同深度采样的需求。
2)含水层厚度
① 厚度小于6 m的含水层,可不分层采样;
② 厚度大于6 m的含水层,原则上应分上中下三层进行采样。
3)地层情况
地下水监测以浅层地下水为主,如浅层地下水已被污染且下游存在地下水饮用水源地,需增加主开采层的监测点。
6.3 监测项目
重点监管单位应根据本指南6.1“重点区域及设施识别”结果,参照附录C中单位所属行业类型及关注污染物,选择确定每个重点区域或设施需监测的关注污染物类别及项目(需测试每个重点设施或重点区域涉及的关注污染物,不同设施或区域的分析测试项目可以不同)。本指南未提及其所属行业的单位,应根据单位具体情况,在附表C-1“常见关注污染物类别及项目”中自行选择分析测试项目。原则上每个重点区域或设施应监测的污染物项目不少于2项。
对于以下项目,重点监管单位应在自行监测方案中说明原因:
1)在附表C-2中有列举,但单位认为不需监测的行业关注污染物项目;
2)在附表C-2中未提及单位所属行业,由单位自行选择的关注污染物项目。
不能说明原因或理由不充分的,应对所列类别污染物进行分析测试。
6.4 监测频次
重点监管单位每年至少开展一次土壤监测和一次地下水监测,地下水监测应在枯水期开展。
6.5 地下水监测井的建设与维护
6.5.1 监测井的建设
重点监管单位地下水采样井应建成长期监测井。监测井的建设过程可参照《地下水环境监测技术规范》(HJ 164)的要求进行。
6.5.2监测井井口的保护
为保护监测井,应建设监测井井口保护装置,包括井口保护筒、井台或井盖等部分。监测井保护装置应坚固耐用、不易被破坏。
井口保护筒宜使用不锈钢材质;井盖需加异型锁;依据井管直径,可采用内径为 24 cm~30 cm、高为50 cm的保护筒,保护筒下部应埋入水泥平台中 10 cm 固定;水泥平台为厚 15 cm,边长 50 cm~100 cm的正方形平台,水泥平台四角须磨圆。
无条件设置水泥平台的监测井可考虑使用与地面水平的井盖式保护装置。
6.5.3 监测井的维护和管理
应指派专人对监测井的设施进行经常性维护,设施一经损坏,及时修复。
地下水监测井每年测量井深一次,当监测井内淤积物淤没滤水管,应及时清淤。
每2年对监测井进行一次透水灵敏度试验。当向井内注入灌水段 1 m 井管容积的水量,水位复原时间超过 15 min 时,应进行洗井。
井口固定点标志和孔口保护帽等发生移位或损坏时,及时修复。
7 样品采集、保存、流转及分析测试技术
7.1 样品采集
7.1.1 土壤样品采集
土壤样品采集方法参照《场地环境监测技术导则》(HJ 25.2)的要求进行。
7.1.2 地下水采样
地下水监测参照《地下水环境监测技术规范》(HJ 164)的要求进行。
7.2 样品保存
样品保存涉及采样现场样品保存、样品暂存保存和样品流转保存要求,样品保存应遵循以下原则进行:
a)土壤样品保存参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166)的要求进行;
b)地下水样品保存参照《地下水环境监测技术规范》(HJ 164)的要求进行;
c)监测单位应与检测实验室沟通确定样品保存方法及保存时限要求;
d)现场样品保存。采样现场需配备样品保温箱或其他设施,样品采集后在4 ℃低温保存;
e)样品暂存保存。如果样品采集当天不能将样品寄送至实验室进行检测,样品需在4 ℃低温保存;
f)样品流转保存。样品寄送到实验室的流转过程要求在4 ℃低温保存流转。
7.3 样品流转
7.3.1 装运前核对
在采样小组分工中应明确现场核对负责人,装运前应进行样品清点核对,逐件与采样记录单进行核对,保存核对记录,核对无误后分类装箱。如果样品清点结果与采样记录有不同,应及时查明原因,并进行说明。
样品装运同时需填写样品运送单,明确样品名称、采样时间、样品介质、检测、检测方法、样品寄送人等信息。
7.3.2 样品流转
样品流转运输的基本要求是样品和及时送达。样品应在保存时限内尽快运送至检测实验室。运输过程中要有样品箱并做好适当的减震隔离,严防破损、混淆或沾污。
7.3.3 样品交接
实验室样品接收人员应确认样品的保存条件和保存方式是否符合要求。收样实验室应清点核实样品数量,并在样品交接单上签字确认。
7.4 样品分析测试
样品的分析测试方法应优先选用国家或行业标准分析方法,尚无国家或行业标准分析方法的监测项目,可选用行业统一分析方法或行业规范。
8 质量及质量控制
重点监管单位自行监测过程的质量及质量控制,除应严格按照本指南的技术要求开展工作外,还应严格遵守所使用检测方法及所在实验室的质量控制要求。
重点监管单位利用自有人员、场所和设备自行监测的应按照排污单位自行监测技术指南总则(HJ 819)中“监测质量与质量控制”的要求执行。相应的质控报告应作为样品检测报告的技术附件。
委托开展自行监测的企业,应委托具有中国计量认(CMA)资质的检测机构进行。
9 结果分析及报告
9.1 监测结果分析
重点监管单位应根据本指南要求开展自行监测并对监测结果进行分析,以下情况可说明所监测重点设施或重点区域已存在污染迹象:
a)关注污染物浓度超过相应标准中与其用地性质或所属区域相对应的浓度限值的(各监测对象限值标准按照表9-1执行);
b)关注污染物的监测值与对照点中本底值相比有显著升高的;
c)某一时段内(2年以上)同一关注污染物监测值变化总体呈显著上升趋势的。
表9-1 各监测对象相应限值标准
对于已存在污染迹象的监测结果,应排除以下情况:
a)采样或统计分析误差,此时应重新进行采样或分析;
b)土壤或地下水自然波动导致监测值呈上升趋势的(未超过限值标准);
c)土壤本底值过高或企业外部污染源产生的污染导致的污染物浓度超过限值标准;
对于存在污染迹象的重点设施周边或重点区域,应根据具体情况适当增加监测点位,提高监测频次。
9.2 监测报告编制
重点监管单位应当结合年度自行监测报告,增加土壤及地下水自行监测相关内容。土壤及地下水自行监测报告内容主要包括:
a)重点监管单位自行监测方案;
b)监测结果及分析;
c)单位针对监测结果拟采取的主要措施。
10 监测管理
重点监管单位应按照相关要求对自行监测结果进行信息公开,并对监测结果及信息公开内容的真实性、准确性、完整性负责。
重点监管单位应积配合并接受生态环境行政主管部门的日常监督管理。
11 附则
本指南自发布之日起实施,国家对重点监管单位土壤和地下水环境自行监测相关规定发布后执行国家规定。
钼箔/钼板/钼片(MO1)钼,是银白的坚硬金属。很重,比重为l0.2。难熔,熔点高达2620℃。纯净的钼富有延展性,但含有少量杂质时,变得很脆。
钼箔/钼板/钼片(MO1)钼的化学性质也很稳定,不会被盐酸,氢氟酸及碱液所腐蚀,但在硝酸,王水或热浓硫酸中会被腐蚀。在纯氧中,加热到500℃以上,钼会燃烧,变成三氧化钼。金属钼的用途并不太广,主要是用来制造真空管的,电灯泡里的钨丝托架等。
钼箔/钼板/钼片(MO1)钼1927年,人们制成超纯金属钼,纯度高达99.999%,拉成细丝,用作集成电路的导线。另外,金属钼丝还用于机床的电火花加工。近年来我国制成的数控线切割机床,就是用金属钼丝导电,进行切割――电火花加工的。在惰性气体的保护气氛中,钼丝和钨丝可配制成高温热点偶,用以测量1200-2000℃的高温。
一、认识钼
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。
钼与钨一样是一种难熔稀有金属。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。
二、钼在我国的开采使用状况
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,目前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。
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,使得钼丝的生产和消费突飞猛进。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。
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。
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/㎜2。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。
硅化钼(MoSi2)是一种应用为普遍的电热元件材料,具有抗高温氧化、的耐蚀性能和高熔点等特性。其抗氧化性是由于在加热表面形成了不透气的玻璃薄膜,使之不受氧、氮、一氧化碳和二氧化硫的破坏,在1700—2000ºK温度下,二硅化钼加热可以工作二、三年之久。但低劣的机械性能影响硅化钼的应用,如果在硅化钼中加入SiC形成一种复合材料,这种材料将碳化硅弥散进二硅化钼的基体中,生成含有钼原子和硅原子的双金属化合物,其高温强度较二硅化钼单体高8倍之多,使其应用前景大受青睐。
石油开采
在开发低洼地区酸性天然气、油田和开发海底油气田时,不大量的H2S气体产生,还有海水的浸蚀,使钻探管道硫化发脆,迅速腐蚀。选用含钼高强度不锈钢管可有效地抵抗H2S气体和海水的腐蚀,大大节约钢材,降低油气井的钻探成本。
钼不仅可以应用于油气田钻探管道方面,还常常与钻、镍相结合作石油提炼预处理的催化剂,主要是石油,石油化学产品及液化煤的脱硫。在氢处理过程中,硫化物在催化剂的表面与氢反应,硫离子以硫化氢的形式除掉,同时消除了原油中氮和金属杂质,以减少这些杂质在石油精炼时对其他催化剂的毒化,从而改善产品的泽、气味和提高其稳定性。钼催化剂钝化后在其表面残留一层碳,如果烧掉碳层,催化剂又可恢复其活性状态,使用寿命可为1—5年左右。钼在石油裂化与重整中起着重要的作用,是一种理想的电子供体和载体。
环境保护
人们越来越清楚地认识到,钼在控制环境污染方面起着重要的作用,含钼不锈钢的大量应用,大大减少了因锈蚀而造成对环境的影响;另外钼及其化合物大都没有毒性,利用比较的钼取代有毒的金属,也是钼对人类环境保护的一大贡献。在油漆和颜料工业中钼可取代有毒的铬、铅、钛等金属,并且是的着剂;在化学制品行业可取代防腐剂中的铬和阻燃物,硝烟物中的锑;钼在水处理工业中的应用中也具有潜力,主要在开路和闭路循环冷却系统的冷却水处理中用于抑制腐蚀,在开路冷却塔中每升冷却剂的二钼酸钠含量为10毫克,而闭路冷却水空调装置中每升可达150毫克,钼酸钠作为汽车防冻剂和冷却系统以及切削液中防腐剂的用量也在不断增加。有人还提出钼可以改善玻璃化土壤,简化高污染土壤的处理,减少土壤污染。
航空及核工业
钼合金由于有好的耐热性能和高温机械性能,可作航空器发动机的火焰导向器和燃烧室,宇航器液体火箭发动机的喉管、喷嘴和阀门,重返飞行器的端头,卫星和飞船的蒙皮、船翼及导向片和保护涂层材料,钼热胀系数低和导热性能好,在太阳辐射光强烈作用下尺寸稳定性好,用金属钼网作造卫星天线,可以保持其抛物的外型,而较之石墨复合天线重量更轻。巡航式导弹使用钼涂层材料作汽轮转子,在1300℃高温下工作,每分钟转速高达4—6万转,已显示出良好的效果。
钼的中子吸收截面小,有较好的强度,对核燃料有较好的稳定性,抗液体金属腐蚀性好,在核聚变反应堆中作转换器铠装元件的保护片。Mo-Re合金可用于空间核反应堆的热离子能量转换器包套材料、加热器、反射器和其他的丝或薄板元件。
钼合金及其他钼是一种多能的合金化元素,不仅在钢中添加显示出的作用,也能与多种有金属生成性能优良的合金。
在钼中添加Ti、Zr、C的氧化物或碳化物,形成弥散强化合金TZM。TZM合金除应用在宇航和核工业外,还可以作X射线旋转阳零件,压铸模具和挤压模具,在挤压铜基合金时,其操作温度可在870—1200℃。TZM合金还适合作不锈钢热穿孔顶头,穿孔钢管内壁质量好,使用寿命长。加入少量稀土元素的TEM合金有较高的再结晶温度,再结晶时的延性较普通钼材高5倍,也有良好的应用前景。
含钛、锆和碳的钼合金(MT-104),含铪和碳的钼合金(HCM)及含钨、铪和碳的钼合金(HMW)均有较高的强度,可加工成棒、板、锻坯和其他制品,大有用武之地。Mo-30w是一种固溶体合金,熔点达到2800℃以上,在锌冶炼中作熔融金属泵阀和轴、核燃料提纯和电镀等设备管路、搅拌轴、叶轮泵。在钨高比重合金(90W-7Ni-3Fe)中加入一定量的钼,其强度和硬度都随钼含量而增高,其延性则不断降低,能大大地改善作为穿甲弹材料的性能。
碳化钼(Mo2C)和碳化钨混合,加入适当的镧粉,烧结成硬质材料,经粗碎后加入一定量的镍,采用通常的硬质合金生产的方法,可得到粘结相分布良好、致密和细化的碳化钼基硬质合金。金属粘结相采用Co或Ni,也可生成复杂钼—钨碳化物基硬质合金。碳化钼也可添加到金属陶瓷中,以改善其性能。
钼化工产品
钼与铬、铝的盐类可以共同沉积而生成钼铬红颜料,钼酸根离子与金属表面的铁离子形成难溶的Fe2(MoO4)3,从而使金属表面钝化,达到防锈的效果。其颜变化由淡澄到淡红,有着较强的覆盖能力,且颜鲜艳,主要用于涂料、塑料、橡胶、油墨、汽车和船舶涂料等领域。锌、钙和钠的钼酸盐用作抗腐蚀颜料,因其不含影响环境和人类健康的铅而受到普遍的关注。
二硫化钼(MoS2)是一种良好的固体润滑剂,在工业应用中起着十分重要的作用。它具有低的摩擦系数(0.03—0.06),高的屈服强度(3.45MPa),能在高温(350℃)和各种温条件下使用,在真空条件下甚至可以在1200℃正常工作,在高速运转的机械部件中有着十分优良的润滑作用。因而在汽轮机、燃汽轮机、金属轧辊、齿轮齿、模具、汽车及宇航器械上广泛使用。
经过几十年的艰辛努力,我国钼开采,冶炼和加工技术有了长足的进步,钼的应用和推广也取得了可喜的成绩,但与世界水平相比我们仍然感到不足。我们应该充分利用我国钼资源优势,从开采、冶炼到加工建立合理的生产布,大力开展钼制品的深加工。建立一支技术素养较高的生产和科研队伍,大力推广新装备、新技术的应用,加强钼的科研和新产品开发,要加强钼的应用研究,扩大市场容量,要集中科研院所和生产企业的技术力量,成立专门机构,迅速地把科研成果转变成生产力,指导市场消费,扩大外贸出口,使我国成为一个名符其实的钼生产大国,消费大国和出口大国。
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、钼箔片、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。
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。
钼坩埚烧蚀,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(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。
金属钼的颜
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O,至今还没发现它有异构转变。
废钼回收的质量标准与检测技术
回收钼的品质直接影响其应用价值。国际通用标准(如ASTM B387)规定钼粉纯度需达99.95%以上,关键杂质(如碳、氧)含量需低于0.01%。检测手段包括X射线荧光光谱(XRF)分析成分、激光粒度仪测定粉末细度。对于合金废料,还需通过金相显微镜观察组织结构。严格的质检是保障下游客户(如半导体厂商)信任的关键,部分高端应用甚至要求提供从废料到成品的全程溯源报告。