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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。
1900年初,一个名叫Greenleaf whittier pickard的人制作了世界上台矿石收音机,随后RAC(美国无线电公司)进行工业化生产,至今已超过100年。(以上文字摘自网络)时至今日虽然无线电技术已飞速发展,却仍有许多人对矿石机“情有独钟”。现介绍几种可以检波的矿石,同一名称的矿石由于产地不同,形成的条件不同,所含其它物质种类和比例不同,也就造成了形状、颜及电性能等大差异。本帖仅供参考。
一、中自然铜:虽然在中医里称做自然铜,也叫方块铜或石髓铅,实际上是天然硫化铁矿石。外观多为规则的方块形,大小不一表面平坦,亮黄具金属光泽;有时表面呈棕褐,质坚硬但易砸碎。使用效果:检波点较少,灵敏度一般,稳定性一般。
二、方铅矿石:方铅矿是一种灰的硫化铅,晶体呈立方体,有时为八面体和立方体的聚形。强金属光泽,具弱导电性和良检波性。五、六十年代销售的活动矿石和固定矿石多为方铅矿石。使用效果:检波点较多,灵敏度较高,稳定性较好。
三、黄铁矿石:因其浅黄铜和明亮的金属光泽常被人误为黄金,故又称为“愚人金”。黄铁矿分布广泛,一般呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。硬度较高小刀刻不动。使用效果:检波点一般,灵敏度一般,稳定性一般。
四、黄铜矿石:是一种铜铁硫化物矿物,常含微量金、银等。正方晶系,晶体相对少见,多呈不规则粒状及致密块状结合体,也有肾状、葡萄状集合体。黄铜黄,硬度低于黄铁矿,是一种较常见的矿石。使用效果:检波点少,灵敏度一般,稳定性一般。
五、辉钼矿石:是钼的硫化矿物。分别属于三方和六方晶系,呈铅灰、强金属光泽,通常多以片状、鳞片状或细小颗粒状产出。辉钼矿比指甲还软,摩氏硬度为1-1.5。使用效果:检波点较多,灵敏度高,稳定性较好。
六、红锌矿石:橙黄,带暗红光,六方晶系,成致密块状体。相应有锰-红锌矿、铅-红锌矿和铁-红锌矿。自然界不常见。使用效果:检波点多,灵敏度很高,稳定性较高。
七、钛铁矿石:是铁和钛的氧化矿物,是提炼钛的主要矿石。三方晶系,晶体一般为板状,晶体集合到一起为块状或粒状。灰到黑,有一点金属光泽。使用效果:检波点很少,灵敏度很低。稳定性一般。
八、镜铁矿石:赤铁矿变种,与石英伴生。复三方偏三角面体晶类,块状、鳞片状。红棕、钢灰、铁黑。使用效果:检波点少,灵敏度一般,稳定性一般。
九、软锰矿石:主要成份为二氧化锰,颜由浅灰到黑,具有金属光泽。软锰矿软,用手摸会像煤一样弄黑你的手。一般为块状、肾状或土状,有时具有放射纤维状形态。使用效果:检波点少,灵敏度低,稳定性差。
十、锡石矿石:是常见的锡矿物,硬度高,比重大。复四方双锥晶系,常呈双锥状、双锥柱状。颜由无至黑,透明至不透明。富铁锡石可具电磁性。使用效果:检波点不多,灵敏度高,稳定性好。
十一、斑铜矿石:是一种铜铁的硫化物矿物。多呈致密块状集合体。新鲜断面呈古铜,表面易氧化呈蓝紫斑状的锖。在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。使用效果:检波点少,灵敏度低,稳定性差。
十二、磁铁矿石:氧化物类铁矿石,属等轴晶系。晶体呈八面体和菱形十二面体,集合体呈粒状或块状。半金属光泽,颜铁黑。使用效果:检波点少,灵敏度很低,稳定性一般。
十三、金属硅:旧称“矽”,又称结晶硅或工业硅,其主要用途是做为非铁基合金的添加剂。使用效果:检波点多,灵敏度高,稳定性好。
几种在资料中介绍有检波功能的矿石,而本人在测试中无法检波。也许您手中有同样名称的矿石却可以使用,这并不奇怪。
一、金红石:金红石就是较纯的二氧化钛,在地壳中储量较少。四方晶系,常具完好的四方柱状或针状晶形。颜暗红、褐红,黄或桔黄,富铁者呈黑。透明至不透明。性脆。使用效果:缘体,不能检波。
二、褐铁矿:褐铁矿呈多种调的褐,一般为钟乳壮、葡萄状,致密的或梳松的块状甚至土状。也有像黄铁矿那样的晶体形状(称为假像)。使用效果:缘体,不能检波。
三、闪锌矿:锌的硫化物矿物。纯闪锌矿近似于无、通常因含其它物质而呈浅黄、红褐、棕甚至黑。透明至不透明,晶体形态呈四面体或菱形十二面体,通常成粒状集合体产出。使用效果:缘体,不能检波。
四、菱铁矿:菱铁矿一般为晶体颗粒状或致密块状、球状或凝胶状。颜一般为黄白或灰白,风化后变成褐或褐黑。使用效果:正反向电阻很小,不能检波。
五、辉锑矿:辉锑矿是锑的硫化物,属正交斜方晶系,晶体常见呈尖顶的长柱型。铅灰、金属光泽不透明。使用效果:缘体,不能检波。
六、钼铅矿:钼铅矿是一种铅钼酸盐矿物,具有松脂光泽或金刚光泽,颜为黄到橙红或褐。四方晶系四方双锥晶类,板状、薄板状晶体,少数锥状、柱状,单形常见,集合体粒状。使用效果:缘体,不能检波。
七、铬铁矿:铬铁矿是铬和铁的氧化物矿物,相当坚硬,黑半金属光泽。使用效果:缘体,不能检波。
八、白铅矿:白铅矿是方铅矿遇到含碳酸盐的水后发生化学反应而形成的。像这样一种矿经化学作用成为另一种矿,称为次生矿物。晶体为透明至半透明。以白、无为主,亦有灰、黄、红棕或蓝绿。使用效果:缘体,不能检波。
九、毒砂:铁、砷的硫化物,又称砷黄铁矿。中国从毒砂(旧称白砒石)中制取砒霜,历史悠久。单斜或三斜晶系,晶体呈柱状,集合体成粒状或致密块状。锡白至钢灰,金属光译。敲击时发出蒜臭味。使用效果:良导体,不能检波。
十、锑:银白有光泽硬而脆的金属。有磷片状晶体结构。使用效果:良导体,不能检波。
十一、铋:铋在自然界以游离金属和矿物的形式存在。矿物有硫化物辉铋矿、氧化物铋华等。铋为银白至粉红金属,质脆易粉碎。在2003年,发现了铋有其微量放射性。使用效果:良导体,不能检波。
十一、自然铜:铜红,表面常出现棕黑氧化被膜。密度大延伸性强,常与赤铁轨、孔雀石、蓝铜矿伴生。使用效果:良导体,不能检波。
废钼回收的技术流程与关键环节
废钼回收的技术流程通常包括预处理、化学提纯和熔炼三个核心环节。预处理阶段通过磁选、破碎和筛分去除杂质;化学提纯采用酸浸或碱浸法溶解钼化合物,再通过沉淀或电解获得纯钼粉;最后经高温熔炼制成钼锭或钼合金。其中,催化剂废料的回收技术要求较高,需采用焙烧-氨浸工艺提取钼酸铵。技术难点在于杂质控制(如镍、铁)和回收率提升,部分企业已引入自动化分选系统和绿色浸出技术以优化效率。
钼 难熔金属材料
用途 钼的应用较广,在电子工业中用作灯泡和电子管中钨丝的支撑材料、阳、栅,还可作钨丝的缠绕芯杆。在金属加工工业中可用作压铸和挤压模具、热穿孔顶头、电阻铆焊的电、钻或镗刀具的刀杆。钼的膨胀系数与高温玻璃相近,是良好的玻璃与金属的封接材料。在原子能工业中用作在液态碱金属介质中工作的材料和在熔盐反应堆中使用。在化学工业中用作耐酸阀门等。用钼作发热体的加热炉在真空或氢气中温度可到2205℃。钼耐玻璃侵蚀,其少量氧化物不会使玻璃着,所以在玻璃及玻璃纤维工业中可代替铂作熔融玻璃的搅拌器,用钼棒或钼板作玻璃熔窑的加热电等。由于钼在高温下不抗氧化,即使加抗氧化保护涂层后也不能在高温下长期使用,因此在航空航天工业中只能作瞬时或短时工作的部件。如火箭发动机的喷管、火箭鼻锥、方向舵、防热屏等。
制取方法钼加工材的制备工艺主要包括坯锭制取、塑性加工、热处理和焊接。
坯锭制取钼坯锭的制取主要有熔炼和粉末冶金两种方法。(1)熔炼法。将垂熔钼条焊接、捆扎成自耗电,用真空白耗电弧炉或电子轰击炉熔炼成钼铸锭。为了脱氧和消除气孔,常加入钛或碳。熔炼钼锭杂质含量低,纯度高,密度可达理论值。但铸锭的晶粒粗大,塑性加工时需要挤压开坯,然后再进一步锻造或轧制。熔炼法产品收得率较低。(2)粉末冶金法。小规格坯锭可由钼粉用传统的机械模压成形,于炉中通氢垂熔烧结成垂熔钼条,作为加工杆、丝、窄带等的坯料或电弧熔炼的自耗电;大规格坯锭用等静压成形,成形压力一般为150MPa,通氢高温烧结,温度一般在1900℃。如需要塑性加工,则坯锭的相对密度(实测密度与理论密度之比)应在93%以上。粉末冶金坯锭的组织均匀、晶粒细,有利于塑性加工,可以不经挤压而直接锻造,板坯可以直接轧制,产品的收得率高。如轧制1.0mm厚的大型钼板,粉末板材的收得率可以比熔炼板材高出1倍以上。因此,粉末冶金法是制取钼坯锭的主要方法。
塑性加工塑性加工可以提高钼的强度和低温塑性,其方法有常规的挤压、锻造和轧制等。用这些方法可以生产钼的棒、板、带、丝和管材。虽然钼在高温下剧烈氧化,但氧并不向内部渗透,氧化层易于清洗,所以坯锭可以在煤气炉或燃油炉中加热,并不需防氧化保护。塑性加工也可在大气气氛中进行,但氧化物的挥发会污染空气,应注意通风防护。
钼是重要的金属资源,通常作为合金元素加入特钢及不锈钢材料中,广泛应用于船舶、机械、能源管道等领域,是能源与装备制造领域的核心材料。近年来随着我国高端装备制造以及新能源产业的发展,钼的需求量持续旺盛,行业前景广阔。
钼资源分布较为集中,主要分布在中国、美国、秘鲁等地。其中,中国是钼资源储量的国家,2022年中国钼矿资源储量为370万吨,占资源储量的30.83%。其次为美国和秘鲁,2022年钼矿资源储量分别为270万吨和240万吨,分别占比22.5%和20%。
数据来源:USGS、中商产业研究院整理
得益于的钼资源储量,中国成为大的钼生产国,近年来随着行业下游产业的不断发展,推动了我国钼行业发展。根据钼协会公布的数据,2022年国内钼产量达到11.28万吨,同比增长12%。中商产业研究院分析师预测,2023年中国钼产量将持续增长至11.88万吨。
数据来源:IMOA、中商产业研究院整理
钼作为“战略稀有小金属”,广泛应用于钢铁领域,在传统钢铁领域和新能源领域需求都较为旺盛。中国仍然是大钼消费国,根据钼协会公布的数据,2022年中国钼消费量为12.20万吨,同比增长9%。中商产业研究院分析师预测,2023年中国钼消费量将达到12.91万吨。
数据来源:IMOA、中商产业研究院整理
钼金属行业发展前景
1.及国内钼供需将保持紧平衡
自金融危机以来,市场方面,由于银行信贷、信用等级受到金融危机冲击,目前仍处于缓慢复苏阶段,钼矿的启动及扩产情况不稳定,供应不会大幅增长。2021年供应端海外铜钼伴生矿存在生产扰动,产量下降;需求端在缓解经济恢复的背景下有所回升。同时,我国实施更严格的产业,也将有效放缓国内钼供应的增速。
2017-2021年,在钼供应端产量保持稳定,而钼需求稳步提升的背景下,和国内钼行业供需格都呈现紧平衡状态。展望未来,2023年钼供需缺口预计进一步扩大,国内2022-2023年钼供需保持小幅缺口,紧平衡格支撑钼价持续上涨。
2.下游行业的持续发展将带动钼的需求
我国钢铁行业正在经历结构调整,将向高性能高附加值的不锈钢、特种钢等合金钢方向发展。在国内特钢需求拉动下,国内钼需求增速远高于。同时,我国工业化及城镇化进程的加速推进,以及印度、巴西、中东等其他新兴国家钢铁产量仍将保持增长,也将进一步拉升对钼的需求。
除此之外,钼作为“能源金属”,石油领域对钼的需求将大幅增加;航天行业的发展也将增加对钼的需求;钼的应用领域不断扩大,新能源行业的发展将进一步促进钼的需求增长。
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钼是一种银灰金属,具有的高温力学性能, 且膨胀系数低, 导电、导热系数高;
熔点为2623°C;
密度为10.2g/cm3;
真空环境或惰性气体保护环境,纯钼较高耐高温1200度,钼合金较高耐高温1700度;
钼的弱氧化从 300 °C (572 °F) 开始,它是商用金属中热膨胀系数的金属之一。
制备工艺
1、钼粉纯度大于等于99.95%。采用热压烧结工艺对钼粉末进行致密化处理,将钼粉末置于模具中;将模具放入热压烧结炉中后,将热压烧结炉抽真空;调节热压烧结炉温度至1200~1500℃,压强大于20MPa,并保温保压2~5h;形成**钼靶材坯料;
2、对**钼靶材坯料进行热轧处理,将**钼靶材坯料加热至1200~1500℃,之后进行轧制处理,形成第二钼靶材坯料;
3、热轧处理后,对第二钼靶材坯料进行退火处理,退火处理的方法为调节温度为800~1200℃,保温加热第二钼靶材坯料2~5h,形成钼靶材。
钼材料的应用
1.可以在衬底上形成薄膜,广泛应用电子元器件和电子产品;
2.钼电接触电阻很低,具有优良的物理性质和化学性质,应用于玻璃镀膜上;生长CIGS 薄膜太阳能电池通常都是用金属钼作为背电;
3.应用于耐磨材料、高温腐蚀、装饰用品等行业;
4.钼材料还应用在真空高温行业,电子、能源、冶金行业,蓝宝石热场及航空航天制造行业等。
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钼是一种稀有的难熔金属材料,具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、导热性能好等性能,已被广泛应用在航空航天、核工业、医疗、化工、冶金等诸多行业。钼的熔点为2620℃,由于原子间结合力强,室温和高温下的强度较高,因此也广泛应用在高温炉、火箭发动机、导弹等耐高温部件上。
Mo1执行标准:GB/T3876-2007钼及钼合金板
纯度:纯钼Mo≥99.95%
密度:≥10.2g/cm3
钼属于难熔金属一族。难熔金属是指熔点高于铂(1772℃)的金属。在难熔金属中,单个金属原子的结合能大。同时具有高熔点、低蒸汽压、高弹性模量和高热稳定性。另外表现出热膨胀系数低和密度较高的典型特点。
凭借良好的机械性能和化学特性,钼已成为一种能够符合严苛要求的金属材料。其优点在于熔点高、热膨胀系数低且具有良好的热导率,因而广泛用于众多不同的工业领域。
化学成分
钼的特性:
1.钼的熔点2623°C,良好抗蠕变性,能够耐受较高温度。
2.热膨胀系数低且具有高的热导率。
生产工艺流程:
钼坯(原材料)-检验-热轧-校平及退火-碱洗-检验-温扎-真空退火-检验-冷轧-校平-剪切真空退火-检验-包装
用途:
经过变形量达到60%以上的轧制加工后,钼板的密度基本上接近于钼的理论密度,因此其具有高强度,内部组织均匀和优良的抗高温蠕变性能,从而被广泛应用于生产蓝宝石晶体生长炉内的反射屏、盖板,真空炉内的反射屏、发热带、连接件,等离子镀膜用的溅射靶材,耐高温舟皿钼零部件,耐热设备,溅射设备和高温熔炉等制品。
保温时间对锻造态纯钼材料性能与金相组织的影响,并找出其在特定温度下的佳保温时间。结果表明:试验温度分别为800和1200℃,保温时间分别为10、20、30、40、50、60min时,相同温度不同保温时间后的抗拉强度、断后伸长率、金相组织无明显差异。试验温度为1000℃时,保温10、20、30、40、50min后的抗拉强度和断后伸长率无明显差异,但保温60min后,出现明显静态再结晶现象,晶粒尺寸明显增大,抗拉强度降低,断后伸长率增大。为试验结果真实稳定及试验效率,10min的保温时间是试验的佳条件。