赣州上门废钼回收哪家好
美国是世界上大的金属钼生产国之一,也是金属钼出口大国。金属钼在美国的出口量一直保持稳定增长,为美国的出口贸易做出了重要贡献。
根据美国地质调查(USGS)的数据,美国金属钼的出口量在过去十年中一直保持着稳步增长的态势。2010年,美国金属钼的出口量约为2.23万吨,到了2020年,这一数字已经增长到了3.83万吨,增幅超过了70%。这表明美国金属钼的出口市场在上具有强大的竞争力,并且一直保持着良好的增长态势。
美国金属钼的出口市场主要集中在一些亚洲国家和地区,如中国、日本、韩国等。这些国家对金属钼的需求量较大,而美国的金属钼产品在质量和价格上具有较高的竞争优势,因此在这些市场上拥有较大的份额。
除了亚洲市场,美国金属钼产品还出口到欧洲和拉丁美洲等地区。在欧洲,德国、英国等国家是美国金属钼的重要市场;在拉丁美洲,巴西、智利等国家也对美国金属钼产品表现出了较大的兴趣。
美国金属钼的出口产品主要包括金属钼精矿、金属钼合金等。这些产品在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用,因此具有较大的市场需求。
在近年来,受到经济不确定性和贸易保护主义的影响,美国金属钼出口面临一些挑战。但是,美国金属钼的质量和市场份额,以及其在金属钼市场的竞争力,仍然保持着良好的势头。
总的来说,美国金属钼的出口量在过去十年中保持稳步增长,尤其是在亚洲市场具有较高的市场份额。随着经济的复苏和贸易环境的改善,美国金属钼的出口量有望进一步增长,为美国的出口贸易做出更大的贡献。
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钼(Molybdenum),是一种具有性能的金属元素,原子序数为42,原子量约为95.95。纯钼为具有金属光泽的银白金属,质地坚硬且坚韧,主要以氧化物或硫化物形式存在于自然界中,如辉钼矿等。
图1 辉钼矿在钢铁生产中,钼常被用作合金元素,显著提高钢材的强度、韧性和耐热性,适用于制造汽车零部件、机械结构件等高强度、高耐腐蚀性的产品。钼还广泛应用于电子工业,用于制造电子管、晶体管的电和灯丝等部件,因其高熔点和稳定性而成为电子管、半导体器件和集成电路中的关键材料。在化工领域,钼可用作催化剂,促进一些化学反应的进行,同时由于其耐腐蚀性,也用于制造化工设备的零部件。由于钼及其合金具有的耐高温、高强度等特性,因此被广泛应用于制造军事装备中的关键零部件,如坦克装甲、导弹外壳等。钼作为一种重要的战略性矿产资源,在推动国家工业发展、科技进步和国防建设等方面发挥着不可替代的作用。随着科技的不断进步和工业的持续发展,钼的应用前景将更加广阔。一、钼的基本属性钼是一种位于元素周期表第五周期第6族的过渡金属元素,在自然界中,钼的丰度较高,且存在多种同位素,如Mo-92、Mo-94、Mo-95、Mo-96、Mo-97、Mo-98、Mo-100等。其中,Mo-98是常见的同位素,占钼元素总量的约25%。这些同位素在地壳中的分布受到地球演化和岩浆活动的影响,主要富集在岩石圈和生物圈中。
图2 钼矿在室温下,钼为银白的坚硬金属,具有良好的延展性和可塑性。熔点2610℃-2622℃,沸点4612℃-5560℃;密度10.2g/cm3-10.28g/cm3;随着温度的升高,钼的强度和硬度会有所下降,但即使在高温下,钼仍能保持较高的强度和硬度。此外,钼还具有良好的热传导性和电导性。钼的化学性质相对稳定,但在特定条件下仍能与其他元素发生反应。在常温下,钼表面会形成一层致密的氧化膜,从而阻止进一步的氧化。但在高温下,钼可以与氧发生反应生成氧化钼。钼可以与硫反应生成硫化钼,这是钼在自然界中的主要存在形式之一。在高温下,钼可以与氮反应生成氮化钼。此外,钼与酸、碱的反应性相对较弱。它通常不溶于稀酸(如盐酸、氢氟酸)和碱溶液,但可溶于热浓硫酸、硝酸和熔融中。在熔融状态下,钼还可以与一些金属(如铜、镍等)形成合金。二、资源分布与勘查(一)资源分布钼资源的分布情况相对集中,主要分布在中国、美国、秘鲁、智利等国家。这些国家不仅是钼矿的主要生产国,也是钼储量为的国家。特大型钼矿床包括中国栾川钼矿和安徽金寨沙坪沟钼矿、美国Climax和Henderson钼矿、智利Chuquicamata和Pelambre钼矿等。
图3 世界钼矿资源分布图从储量来看,中国是钼资源为的国家,据不同年份数据显示,中国钼储量占比在38.7%-51.9%之间波动,这主要是由于资源储量的评估和更新是一个动态过程,会受到勘探进展、技术更新和市场需求等多种因素的影响。除中国外,美国、秘鲁和智利也是重要的钼矿储量国,它们的储量占比合计也相对较高。
图4 2013—2022年中国钼金属产量和消费量在中的占比变化主要钼矿的类型和特点包括火山岩浸染型和花岗岩型两种。火山岩浸染型钼矿通常与火山活动有关,矿石中钼的含量较低,但分布广泛;而花岗岩型钼矿则通常与花岗岩侵入体有关,矿石中钼的含量较高,是主要的工业钼矿类型。世界主要钼矿生产国包括中国、智利和美国等。其中,中国是大的钼矿生产国,其钼矿产量占产量的比例一直保持在较高水平。智利和美国也是重要的钼矿生产国,它们的产量在市场中占有重要。(二)中国资源分布中国钼资源的分布情况相对广泛,但主要集中在某些特定区域。中国的钼矿床主要分布在东秦岭-大别钼成矿带、兴-蒙钼成矿带、长江中下游钼成矿带、华南钼成矿带、青藏钼成矿带和天山北山钼成矿带。这些成矿带中的钼矿资源储量,品位较高,是中国钼矿资源的主要来源。具体来说,河南、内蒙古、西藏、黑龙江、吉林等地是中国主要的钼矿产区。其中,河南栾川钼矿是中国大的钼矿之一,也是大的钼矿之一,其储量,品位高,开采条件。内蒙古赤峰市翁牛特旗也发现了一处大型钼矿床,初步探明钼资源矿石量约1亿吨,金属量13万吨,这一发现进一步了中国钼矿资源。
图5 中国矿产资源分布示意图(钼)除了上述主要产区外,中国其他地区如大兴安岭、南岭等地也分布着一定数量的钼矿资源。这些地区的钼矿资源虽然规模较小,但也在一定程度上满足了当地和周边地区的钼矿需求。(三)勘查进展1.勘查历史与现状中国钼矿勘查的历史可以追溯到上世纪初,但真正的勘查工作大规模开展是在新中国成立以后。随着国家经济建设的需要,中国对钼矿资源的勘查工作逐渐加强,取得了一系列重要成果。近年来,随着勘查技术的不断进步和勘查工作的深入,中国钼矿资源的勘查成果更加,对钼矿资源的了解也更加深入。2.勘查技术传统的地质勘查方法在钼矿勘查中仍然发挥着重要作用。这些方法包括地质填图、地质剖面测量、地质勘探等,它们通过对地质构造、岩石类型、矿物组合等进行分析和研究,为钼矿的勘查提供了重要的基础资料。
图6 钼矿勘探现代勘查技术在钼矿勘查中的应用也越来越广泛。遥感技术、地球物理勘探技术、地球化学勘探技术等现代勘查技术的应用,大大提高了钼矿勘查的效率和准确性。遥感技术可以通过对地表和地下的信息进行远距离探测和识别,为钼矿的勘查提供重要的线索和依据;地球物理勘探技术可以通过对地下岩石和矿物的物理性质进行探测和分析,为钼矿的勘查提供重要的地球物理信息;地球化学勘探技术则可以通过对地表和地下的元素和化合物进行探测和分析,为钼矿的勘查提供重要的地球化学信息。
图7 钼矿岩心库三、开发与利用(一)开采技术钼矿的开采技术主要包括露天开采和地下开采两种。露天开采:适用于埋藏较浅、规模较大的矿床。露天开采具有成本低、效率高的优点,能够地获取大量的钼矿石。然而,这种方法可能会对环境造成较大的破坏,如土地破坏、植被损失等。
图8 钼矿区地下开采:适用于埋藏较深、矿体复杂的矿床。地下开采需要更高的技术和设备投入,以确保、地开采钼矿石。虽然成本相对较高,但这种方法能够减少对地表的破坏,并适用于复杂地质条件下的开采。(二)选冶工艺钼矿的选冶工艺流程包括破碎、磨矿、选矿、冶炼等环节。破碎:开采出来的钼矿石通常是大块的岩石,需要使用颚式破碎机、圆锥破碎机等设备将其破碎成不同粒度的颗粒,以便于后续的磨矿和选别。磨矿:经过破碎的钼矿石进入球磨机进行研磨,使其达到适合浮选的粒度。研磨后的矿石细料会进入螺旋分级机进行洗净和分级。选矿:浮选法是钼矿石选矿的主要方法之一。在浮选过程中,将破碎后的钼矿石与水和浮选剂混合形成矿浆,通过搅拌和充气使钼矿石颗粒与浮选剂结合形成泡沫层,然后将泡沫层刮出得到富含钼的精矿。此外,重选法也是钼矿石选别的一种方法,它利用钼矿石与其他杂质的密度差异进行分选。但重选法的分选效率相对较低,适用于处理粗粒级的钼矿石。冶炼:将钼精矿进行氧化焙烧,使其转化为三氧化钼。在焙烧过程中,钼精矿中的硫化钼与空气中的氧气反应,生成三氧化钼和二氧化硫。这一过程需要在高温下进行,通常采用回转窑、多膛炉等设备。之后进行氨浸处理,使三氧化钼溶解在氨水中形成钼酸铵溶液。在氨浸过程中需要控制好温度、压力、氨水浓度等参数以提高钼的浸出率。接着进行沉淀和结晶处理得到钼酸铵晶体。将钼酸铵进行还原熔炼得到金属钼。钼矿选冶工艺所需的设备主要包括给料机、颚式破碎机、球磨机、螺旋分级机、矿用搅拌桶、浮选机、浓缩机、烘干机等。(三)应用领域钼及其合金在多个领域有着广泛的应用和良好的前景。钢铁行业:钼可以提高钢的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性,是制造高强度、高韧性钢材的重要合金元素。有冶金:钼可用于制造钼铜、钼镍等合金,这些合金具有优良的导电性、导热性和耐腐蚀性。化工行业:钼可作为催化剂、润滑剂等,在石油、化工等行业中发挥重要作用。电子行业:钼可以作为电材料、电子元件等,用于制造半导体器件、集成电路等。航空航天:钼及其合金具有高温强度、良好的抗热冲击性能和的抗氧化性能,可用于制造火箭发动机、飞机发动机等高温部件。
图9 飞机发动机
图10 钼矿应用四、市场与贸易(一)市场供需1.钼市场供需状况钼市场近年来呈现出供需相对平衡但略有偏紧的趋势。产量方面,钼产量主要集中在中国、美国、智利和加拿大等国家。消费量方面,随着经济的复苏和制造业的升级,是航空航天、军工、新能源等领域的发展,对钼的需求持续增长。进出口量方面,由于各国资源禀赋和产业发展水平的差异,钼的贸易量较大,主要贸易流向是从资源国家向制造业发达国家转移。价格走势方面,受供需关系、货币、地缘政治等多种因素影响,钼价呈现波动上涨的趋势。
图11 钼行业供需现状2.中国钼市场供需状况中国是大的钼生产国和消费国。产量方面,中国钼矿资源,近年来随着开采技术的进步和矿山扩产,钼产量保持稳定增长。消费量方面,中国制造业的发展和产业升级,是中高端制造业对特钢、不锈钢等含钼材料的需求增加,推动了中国钼消费量的持续增长。进出口方面,中国钼产品进出口量较大,但近年来随着国内产能的提升和消费结构的优化,量逐渐减少,出口量有所增加。价格走势方面,中国钼价受国内外多种因素影响,但总体呈现稳中有升的态势。
图12 2013—2022年中国钼金属产量和消费量变化(二)贸易格1.主要贸易伙伴中国钼产品的主要贸易伙伴包括美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区。这些国家和地区对中国钼产品的需求量较大,主要用于高端制造业、航空航天、军工等领域。同时,中国也从这些国家和地区部分高品质的钼原料和深加工产品。2.贸易方式中国钼产品的贸易方式主要包括一般贸易、加工贸易和边境贸易等。一般贸易是中国钼产品进出口的主要方式,涉及的产品种类和数量较多。加工贸易则主要集中在沿海地区,利用当地的加工优势和便利的贸易条件,进行钼产品的深加工和出口。边境贸易则主要发生在与中国接壤的国家和地区,通过边境口岸进行钼产品的贸易往来。3.贸易壁垒在钼产品的贸易中,存在一些贸易壁垒,如关税壁垒、技术壁垒和绿壁垒等。关税壁垒主要体现在各国对钼产品征收的关税和出口关税上,影响了钼产品的贸易成本和市场竞争力。技术壁垒则主要体现在各国对钼产品的技术标准和质量要求上,需要中国钼产品企业不断提升产品质量和技术水平,以满足市场的需求。绿壁垒则主要体现在各国对和可持续发展的要求上,需要中国钼产品企业加强意识和技术的应用,以减少对环境的污染和破坏。(三)影响1.关税关税是影响钼产品贸易的重要因素之一。近年来,中国对钼产品的关税进行了多次调整,旨在优化产业结构、促进贸易平衡和保护环境。同时,其他国家也对钼产品的进出口关税进行了调整,影响了钼市场的供需关系和价格走势。2.产业产业是影响钼市场发展的重要因素之一。中国政府了一系列产业,旨在推动钼产业的转型升级和可持续发展。这些包括加强钼矿资源的保护和合理利用、推动钼产品深加工和高端化发展、加强和生产等方面的监管等。这些的实施有助于提升中国钼产业的竞争力和可持续发展能力。3.是影响钼产业发展的重要因素之一。随着意识的提高和法规的日益严格,中国政府对钼产业的要求也越来越高。这要求钼产品企业在生产过程中加强技术的应用和管理,减少污染物的排放和资源的浪费。同时,政府也加大了对违法行为的处罚力度,推动了钼产业的绿发展。五、环境保护与可持续发展(一)环境影响钼矿开采和冶炼对环境的影响是多方面的,主要包括土地破坏、水污染和大气污染等。土地破坏:钼矿开采过程中,需要进行大规模的剥离和挖掘,这会破坏原有的地表植被和土壤结构,导致土地退化、水土流失和生态失衡。此外,开采过程中产生的废石和尾矿堆积也会占用大量土地,对周边生态环境造成长期影响。水污染:钼矿开采和冶炼过程中会产生大量的废水,这些废水中含有重金属、酸碱物质和其他有毒有害物质。如果未经处理直接排放,会对周边水体造成污染,影响水质。废水的污染不仅会导致水生生物死亡,还可能通过食物链对人类健康造成威胁。大气污染:钼矿开采和冶炼过程中会释放大量的粉尘和有害气体,如二氧化硫、氮氧化物等。这些污染物会对大气环境造成污染,降低空气质量,影响人类健康。同时,粉尘和有害气体的排放还会加速温室效应和酸雨的形成,对气候和生态环境造成深远影响。(二)措施为了减轻钼矿开采和冶炼对环境的影响,当前采取了多项措施和技术手段。绿勘查:在钼矿勘查阶段,采用的勘查技术和方法,减少对环境的影响。例如,利用遥感技术、地球物理勘探和地球化学勘探等手段进行非破坏性勘查,降低对地表植被和土壤的破坏。绿矿山建设:在钼矿开采过程中,推行绿矿山建设,实现资源的利用和环境的影响。这包括采用的开采技术和设备,减少废石和尾矿的产生;加强废水处理,实现达标排放;实施土地复垦和生态恢复,恢复被破坏的土地和生态环境。技术应用:在钼矿冶炼过程中,采用的技术和设备,降低能耗和污染物排放。例如,采用的冶炼工艺和设备,提高能源利用效率;加强废气治理,减少二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放;推广使用清洁能源和可再生能源,降低化石能源消耗。这些措施和技术手段的实施取得了显著成效。通过绿勘查和绿矿山建设,降低了钼矿开采对环境的破坏程度;通过技术的应用和推广,提高了钼矿冶炼的水平和资源利用效率。然而,仍需要进一步加强监管和科技,以地保护环境和实现可持续发展。(三)可持续发展钼产业的可持续发展需要综合考虑资源、环境、经济和社会等多个方面。提高资源利用效率:通过技术和产业升级,提高钼矿资源的开采和冶炼效率,降低资源消耗和浪费。同时,加强低品位伴生矿的回收和尾矿的综合利用,提高资源利用率和附加值。降低环境污染:继续加强技术的应用和推广,降低钼矿开采和冶炼过程中的污染物排放。建立完善的废水、废气和固体废弃物处理系统,实现达标排放和资源的循环利用。同时,加强环境监管和执法力度,确保的落实和执行。加强科技:鼓励和支持科技和技术研发,推动钼产业向高端化、智能化和绿化方向发展。通过引进和消化吸收技术,提高钼产品的质量和性能;通过自主研发和,开发具有自主知识产权的新技术和新产品;通过智能化和自动化技术的应用,提高生产效率和性。推动产业升级和转型:优化产业结构,淘汰落后产能和工艺,推动钼产业向高端化发展。加强上下游企业之间的合作与整合,形成完整的产业链和供应链体系;拓展应用领域和市场空间,推动钼产业向多元化方向发展;加强合作与交流,积参与钼市场的竞争与合作。六、未来展望(一)技术趋势深部勘查技术:随着地表和浅部钼矿资源的逐渐枯竭,深部钼矿勘查将成为未来的重要方向。深部勘查技术将更加注重地球物理、地球化学和遥感技术的综合应用,以提高勘查精度和效率。同时,随着钻探技术的不断进步,深部钻探能力和性将得到进一步提升。智能化开采技术:智能化开采技术将成为未来钼矿开采的主流趋势。通过应用物联网、大数据、人工智能等技术,实现钼矿开采过程的智能化、自动化和远程化控制。这将有助于提高开采效率、降低生产成本、减少事故,并实现对环境的保护。绿开采和冶炼技术:随着意识的不断提高,绿开采和冶炼技术将成为未来钼产业发展的关键。这包括采用更加的开采方法、减少废水、废气和固废的产生和排放,以及提高资源利用率和能源效率等。(二)市场需求新兴应用领域的发展:随着科技的进步和新兴产业的发展,钼将应用于更多新的领域。例如,在新能源、新材料、航空航天等领域,钼及其合金因其的性能而具有广阔的应用前景。这将为钼产业带来新的增长点。替代品的出现:虽然目前尚未出现能够替代钼的材料,但随着科技的进步和材料的不断,未来可能会出现一些具有部分替代钼功能的材料。这将对钼市场产生一定的影响,但考虑到钼在多个领域的不可替代性,其市场需求仍将保持稳定增长。(三)战略建议资源储备:中国应继续加强钼矿资源的勘探和开发,提高资源储量和品位。同时,应加强对已开发钼矿的保护和管理,确保资源的可持续利用。此外,还可以通过海外投资、合作等方式,获取更多的钼矿资源储备。产业竞争力:中国钼产业应加强技术和产业升级,提高产品质量和附加值。同时,应优化产业结构,淘汰落后产能和工艺,提高产业整体竞争力。此外,还应加强品牌建设和市场营销,提高中国钼产品在市场上的度和影响力。合作:中国钼产业应加强与同行的合作与交流,共同推动钼产业的发展。这包括参与钼市场的竞争与合作、加强技术交流和人才培养、共同开发新的应用领域等。通过合作,可以实现资源共享、优势互补和互利共赢。综上所述,未来钼产业将面临更多的机遇和挑战。通过加强技术、优化产业结构、加强资源储备和合作等措施,中国钼产业将有望实现更加稳健和可持续的发展。
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.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. 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的应用.
在化学元素周期表中,钼元素不怎么引人注“钼”,它不像铝、铁那样常见,不如铂、金贵重,更不似氧、氢那般构成了生命的主体。然而,钼元素与人类的关系其实密切,而关于钼元素的方方面面,有一些趣事你可能并不了解。
钼曾被误认为铅
虽然早在14世纪,人们就懂得利用含钼的钢铁来锻造军刀,但那个时候,人们还没有意识到钼元素的存在。原因在于,钼元素在地壳中的含量约为百万分之一,分布也比较分散,属于比较稀有的金属。而且,钼元素往往不是以单质的形式存在,主要与硫结合成化合物,形成辉钼矿,或者偶尔与铅、铜组合,生成铅钼矿和铜钼矿。
16世纪之前,当人们发现辉钼矿的时候,看到它为铅灰,具有金属的光泽,而且辉钼矿多以细微柔软的鳞片状产出,具有挠性(金属或矿物受力发生变形,在作用力失去之后不能恢复原状的性质称为挠性,与“弹性”相对),摸起来还有种油腻的感觉。这和石墨的性质十分相似,所以辉钼矿被误以为是石墨。后来,人们在寻找铅矿石的时候,发现辉钼矿的外观类似于方铅矿,于是,又把钼误认为是铅。所以,人们便用古希腊语中的“molybdos”(意思是“铅”)命名辉钼矿。
直到1778年,德国化学家卡尔·舍勒才首次实,钼辉矿并不是方铅矿,也不是石墨,而是一种新的矿物,含有新的元素。但是,舍勒没有办法将这种新的元素从矿石中分离出来,所以他没能成为个发现钼元素的科学家。有趣的是,舍勒被后世称为“倒霉蛋科学家”,他的坏运气就是从错失钼元素开始的,后来舍勒又从空气可以助燃的实验现象中差点发现了氧气,但却因为迷信燃素说而将发现氧气的机会留给了安托万·拉瓦锡。
在舍勒之后,其他科学家也试图从辉钼矿中提取出新元素,他们让辉钼矿发生氧化反应,然后将粉末放入水中,形成钼酸,但仍然无法从中析出钼金属。终于,在1781年,瑞典化学家彼得·海基尔姆幸运地摘取了科学果实。他将碳粉、亚麻籽油和钼酸混在一起,搅拌成糊状,然后用封闭的坩埚对这一团“浆糊”加热。终于,海基尔姆用这样的“碳还原法”将新的金属从辉钼矿中分离出来,他随即将该金属命名为“钼”。至此,人们才开始了解到钼元素的真面目。
战争使钼名扬天下
1781年,人们开始懂得如何得到金属钼,但此后的100多年里,全世界金属钼的总产量也不超过10吨。由于钼元素易于氧化,且冶炼和加工水平有限,人们似乎还不知道如何将这种金属大规模地应用到工业生产中来。
不过,钼元素适合重工业的优点还是有目共睹的,它硬而坚韧、耐腐蚀、耐高温,熔点仅次于钨、钽,它注定会成为人类重要的工业原料。1891年,法国施耐德公司率先将钼作为合金元素生产出了含钼的钢板,发现其性能,而且钼的密度仅是钨的一半,钼便逐渐取代钨成为炼钢的合金元素。到了20世纪,人类爆发了两场规模空前的世界大战,统计资料显示,在次世界大战中,钼的年产量从数吨瞬间飙升到了100吨,而到了二战时期,又增长至1万吨。为何战争促进了钼的生产?这是因为它太有用了。
我们知道,“陆战”——坦克就是在一战中发明的。初,英国人为了增强坦克的防御力,给坦克安装了75毫米厚的锰钢板,但这种笨重的坦克在战争中表现得并不怎么样。后来,英国人通过试验,将锰钢板换成钼钢板,在不削弱防御力的前提下使得坦克的厚度减了50毫米,结果,更加机动灵活的坦克才得以大显神威。
同样,德国的攻坚——“大贝尔莎”巨炮,也是用钼钢做成的。一战前期,应德国总参谋部的要求,德国工业巨头克虏伯公司研制出了史无前例的重炮,并以古斯塔夫·克虏伯的妻子贝尔莎命名。“大贝尔莎”的口径为420毫米,炮身重43吨,需要200位德国军人花6个星期才能组装完毕。更吓人的是,“大贝尔莎”的重820千克,射程15千米,再坚固的工事也经不住它来这么一发。克虏伯之所以能够研制出威力如此惊人的巨炮,其秘诀就在于使用了材质的钼钢来制作炮身,因为当“大贝尔莎”发射时,只有耐高温的钼能够抵御产生的热量,以免熔化炮身。
到了第二次世界大战,钼元素同样发挥着重要的作用。当时,战场上的坦克莫过于德国的式坦克,其类型包含Ⅰ型和Ⅱ型两种。从1942年服役至1945年德国投降,式坦克一直活跃于战场线,它所向披靡,抵挡。不过,在库尔斯克会战中,苏联人俘获Ⅱ型坦克后对其进行了测试,发现Ⅱ型坦克并不像传说中的那样坚不可摧,虽然它装甲很厚,但是防御效果相对于Ⅰ型并未有较大提升。之所以出现这种状况,其实是由于德军所占领的挪威克纳本钼矿在1943年被盟军轰炸,从而使德军失去了钼的来源。战争初期,德军的Ⅰ型坦克都采用了钼钢,这种钼钢耐腐蚀,在高温条件下仍然具有较高的强度,而Ⅱ型坦克的厚装甲中已经无钼可用,所以影响了德军装甲部队的战斗力。
钼是多才多艺的金属
两次世界大战使人们意识到钼对于军事的重要作用,战后,钼的年产量由10万吨上升到如今的20多万吨。钼在“战争金属”美誉的同时,其应用范围也越来越广,是在核能、医疗等高科技领域发挥着越来越重要的作用。
2018年,俄罗斯的莫斯科工程物理学院的科学家们发表了一项关于核燃料保护套的研究,他们使用钼合金代替现有的锆合金来用作核燃料保护外壳,可以提高核电站的性。
在现有的核电站中,铀燃料棒是安装在锆合金保护外壳内的。锆合金具有很高的耐腐蚀性,而且锆几乎不会和中子反应,所以是好的核燃料棒保护外壳。但是,在端情况下,比如由于地震和海啸导致应急冷却系统出现故障时,核反应堆内冷却水的水平面会一直下降,使铀燃料棒处于裸露状态,那么冷却不足会使高温的锆合金外壳与高温水蒸气产生氢化作用(即锆水反应),这会导致反应炉熔毁以及氢气爆炸——2011年的日本福岛核电站事故就是这样发生的。如果想要避免类似的事故,办法之一就是寻找一种比锆合金更优秀的核燃料棒保护外壳,而在众多金属材料中,只有钼同时满足比锆更耐腐蚀、更耐热、有更高的导热性以及更小的中子截面积(意味着不与中子反应)的条件,因而特制的钼合金很可能会在未来成为核电站防护装置的主要材料。
钼元素还被应用于医疗实践。比如,锝99是应用广泛的放射性造影剂,不过,锝99只能由一种方式制备,那就是钼99衰变。钼99是钼的一种放射性同位素,它的半衰期为2.75天,半衰期过后,钼99衰变为锝99。钼99的半衰期理想,这个时间不但了钼原子在原料地到医疗场所的运输过程具有的稳定性,而且了锝99的放射性可以在短时间内。如果半衰期过短,在运输过程中,钼原子可能产生放射性辐射的危险;如果半衰期过长,将影响医疗诊断的效率。在核医学中,80%的医疗到了锝99,而在美国,每天使用锝99的诊断就达 55000多起,所以,钼的重要性不言而喻。
生命对钼很敏感
生物老师常常会讲一个故事:某一年,新西兰的一个牧场遭遇了干旱,大量牧草枯萎而死,但有一条矿工经常踩踏的小路边上生长着茂密的绿草。这是为什么呢?原来这里的矿场是钼矿,矿工们每天工作,身上难免会沾上矿渣,当他们走路时不经意间将矿渣撒落在小路上,就如同上天赐予的“大补丸”,给路边的小草提供了的养料。另外,科学已经明,对农作物施加钼肥,可以增强农作物的抗病、抗旱和抗旱能力,提高产量。比如,根据科学家的统计,每亩农田施加钼肥20克,可使小麦增产35%,而大豆则可增产47%,蚕豆增产8%,绿豆增产32.8%,番茄增产75%。
钼不仅是植物生长和发育中的微量元素,也是植物发挥固氮功能的重要元素。氮是生命之源,有了氮,植物才变得有营养。然而,植物并不能直接吸收空气中的氮气,它们需要在固氮菌的帮助下,通过化学反应将氮元素吸收并存储起来。固氮菌为植物固氮的过程很复杂,需要一种催化剂,名为固氮酶,金属钼正是固氮酶的重要成分。每年,植物固氮总量约1亿吨,远超过人工固氮量,这都是钼元素的功劳。
不仅植物需要钼,我们人体内也需要钼,只不过需量少。成年人体内大约只有9毫克钼,而且它们分散在身体的各个部分。虽然如此,我们对于钼还是敏感的。比如,钼与我们头发的颜有关,因为钼元素会使头发偏红褐。又比如,我们的情绪也容易受钼的影响,有它,我们会精力充沛,神气十足,缺少或无它,我们会感到疲惫不堪,浑身乏力。钼为什么有这么大的本事呢?原因在于,钼是两种在新陈代谢中起重要作用的酶的组成成分,一是黄嘌呤氧化酶,一是亚硫酸盐氧化酶。这两种酶有钼存在时才具有活力,没有钼,就会失去活力,起不了催化作用。
由于钼在食物中比较广泛地存在着,小麦、豆类、猪肉、牛奶、蜂蜜都含有钼,人对于钼的需要量也不高,所以我们一般不会缺钼。如果身体摄入多余的钼,反而会引起金属中毒。
由此看来,钼这种罕见的元素,与我们的日常生活还真息息相关呢。
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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。