Vai trò, tác dụng của Molypden

Molypden (thường được gọi là ‘Moly’) được coi là một tác nhân hợp kim trong thép kết cấu và thép không gỉ vì sức mạnh, khả năng chống ăn mòn và khả năng giữ hình dạng và hoạt động ở nhiệt độ cao.

Tính chất

Biểu tượng nguyên tử: Mo
Số nguyên tử: 42
Loại nguyên tố: Kim loại chuyển tiếp
Mật độ: 10,28 g / cm3
Điểm nóng chảy: 2623 ° C
Điểm sôi: 4639 ° C
Độ cứng Mohs: 5,5

Đặc điểm

Giống như các kim loại chịu lửa khác, Molypden có mật độ và điểm nóng chảy cao và có khả năng chịu nhiệt và mài mòn. Ở 2.623 ° C, molypden có một trong những điểm nóng chảy cao nhất trong tất cả các nguyên tố kim loại, trong khi hệ số giãn nở nhiệt của nó là một trong những mức thấp nhất trong tất cả các vật liệu kỹ thuật. Moly cũng có độc tính thấp.

Trong thép, Molypden làm giảm độ giòn cũng như tăng cường sức mạnh, độ cứng, khả năng hàn và chống ăn mòn.

Lịch sử

Kim loại molypden lần đầu tiên được phân lập trong phòng thí nghiệm bởi Peter Jacob Hjelm vào năm 1782. Nó vẫn chủ yếu ở các phòng thí nghiệm trong phần lớn thế kỷ tiếp theo cho đến khi thử nghiệm gia tăng với hợp kim thép cho thấy tính chất tăng cường hợp kim của Moly.

Đến đầu thế kỷ 20, các nhà sản xuất thép tấm giáp đã thay thế vonfram bằng molypden. Nhưng ứng dụng chính đầu tiên cho moly là phụ gia trong sợi vonfram cho bóng đèn sợi đốt, đang được sử dụng trong cùng thời kỳ.

Nguồn cung vonfram căng thẳng trong Thế chiến I dẫn đến sự gia tăng nhu cầu molypden đối với thép. Nhu cầu này dẫn đến việc thăm dò các nguồn mới và phát hiện ra mỏ Climax ở Colorado vào năm 1918.

Sau chiến tranh, nhu cầu quân sự giảm nhưng sự ra đời của một ngành công nghiệp mới – ô tô – tăng nhu cầu đối với thép cường độ cao có chứa molypden. Đến cuối những năm 1930, moly được chấp nhận rộng rãi như một vật liệu kỹ thuật, luyện kim.

Tầm quan trọng của molypden đối với thép công nghiệp đã dẫn đến sự xuất hiện của nó như một mặt hàng đầu tư vào đầu thế kỷ 21, và năm 2010, Sàn giao dịch kim loại Luân Đôn (LME) đã giới thiệu các hợp đồng tương lai molypden đầu tiên.

Sản xuất kim loại Molypden

Molypden thường được sản xuất dưới dạng sản phẩm phụ hoặc đồng, nhưng một số mỏ khai thác moly như một sản phẩm chính.

Sản xuất chính của molypden được chiết xuất hoàn toàn từ molybdenite, một loại quặng sunfua, có hàm lượng molypden từ 0,01 đến 0,25%.

Kim loại molypden được sản xuất từ oxit molybdic hoặc amoni molybdate thông qua quá trình khử hydro. Nhưng, để chiết xuất các sản phẩm trung gian này từ quặng molybdenite, trước tiên nó phải được nghiền nát và thả nổi để tách đồng sunfua khỏi molybdenite.

Kết quả molybdenum sulfide (MoS2) sau đó được sấy ở khoảng 500-600 °C để sản xuất molybdenite khô (MoO3, còn được gọi là cô đặc molybdenum). Nồng độ molypden rang chứa tối thiểu 57% molypden (và ít hơn 0,1% lưu huỳnh).

Sự thăng hoa của chất cô đặc dẫn đến oxit molybdic (MoO3), thông qua quá trình khử hydro hai bước, tạo ra kim loại molypden. Trong bước đầu tiên, MoO3 được khử thành molybdenum dioxide (MoO2). Molybdenum dioxide sau đó được đẩy qua ống chảy hydro hoặc lò quay ở 1000-1100 °C để tạo ra bột kim loại.

Molybdenum được sản xuất như một sản phẩm phụ của đồng từ các mỏ đồng xốp, như mỏ Bingham Canyon ở Utah, được loại bỏ dưới dạng molybdenum disulfate trong quá trình tuyển nổi quặng đồng bột. Chất cô đặc được rang để tạo ra oxit molybdic, có thể được đưa qua quá trình thăng hoa tương tự để tạo ra kim loại molypden.

Theo thống kê của USGS, tổng sản lượng toàn cầu là khoảng 221.000 tấn trong năm 2009. Các nước sản xuất lớn nhất là Trung Quốc (93.000 tấn), Mỹ (47.800 tấn), Chile (34.900 tấn) và Peru (12.300 tấn). Các nhà sản xuất molypden lớn nhất là Molymet (Chile), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper, và Jinduicheng Molybdenum Group.

Các ứng dụng của Molypden

Hơn một nửa số molypden được sản xuất kết thúc như một tác nhân hợp kim trong các loại thép không gỉ và kết cấu khác nhau.

Hiệp hội Molypden quốc tế ước tính rằng thép kết cấu chiếm 35% tổng nhu cầu moly. Molypden được sử dụng làm phụ gia trong thép kết cấu vì khả năng chống ăn mòn, độ bền và độ bền. Đặc biệt hữu ích trong việc bảo vệ kim loại chống ăn mòn chloridic, loại thép này được sử dụng trong một loạt các ứng dụng môi trường biển (ví dụ: các giàn khoan dầu ngoài khơi), cũng như các đường ống dẫn dầu và khí đốt.

Thép không gỉ chiếm 25% nhu cầu molypden khác, coi trọng khả năng của kim loại để tăng cường và ức chế ăn mòn. Trong số nhiều ứng dụng khác, thép không gỉ được sử dụng trong các nhà máy dược phẩm, hóa chất và bột giấy, xe tải chở dầu, tàu chở dầu đại dương và nhà máy khử muối.

Thép tốc độ cao và siêu hợp kim sử dụng moly để tăng cường, tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn và biến dạng ở nhiệt độ cao. Thép tốc độ cao được sử dụng để tạo ra khoan và cắt quá