Molibdenum logam mendapatkan namanya karena kemiripan luar dari molibdenum disulfida dengan bijih timah - galena (nama Yunani untuk timah adalah molibdos).
Riwayat penemuan elemen
Pada Abad Pertengahan di Eropa, molibdenum disebut sebagai tiga mineral dengan komposisi berbeda, tetapi hampir serupa dalam warna dan struktur mineral - galena (Pbs), molibdenit (MoS2) dan grafit (C). Omong-omong, mineral "molibdenum kemilau" (nama lain untuk molibdenit) digunakan sebagai timah untuk pensil yang meninggalkan bekas abu-abu kehijauan pada lembarannya.
Logam molibdenum, 42 elemen dari sistem periodik Mendeleev, dianggap sebagai tempat kelahiran Swedia. Pada tahun 1758, ahli kimia dan mineralogi dari negeri ini, penemu nikel, Axel Cronstedt, mengemukakan bahwa mineral di atas memiliki sifat yang sama sekali berbeda. Dua dekade kemudian, rekan senegaranya, seorang ahli kimia farmasi dari Köping, Karl Scheele, memperoleh asam molibdat dalam bentuk endapan putih ("tanah putih") dengan merebus molibdenit dalam asam nitrat pekat. Ilmuwan secara intuitif memahami bahwa jika asam molibdat dikalsinasi dengan batu bara, maka dimungkinkan untuk mengisolasilogam. Karena tidak memiliki tungku yang sesuai, ia mengirim sampel ke Peter Gjelm, yang pada tahun 1782 mengisolasi logam baru dengan sejumlah besar pengotor karbida. Rekan-rekan menamai unsur tersebut "molibdenum" (rumus dalam tabel periodik adalah Mo).
Logam yang relatif murni hanya diperoleh pada tahun 1817 oleh Jens Berzelius, presiden Akademi Ilmu Pengetahuan Swedia.
Karakterisasi zat sederhana
Metode produksi memiliki pengaruh besar pada sifat fisik molibdenum dan penampilannya. Logam bubuk, blanko dan batang sebelum disinter - abu-abu gelap. Palet produk gulung olahan jauh lebih kaya - dari hampir hitam hingga perak muda. Massa jenis molibdenum adalah 10,28 t/m3. Logam meleleh pada suhu 2623˚С, dan pada 4639˚С mendidih. Molibdenum yang benar-benar murni memiliki kelenturan dan keuletan yang sangat baik, yang menjamin penggulungan dan pengecapan yang mudah. Benda kerja dengan diameter hingga 12 mm, bahkan pada suhu kamar, dapat dengan bebas diikat dengan simpul ganda atau digulung menjadi kertas timah tipis. Logam ini memiliki konduktivitas listrik yang baik. Kehadiran kotoran meningkatkan kekerasan dan kerapuhan dan sangat menentukan sifat mekanik molibdenum.
Koneksi Utama
Sebagai bagian dari zat kompleks, unsur menunjukkan tingkat oksidasi yang berbeda dari +2 hingga tertinggi (senyawa terakhir adalah yang paling stabil), yang menentukan sifat kimia molibdenum. Logam ini dicirikan oleh senyawa dengan oksigen dan halogen (MoO3, MoCl5) dan molibdat (garam asam molibdat). Reaksi oksidasi hanya mungkin terjadi pada suhu tinggi (dari 600˚С). Peningkatan lebih lanjut akan menyebabkan molibdenum berinteraksi dengan karbon, fosfor, dan belerang. Ini larut dengan baik dalam asam nitrat atau asam sulfat yang dipanaskan.
Asam fosfat, arsenik, borat, dan silikat membentuk senyawa kompleks dengan molibdenum. Garam yang paling terkenal dan umum adalah amonium fosfomolibdat. Zat yang mengandung molibdenum dibedakan dengan palet warna yang lebar dan berbagai corak.
Teknologi benefisiasi bijih molibdenum
Produksi industri molibdenum yang benar-benar murni baru dikuasai pada abad ke-20. Pemrosesan kimia bijih molibdenum didahului oleh benefisiasinya: setelah penggilingan di penghancur dan pabrik bola, metode utamanya adalah lima atau enam flotasi. Hasilnya adalah konsentrasi tinggi (hingga 95%) molibdenum disulfida dalam bahan baku.
Langkah selanjutnya dan terpenting adalah menembak. Di sini kotoran yang tidak diinginkan dari air, belerang, residu reagen flotasi dihilangkan dan molibdenum disulfida dioksidasi menjadi trioksida. Pembersihan lebih lanjut dapat dilakukan dengan beberapa cara, tetapi berikut ini adalah yang paling populer:
- metode amonia, di mana senyawa molibdenum benar-benar larut, dan kotoran dihilangkan;
- sublimasi pada suhu 900 hingga 1100. Hasilnya - konsentrasi MoO3 naik menjadi 90-95%.
Produksi industri logam molibdenum
Melewati hidrogen melalui molibdenum trioksida yang dimurnikan (di laboratorium untukreduksi sering menggunakan karbon atau gas yang mengandung karbon, aluminium, silikon) mendapatkan bubuk logam. Prosesnya berlangsung di tungku tabung khusus dengan peningkatan suhu secara bertahap dari 500 menjadi 1000.
Rantai proses untuk produksi logam molibdenum kompak meliputi:
- Menekan. Proses berlangsung dalam cetakan baja di bawah tekanan hingga 300 MPa. Komponen pengikatnya adalah larutan alkohol gliserin. Bagian kosong (stab) maksimum tidak melebihi 16 cm2, dan panjangnya 600 cm, untuk yang lebih besar, digunakan bentuk karet atau polimer. Pengepresan terjadi di ruang kerja di mana cairan disuntikkan di bawah tekanan tinggi.
- Sintering. Itu terjadi dalam dua tahap. Yang pertama - suhu rendah, berlangsung 30-180 menit (tergantung pada ukuran benda kerja), dilakukan dalam tungku meredam dalam atmosfer hidrogen pada suhu 1200. Pada tahap kedua (pengelasan), benda kerja dipanaskan hingga suhu mendekati titik leleh (2400-2500). Akibatnya, porositas menurun dan densitas molibdenum meningkat.
Kosong kosong besar dengan berat hingga 3 ton disinter dalam tungku induksi, berkas elektron, atau busur. Proses ini diselesaikan dengan pemrosesan mekanis produk sinter.
Setoran terkaya
Molibdenum adalah unsur yang cukup langka di kerak bumi dan di alam semesta secara keseluruhan. Dari dua lusin mineral yang ada di alam, hanya molibdenit yang memiliki kepentingan industri yang signifikan.(MoS2). Sumber dayanya tidak terbatas, dan teknologi untuk mengekstraksi logam dari powellit dan molibdat telah dikembangkan. Tergantung pada komposisi mineral dan bentuk badan bijih, endapan dibagi menjadi urat, diseminata urat dan skarn.
Cadangan unsur terbukti global berjumlah 19 juta ton, dengan hampir setengahnya di Cina. Sejak 1924, deposit molibdenum terbesar adalah tambang Climax (AS, Colorado) dengan kandungan rata-rata hingga 0,4%. Seringkali, ekstraksi bijih molibdenum dilakukan bersamaan dengan ekstraksi tembaga dan tungsten.
Di Rusia, cadangan molibdenum berjumlah 360 ribu ton. Dari 10 deposit yang dieksplorasi, hanya 7 yang telah dikembangkan secara komersial:
- Sorskoe dan Agaskyrskoe (Khakassia);
- Bugdainskoe dan Zhirekenskoe (Transbaikalia Timur);
- Orekitkanskoe (Buryatia);
- Labash (Karelia);
- Tyrnyauz (Kaukasus Utara).
Produksi dilakukan dengan metode terbuka dan tertutup.
Rahasia Pedang Samurai
Selama beberapa abad, ahli senjata dan ilmuwan Eropa telah berjuang dengan misteri ketajaman dan kekuatan pedang Jepang kuno sejak awal milenium kedua, gagal mencoba membuat senjata tajam berkualitas tinggi yang sama. Hanya pada akhir abad XΙX, setelah menemukan pengotor molibdenum dalam baja Jepang, teka-teki ini dapat dipecahkan.
Untuk pertama kalinya, penggunaan industri molibdenum sebagai aditif paduan untuk meningkatkan kualitas baja (memberikan kekerasan dan ketangguhan) dikuasai pada tahun 1891 oleh Schneider& Co dari Perancis.
Perang Dunia Pertama menjadi stimulus yang signifikan bagi perkembangan metalurgi molibdenum. Sangat penting bahwa ketebalan pelindung frontal tank Anglo-Prancis, yang mudah ditembus oleh peluru Jerman dengan kaliber yang sama, dikurangi dari 75 mm menjadi 25 mm dengan menambahkan 1,5-2% molibdenum ke baja pelat pelindung. Ini secara signifikan meningkatkan kekuatan mesin.
Aplikasi molibdenum
Lebih dari 80% dari semua molibdenum yang digunakan dalam industri jatuh pada metalurgi besi. Tanpa itu, produksi besi cor tahan panas, baja struktural dan baja perkakas tidak terpikirkan. Satu bagian berat elemen meningkatkan kualitas baja setara dengan dua bagian berat tungsten. Karena densitas molibdenum dua kali lebih sedikit, paduannya secara signifikan lebih unggul dalam kualitas dibandingkan paduan tungsten pada suhu operasi di bawah 1370. Baja molibdenum cocok untuk karburasi.
Molibdenum diminati di industri radio-elektronik, kimia, dan cat. Dalam teknik mesin, digunakan sebagai bahan tahan panas. Di bidang pertanian, larutan lemah senyawa unsur secara signifikan meningkatkan penyerapan nutrisi oleh tanaman. Harus diingat bahwa dalam dosis besar, molibdenum memiliki efek toksik pada organisme hidup dan tumbuhan, dan berdampak negatif pada lingkungan.
Signifikansi biologis
Dalam makanan manusia dan hewan, molibdenum adalah salah satu elemen jejak yang paling penting. Dalam bentuk bentuk biologis aktif -koenzim molibdenum - (Moco) diperlukan untuk pelaksanaan proses katabolik dalam jaringan hidup.
Penelitian di bidang aktivitas antikanker molibdenum terlihat sangat menjanjikan. Insiden kanker saluran pencernaan yang tinggi di antara penduduk kota Lin Xian (Provinsi Honan, Cina) berkurang secara signifikan setelah pengenalan pupuk mineral yang mengandung molibdenum ke dalam tanah.
Dalam kasus yang jarang terjadi kekurangan unsur dalam tubuh manusia, disorientasi spasial, cacat otak, kelainan mental dan penyakit saraf parah lainnya dapat berkembang. Dosis harian molibdenum untuk orang dewasa adalah dari 100 hingga 300 mcg. Ketika ditingkatkan menjadi 5-15 mg, keracunan toksik tidak dapat dihindari, hingga 50 mg - kematian. Yang paling kaya molibdenum adalah sayuran berdaun, sereal, kacang-kacangan dan tanaman beri (blackcurrant, gooseberry), produk susu, telur, hati dan ginjal hewan.
Aspek lingkungan
Karakteristik biologis molibdenum memaksakan peningkatan persyaratan untuk pembuangan limbah dari pemrosesan bahan bijih, kepatuhan yang ketat terhadap proses teknologi di perusahaan untuk mencegah dampak negatif pada kesehatan personel dan alam yang bekerja.
Semua tindakan harus diambil untuk mencegah masuknya produk olahan ke dalam air tanah. Harus diingat bahwa tanaman memiliki kemampuan untuk menyerap dan mengakumulasi molibdenum, sehingga kandungannya dalam pucuk dan daun dapat melebihi konsentrasi yang diizinkan. Massa hijau inimungkin berbahaya bagi hewan. Untuk mencegah angin menyebarkan batu bekas, tempat pembuangan ditutup dengan lapisan tanah.
Tren di pasar molibdenum global
Dengan terjadinya krisis keuangan global, konsumsi molibdenum global turun 9%. Pengecualian adalah Cina, di mana terjadi peningkatan hingga 5%. Respon terhadap penurunan tajam permintaan konsumen pada tahun 2009 adalah penurunan volume produksi. Dimungkinkan untuk mendekati tingkat output sebelumnya hanya setelah empat tahun, dan pada tahun 2014 maksimum baru 245 ribu ton ditetapkan. Cina tetap menjadi konsumen dan produsen utama molibdenum dan produk-produknya.
Kerapatan dan sifat luar biasa Molibdenum membuatnya sangat diperlukan untuk aplikasi baja dan paduan di mana kombinasi bobot yang ringan, kekuatan tinggi dan ketahanan korosi diperlukan. Prediksi pertumbuhan jumlah pembangkit listrik tenaga nuklir, energi lain dan fasilitas industri, pengembangan ladang minyak dan gas baru dalam kondisi yang keras di Utara Jauh dan Kutub Utara pasti akan menyebabkan peningkatan permintaan molibdenum dan turunannya.
