钼

化学元素解释：

简介

钼(Molybdenum)是元素周期表第五周期WB族元素是一种化学元素，元素符号Mo，原子序数42，原子量95.94，是一种灰色的过渡金属。金属呈银灰色，为体心立方晶体结构，熔点2617℃，沸点4612℃，密度10.22g/cm3,第一电离能7.099电子伏特。钼和钨性质十分相似，具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性。钼的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量钼加到钢之中，可使钢变硬。钼是对植物很重要的营养素，也在一些酶之中找得到。在常温下不受空气的侵蚀。跟盐酸或氢氟酸不起反应。化合价+2、+4和+6，最稳定化合物为+6价。钼的高价氧化态化合物呈酸性，低价氧化态化合物呈碱性，+6价离子具有很强的形成配合物倾向。致密钼在常温空气中稳定，400℃轻度氧化，500℃迅速氧化。1000℃时铂能吸收大量氢形成固溶体。1500℃时钼和氮反应生成氮化钼，和碳作用生成Mo2C，和硫作用生成Mo乓，重要的钼化物有三氧化钼、仲钼酸按、铂酸钠、钼酸钙、钼酸钡、六氟化钼以及各种钼聚合物。主要矿物是辉钼矿(MoS2)。将辉钼矿煅烧成三氧化钼，再用氢或铝热法还原而制得。

资源

钼的地壳丰度为1.1x10-4%。已发现钼矿约20种，具有工业价值的钼矿物主要为辉钼矿(Mo凡)，其次为钨相钙矿、铁铂矿、彩钼铅矿、铂铜矿等，已探明世界钼储量2680万吨，美国储量居世界第一位，其次为中国和智利。中国钼矿主要分布在陕西、辽宁、河南等省。中国从1940年开始铂矿开采和选矿，20世纪50年代相继建成了钼冶炼和相铁生产厂，目前已形成从矿山开采、冶炼到加工较完整的钼工业生产体系，能生产国内所需的各种钼制品、钼合金和钼钢，生产规模达年产钼近1.5万吨水平，其中一半用于出口。

用途

钼在钢铁中的用量占总消费量的80%以上。金属钼及合金用于制造电子管、晶体管等电子器件，钼合金用于航天航空等用的各种高温部件，石油化学工业中钼主要用作制造各种催化剂、有机合成、煤液化、阻燃剂、消烟剂等。钼酸按等为重要的农业微量元素肥料。

性质

元素名称：钼

元素符号：Mo

元素英文名称：Molybdenum

元素类型：金属元素

原子体积:(立方厘米/摩尔) ：9.4

元素在太阳中的含量:(ppm)：0.009

元素在海水中的含量:(ppm)：0.01

地壳中含量：(ppm)：1.5

相对原子质量：95.94

原子序数：42

质子数：42

中子数：54

所属周期：5

所属族数：VIB

电子层排布：2-8-18-13-1

氧化态：Main Mo+6

Other Mo-2, Mo0, Mo+1, Mo+2, Mo+3, Mo+4, Mo+5

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 685

M+ - M2+ 1558

M2+ - M3+ 2621

M3+ - M4+ 4480

M4+ - M5+ 5900

M5+ - M6+ 6560

M6+ - M7+ 12230

M7+ - M8+ 14800

M8+ - M9+ 16800

M9+ - M10+ 19700

晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。

晶胞参数：

a = 314.7 pm

b = 314.7 pm

c = 314.7 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度：5.5

声音在其中的传播速率：(m/S)：5400

发现

1782年，瑞典的埃尔姆，用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧，而得到钼。

1953年确知钼为人体及动植物必须的微量元素。

主要矿物是辉钼矿[2](MoS2)。

天然辉钼矿MoS是一种软的黑色矿物，外型和石墨相似。18世纪末以前，欧洲市场上两者都以“molybdenite”名称出售。1779年，舍勒指出石墨与molybdenite(辉钼矿)是两种完全不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响，而与辉钼矿反应，获得一种白垩状的白色粉末，将它与碱溶液共同煮沸，结晶析出一种盐。他认为这种白色粉末是一种金属氧化物，用木炭混合后强热，没有获得金属，但与硫共热后却得到原来的辉钼矿。1782年，瑞典一家矿场主埃尔摩从辉钼矿中分离出金属，命名为molybdenum，元素符号定为Mo。我们译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认。

钼-99是钼的放射性同位素之一，他在医院里用于制备锝-99。锝-99是一种放射性同位素，病人服用后可用于内脏器官造影。用于该种用途的钼-99通常用氧化铝粉吸收后存储在相对较小的容器中。当钼-99衰变时生成锝-99，在需要时可把锝-99从容器中取出发给病人。

应用

纯钼丝用于高温电炉;钼片用来制造无线电器村和X射线器材;合金钢中加钼可以提高弹性极限、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。

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村和X射线器材;合金钢中加钼可以提高弹性极限、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 - 元素辅助资料：

天然辉钼矿MoS是一种软的黑色矿物，外型和石墨相似。18世纪末以前，欧洲市场上两者都以molybadenite名称出售。1779年，舍勒指出石墨与molybadenite是两种完全不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响，而与molybadenite反应，获得一种白垩状的白色粉末，将它与碱溶液共同煮沸，结晶析出一种盐。他认为这种白色粉末是一种金属氧化物，用木炭混合后强热，没有获得金属，但与硫共热后却得到原来的molybadenite。1782年，瑞典一家矿场主埃尔摩从molybadenite中分离出金属，命名为molybdenum，元素符号定为Mo。我们译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认。

钼的冶金

辉钼矿精矿是提取钼的主要原料。也有使用钼酸铅矿、钼中矿、钼细泥。钼提取冶金过程包括钼精矿分解、铝溶液净化、钼化合物制取、钼粉制取、钼精炼等步骤。主要冶金产品为钼酸按、钼酸钠、氧化钼、钼粉、钼条等。

钼精矿分解

铝矿有硫化矿和氧化矿两类，分解方法分火法和湿法两类，火法处理硫化矿，主要为辉钼精矿氧化焙烧。辉钼矿分解主要是将钼的硫化物转化成氧化物或粗钼酸盐溶液。钼精矿分解主要采用多膛炉氧化焙烧、流态化焙烧或氧压煮等方法。

钼溶液净化

钼精矿焙烧、浸出所得钼酸钠溶液或钼酸按溶液尚含有铜、镁、铁、镍、锌、钨、锑等金属杂质和硅、砷、磷、硫等非金属杂质，需要净化除去，方可用作制取纯钼化合的原料，工业上净化方法有传统化学净化法(硫化物沉淀法、按镁盐沉淀法、酸沉淀法等)、钼溶剂萃取法、离子交换法等。当前传统化学净化法有试剂耗量大等缺点，有被溶剂萃取和离子交换取代的趋势。此外，还研究开发了膜分离净化法，该法既能除去钼溶液中的杂质，又能提高钼浓度，是一种很有前途的方法，由于钼和钨性质钼近，钼溶液净化中钨的去除(<0.001g/L)是重要课题。

钼粉制取

金属钼粉主要用作合金添加剂、钼制品及喷镀原料。铝和钨性质钼近。前面介绍的钨粉制取方法(氢还原、碳还原、金属热还原等)均适用于铝。比较好的钼粉制取方法有三氧化钼氢还原、二氧化钼氢还原、钼卤化物氢还原雾化法、等离子法。三氧化钼氢还原是最老的方法。目前工业生产应用最普遍的是二氧化钼氢还原。卤化物氢还原和等离子法在制取超高纯和超细钼方面具有优势，雾化法因设备、技术和成本等方面原因尚未获工业生产应用。

1.三氧化钼氢还原

氢还原三氧化钼的过程分两阶段反应：

MoO3+H2=MoO2+H2O

MoO2+2H2=Mo+2H20

还原温度900-1100℃，所得钼粉适于生产致密金属。

2.二氧化钼氢还原

这是工业上最常用的方法。还原反应为：

MoO2+2H2=Mo+2H20

反应在四管电炉或多管电炉中进行，还原温度沿炉管长度方向从进料端约650℃至卸料端980r-，要求使用经充分干燥的氢气(含水分在0.5g/m3以下)，为降低钼粉中氧含量，

在生产中有时还需把原产出的钼粉置于马弗炉中在1000-1100℃下用氢气进行补充还原。

当采用高纯二氧化钼原料时，可制得99.9999%的高纯钼粉。

3.钼卤化物氢还原

钼卤化物原料主要为MoCl3和MoF5。MoF5氢还原反应为：

2MoF5+5H2=2Mo+1OHF

还原为气一气钼反应，因此易于控制铝粉粒度。还原在一种火焰还原塔中进行，还原温度525-555℃间，钼粉粒度一般在25m左右。该方法除用于制取钼粉外，还用于在某些

基体物上镀上钼镀层。

4.雾化法

一种熔融、雾化金属钼块或钼丝制取钼粉的方法。主要有金属钼丝雾化法、真空雾化法和金属钼坯雾化法。

金属钼丝雾化法是将金属钼丝通以强脉冲电流使其熔化并在惰性气氛中将熔融的金属雾化成粉末。此方法可得到颗粒细、粒度尺寸范围很宽的钼粉。

真空雾化法是在由两个彼此钼叠的小室组成的雾化设备内，在氢气氛下熔融金属钼，再在真空室因氢气激烈析出而导致熔融金属的“爆炸”而形成很细的粉末。

金属钼坯雾化法是将金属钼坯作为旋转自耗电极在高速旋转(约10000--25000r/min)下使熔化了的金属钼在离心力作用下雾化成粉。此法可制取粒度范围在10--5005m的高纯钼粉。

5.等离子法

该法是利用氢等离子流还原粉状氧化钼制取钼粉。方法可制得平均粒度达0.01一0.15m的超细粉。

致密钼制取

致密钼(钼条、铝锭等)为制作钼材、电极、耐高温结构件和炼钢用原料。主要采用粉末冶金法和熔炼法制取。

1.粉末冶金法

方法以金属钼粉为原料，按主体为钼粒～成形～低温烧结～高温烧结、致密金属铝的工艺流程制取，是工业中最常用的制取致密金属钼的方法。成形方法有金属模压成形和等静压成形两种。金属模压成形压制出的压坯的钼对密度为60%-65%，等静压成形主要有水静压、厚壁弹性包套静压和热等静压。其中热等静压兼具成形和烧结作用，适用于制取密度接近理论值的较大和较复杂形坯料或制件的成形。一般钢模成形的坯料先在马弗炉中1100-1200℃下进行低温预烧结，再在垂熔炉、电阻炉、感应电炉或电子束炉中进行高温烧结，烧结温度一般为1700-2100'C，所得铝制品的钼对密度可达90%--'98%a

2.熔炼法

有电弧熔炼和电子束炉熔炉两种。

电弧熔炼法是以烧结钼条为自耗电极，在真空中用电弧熔化金属钼再在增涡中冷却成锭。该方法可制取数吨重的大钼锭。

电子束熔炼法是以高速电子流产生的热能熔化金属铝以获取致密钼。电子束熔炼是精炼和制取致密钼的主要方法，也是制取高纯致密钼的前级提纯方法。

3.高纯致密钼制取

通常指99.99%以上的钼为高纯铝。一般是电子束熔炼制取99.9%纯度的铝，再用区域熔炼进一步提纯，在多种钼的区域炼法中以电子束悬浮区域熔炼法效果最佳。

钼的药用

钼酸铵(Ammonium Molybdate)

作用与应用：钼为多种酶的组成部分，钼的缺乏会导致龋齿、肾结石、克山病、大骨节病、食道癌等疾病。主要用于长期依赖静脉高营养的患者。

用法用量：口服，成人每日需用量0.1～0.15mg。

儿童每日需用量0.03～0.1mg。

【副作用】：过量的钼可引起不良反应。

【注意事项】：每日摄取量超过0.54mg，钼可增加铜从尿中排出。超过10～15mg时，则可出现痛风综合症。

钼污染

钼污染 (pollution by molybdenum)，钼在地壳中的平均丰度为1.3ppm，多存在于辉钼矿、钼铅矿、水钼铁矿中。矿物燃料中也含钼。天然水体中钼浓度很低，海水中钼的平均浓度为14微克/升。钼在大气中主要以钼酸盐和氧化钼状态存在，浓度很低，钼化物通常低于1微克/米

环境中的钼有两个来源：

①、风化作用使钼从岩石中释放出来。估计每年有1000吨进入水体和土壤，并在环境中迁移。钼分布的不均匀性，造成某些地区缺钼而出现“水土病”;又造成某些地区含钼偏高而出现“痛风病”(如苏联的亚美尼亚)。

②、人类活动中愈来愈广泛地应用钼以及燃烧含钼矿物燃料(如煤)，因而加大了钼在环境中的循环量。全世界钼产量每年为10万吨，燃烧排入环境的钼每年为 800吨。人类活动加入的循环量超过天然循环量。用钼最多的是冶金、电子、导弹和航天、原子能、化学等工业以及农业。目前对钼污染的研究还很不够。

钼在环境中的迁移同环境中的氧化和还原条件、酸碱度以及其他介质的影响有关。水和土壤的氧化性愈高，碱性愈大，钼愈易形成MoO厈离子;植物能吸收这种状态的钼。环境的酸性增大或还原性增高，钼易转变成复合离子，最终形成MoO卂;这种状态的钼易被粘土和土壤胶体及腐植酸固定而失去活性，不能为植物吸收。在海洋中，深海的还原环境使钼被有机物质吸附后包裹于含锰的胶体中，最终形成结核沉于海底，脱离生物圈的循环。

钼对温血动物和鱼类的影响较小。高含量钼对植物有不良影响，试验表明：如钼浓度为0.5～100毫克/升时对亚麻生长产生不同程度的影响;10～20毫克/升时对大豆生长有危害;25～35毫克/升时对棉花生长有轻度危害;40毫克/升时对糖用甜菜生长有危害。水体中钼浓度达到5毫克/升时,水体的生物自净作用会受到抑制;10毫克/升时，这种作用受到更大抑制，水有强烈涩味;100毫克/升时，水体微生物生长减慢,水有苦味。中国规定地面水中钼最高容许浓度为 0.5毫克/升，车间空气中可溶性钼最高容许浓度为4毫克/米3,不溶性钼为6毫克/米3。

钼合金

以钼为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有钛、锆、铪、钨及稀土元素。钛、锆、铪元素不仅对钼合金起固溶强化作用，保持合金的低温塑性，而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相，提高合金的强度和再结晶温度。钼合金有良好的导热、导电性和低的膨胀系数，在高温下(1100～1650℃)有高的强度，比钨容易加工。可用作电子管的栅极和阳极，电光源的支撑材料，以及用于制作压铸和挤压模具，航天器的零部件等。由于钼合金有低温脆性和焊接脆性，且高温易氧化，因此其发展受到限制。工业生产的钼合金有钼钛锆系、钼钨系和钼稀土系合金，应用较多的是第一类。钼合金的主要强化途径是固溶强化、沉淀强化和加工硬化。通过塑性加工可制得钼合金板材、带材、箔材、管材、棒材、线材和型材，还能提高其强度和改善低温塑性。

中国钼业之都

陕西渭南华县钼矿于1955年被发现，1965年实现规模开采，1983年开始大规模开发。多年来，华县依托丰富的钼矿资源优势，将钼矿资源开发加工作为全县的支柱产业，采取了一系列产业扶持政策和招商引资优惠政策，强力推动钼工业发展。2005年，华县钼工业完成产值71亿元，实现销售收入78亿元，实现利税45亿元，钼工业产值占全县工业产值的80%，对全县GDP的贡献率超过60%，对地方财政的贡献率超过87%。华县的钼产品85%以上出口，年可出口创汇8.5亿美元,出口创汇占到陕西的1/5,占世界钼冶金炉料市场的8%—10%，产品遍布欧洲、美国、日本、韩国、南非、澳大利亚、印度等世界各地。

目前，华县已拥有金堆城钼业集团有限公司、桃园钼矿、文金栗峪钼矿、纵横矿业公司、柳枝钼矿等5大钼工业企业和10多家钼加工企业。钼工业的发展壮大，带动了华县相关产业的发展，目前全县从事钼生产和相关服务业的人员已达4.5万人。