元素符號Mo,銀灰色難熔金屬,在元素週期表中屬ⅥB族,原子序數42,原子量95.94,面心立方晶體,常見化合價為+6、+5、+4。

  在中世紀就使用輝鉬礦(MoS2),因其外觀很像石墨,被誤認為是變態的石墨而用來製作鉛筆芯。1778年瑞典化學傢舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解輝鉬礦,從中發現瞭一種新元素,以希臘文molybdos(似鉛)命名。。1782年瑞典化學傢耶爾姆(P.J.Hjelm)首次制得金屬鉬。

  資源 鉬礦分佈雖廣,但隻有極少數礦床有開采價值。美國是鉬礦最豐富的國傢,產量占世界總產量的60%以上,其次是智利和加拿大。中國的鉬礦產於東北、西北和中南等地區。具有工業價值的鉬礦物為輝鉬礦,其開采量占鉬礦總開采量的90%。輝鉬礦容易浮選,可由含鉬0.06~0.3%的原礦選得含鉬47~50%的精礦。鉬的次生礦鉬鎢鈣礦[Ca(Mo,W)O4]、鐵鉬華(Fe2O3·MoO3·

H 2O)、鉬鉛礦( PbMoO 4)和鉬銅礦[ 2CuMoO 4·Cu(OH) 2]等也有一定開采價值。主要鉬礦生產國(中國除外)的鉬礦儲量和產量(1979年,以鉬計)如下:

鉬礦的儲量和產量

  性質和用途 常溫下鉬在空氣中很穩定,高於600℃時很快地氧化生成三氧化鉬(MoO3)。鉬與氫不發生化學反應,但鉬粉能吸收氫。在溫度高於700℃時,水蒸氣能將鉬氧化成二氧化鉬(MoO2)。鉬與碳、碳氫化合物或一氧化碳在高於800℃下反應生成碳化鉬(Mo2C)。鉬能耐稀硫酸、氫氟酸、磷酸等酸腐蝕,但不耐硝酸、王水和氧化性熔鹽的腐蝕。鉬在常溫下能耐堿,但在加熱時則被堿腐蝕。

鉬的主要物理性質

  鉬主要用於鋼鐵工業,其中的大部分是以工業氧化鉬壓塊後直接用於煉鋼或鑄鐵,少部分熔煉成鉬鐵後再用於煉鋼。低合金鋼中的鉬含量不大於1%,但這方面的消費卻占鉬總消費量的50%左右。不銹鋼中加入鉬,能改善鋼的耐腐蝕性。在鑄鐵中加入鉬,能提高鐵的強度和耐磨性能。含鉬18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹系數小等特性,用於制造航空和航天的各種高溫部件。金屬鉬在電子管、晶體管和整流器等電子器件方面得到廣泛應用。氧化鉬和鉬酸鹽是化學和石油工業中的優良催化劑。二硫化鉬是一種重要的潤滑劑,用於航天和機械工業部門。鉬是植物所必需的微量元素之一,在農業上用作微量元素化肥。

  冶煉 鉬生產的主要原料為輝鉬精礦。提取過程包括氧化焙燒,三氧化鉬、鉬粉和致密鉬的制取等主要步驟,工藝流程見圖。

  輝鉬精礦的氧化焙燒 一般在600℃下進行,主要化學反應為:2MoS2+7O2─→2MoO3+4SO2↑。焙燒溫度不能超過650℃,否則造成MoO3的大量揮發和爐料的粘結。焙燒設備多采用連續操作的多膛爐或間歇操作的反射爐,也可以用流態化爐焙燒。

  三氧化鉬的制取 將焙砂用氫氧化銨溶液浸出(見浸取),生成鉬酸銨溶液:

MoO32NH4OH─→(NH4)2MoO4H2O

溶液中的銅、鐵等雜質用硫化銨或硫化鈉使它生成硫化物沉淀除去,然後加入硝酸鉛除去過剩的硫離子。將溶液加熱到55~65℃,用鹽酸調節pH為2~2.5,在激烈的攪拌下析出多鉬酸銨[( NH 4) 2mMoO 3· n H 2O]。為瞭進一步去除鈣、鎂、鈉等雜質,可將多鉬酸銨重新溶於氫氧化銨溶液中形成鉬酸銨,過濾後將溶液蒸發,使氨揮發,而鉬生成仲鉬酸銨結晶[( NH 4) 27MoO 3· 4H 2O],經脫水和煅燒後得到純度99.95%的三氧化鉬。氧化鉬的制取還可采用升華法,將焙砂在900~1000℃下加熱,三氧化鉬因蒸氣壓較高不斷揮發,經佈袋收塵器收集後,得到純度大於99%的三氧化鉬細粉。利用此法也可處理金屬鉬廢料以回收鉬。

  金屬鉬粉的生產 在管狀電爐中用氫還原三氧化鉬。工業生產還原過程分兩步:先在450~650℃下將MoO3還原成MoO2,再在900~950℃下將MoO2還原成鉬粉。MoO3還可用碳還原成鉬粉,但純度較差。

  致密鉬的制取 ①粉末冶金法,是將鉬粉用酒精甘油溶液潤濕混合,在壓力約3噸力/厘米2下壓制成坯條或坯塊。將坯條在氫氣氛中於1100~1200℃下預燒結,隨後把電流直接通入坯條,使之加熱到2200~2400℃進行高溫垂熔(即高溫燒結,見鎢),得致密金屬鉬坯條。②熔鑄法,一般是將已燒結的鉬條進行真空自耗電弧重熔,可以得到重達數噸的鉬錠。為瞭制取高純鉬錠,可采用真空電子束熔煉法和區域熔煉法。