モリブデンの金属プロファイル
マイルハイトラベラー/ゲッティイメージズ
モリブデン (しばしば「Moly」と呼ばれる) は、構造および構造における合金剤として評価されています。 ステンレス鋼 その強度、耐食性、形状保持能力、および高温での操作性が理由です。
プロパティ
- 原子記号: Mo
- 原子番号: 42
- 要素カテゴリ: 遷移金属
- 密度: 10.28 g/cm3
- 融点: 4753 °F (2623 °C)
- 沸点: 8382 °F (4639 °C)
- モース硬度：5.5
特徴
他のように 高融点金属 、モリブデンは高密度で融点が高く、熱や摩耗に強いです。モリブデンは 2,623 °C (4,753 °F) で、すべての金属元素の中で最高の融点を持ち、その熱膨張係数はすべてのエンジニアリング材料の中で最も低いものの 1 つです。モリーは毒性も低いです。
鋼では、モリブデンは脆性を低減するだけでなく、強度、焼入れ性、溶接性、および耐食性を高めます。
歴史
モリブデン金属は、1782 年に Peter Jacob Hjelm によって実験室で最初に分離されました。鋼合金の実験が増加し、モリの合金強化特性が示されるまで、次の世紀の大部分はほとんどが実験室にありました。
20 世紀初頭までに、装甲板の鉄鋼生産者は タングステン モリブデン入り。しかし、モリの最初の主要な用途は、白熱電球用のタングステン フィラメントの添加剤としての使用であり、同じ時期に使用が拡大していました。
第一次世界大戦中にタングステンの供給が逼迫したため、鉄鋼用のモリブデン需要が増加しました。この需要により、新しい資源の探査が行われ、その結果、1918 年にコロラド州でクライマックス鉱床が発見されました。
戦後、軍事需要は減少しましたが、新しい産業である自動車の出現により、モリブデンを含む高張力鋼の需要が増加しました。 1930 年代の終わりまでに、モリは技術的な冶金材料として広く受け入れられました。
工業用鋼に対するモリブデンの重要性は、21 世紀初頭の投資商品としての出現につながり、2010 年にロンドン金属取引所 (LME) は最初のモリブデン先物契約を導入しました。
製造
モリブデンは、ほとんどの場合、副産物または副産物として生産されます。 銅 、しかし、いくつかの鉱山は一次製品としてモリーを生産しています.
モリブデンの一次生産は、モリブデン含有量が 0.01 ～ 0.25% の硫化鉱であるモリブデナイトからのみ抽出されます。
モリブデン金属は、酸化モリブデンまたはモリブデン酸アンモニウムから水素還元プロセスによって生成されます。しかし、モリブデナイト鉱石からこれらの中間生成物を抽出するには、まずモリブデナイト鉱石を破砕し、浮遊させてモリブデナイトから硫化銅を分離する必要があります。
得られた硫化モリブデン (MoS2) を 500 ～ 600 C° (932 ～ 1112 F°) で焙焼して、焙焼モリブデナイト濃縮物 (MoO3、工業用モリブデン濃縮物とも呼ばれます) を生成します。焙煎されたモリブデン濃縮物には、最低 57% のモリブデン (および 0.1% 未満の硫黄) が含まれています。
精鉱の昇華により酸化モリブデン (MoO3) が生成され、2 段階の水素還元プロセスによってモリブデン金属が生成されます。最初のステップで、MoO3 は二酸化モリブデン (MoO2) に還元されます。二酸化モリブデンは、1000 ～ 1100 C° (1832 ～ 2012 F°) で水素フロー チューブまたは回転炉に押し込まれ、金属粉末が生成されます。
ユタ州のビンガム キャニオン鉱床のような銅斑岩鉱床から銅の副産物として生成されるモリブデンは、粉末銅鉱石の浮遊選鉱中に二硫酸モリブデンとして除去されます。濃縮物を焙焼して酸化モリブデンを生成し、同じ昇華プロセスを経てモリブデン金属を生成できます。
USGS の統計によると、2009 年の世界の総生産量は約 221,000 トンでした。最大の生産国は中国 (93,000MT)、米国 (47,800MT)、チリ (34,900MT)、ペルー (12,300MT) でした。最大のモリブデン生産者は、Molymet (チリ)、Freeport McMoran、Codelco、Southern Copper、Jinduicheng Molybdenum Group です。
アプリケーション
生産されるモリブデンの半分以上は、さまざまな構造用鋼やステンレス鋼の合金化剤として使用されます。
国際モリブデン協会は、構造用鋼が全モリブデン需要の 35% を占めると推定しています。モリブデンは、耐食性、強度、および耐久性があるため、構造用鋼の添加剤として使用されます。塩化腐食から金属を保護するのに特に有用なこのような鋼は、石油やガスのパイプラインだけでなく、幅広い海洋環境用途 (オフショアの石油リグなど) にも使用されています。
ステンレス鋼はモリブデン需要のさらに 25% を占めており、モリブデンの強化と腐食抑制の能力が評価されています。他の多くの用途の中でも、ステンレス鋼は、製薬、化学、パルプおよび製紙工場、タンカー トラック、海洋タンカー、淡水化プラントで使用されています。
高速度鋼と超合金は、モリを使用して強化し、硬度を高め、高温での耐摩耗性と変形性を高めます。高速度鋼はドリルや切削工具の成形に使用され、超合金はジェット エンジン、ターボチャージャー、発電用タービン、化学プラント、石油プラントの製造に使用されます。
少量のモリブデンは、自動車エンジン (より具体的には、シリンダー ヘッド、モーター ブロック、および排気マニホールドの製造) で使用される鋳鉄および鋼の強度、硬度、温度、および圧力耐性を高めるために使用されます。これらにより、エンジンがより熱く作動し、それによって排出量が削減されます。
高純度のモリブデン金属は、粉体塗装から太陽電池、フラット パネル ディスプレイの塗装まで、さまざまな用途に使用されています。
抽出されたモリブデンの約 10 ～ 15% は最終的に金属製品にはならず、化学製品に使用され、ほとんどの場合、石油精製所の触媒に使用されます。