词语大全 > 钼

[1] (mù)为人体及动植物必须的微量元素。为银白色金属,硬而坚韧。人体各种组织都含钼,在人体内总量为9mg,肝、肾中含量最高。

钼是一种过渡元素,极易改变其氧化状态,在体内的氧化还原反应中起着传递电子的作用。在氧化的形式下,钼很可能是处于+6价状态。虽然在电子转移期间它也很可能首先还原为+5价状态。但是在还原后的酶中也曾发现过钼的其他氧化状态。钼是黄嘌呤氧化酶/脱氢酶醛氧化酶亚硫酸盐氧化酶的组成成分,从而确知其为人体及动植物必需的微量元素。

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 [2]

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(MoS2)。

天然辉钼矿MoS2是一种的黑色矿物,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姆从辉钼矿中分离出金属,命名为molybdenum,元素符号定为Mo。汉语译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认。

钼位于门捷列夫周期表第5周期 [3] 、第VIB族,为一过渡性元素,钼原子序数42,原子量95.94,原子中电子排布为:ls2s2p3s3p3d4s4p4d5s。由于价电子层轨道呈半充满状态,钼介于亲石元素(8电子离子构型)和亲铜元素(18电子离子构型)之间,表现典型过渡状态.V. W.戈尔德斯密特在元素的地球化学分类里将它称亲铁元素。 自然界里,钼有七个稳定的天然同位素,它们的核子数及其在天然混合物中所占比例如表1所列。

表1 钼的同位素及分配

同位数名称

92Mo

94Mo

95Mo

96Mo

97Mo

98Mo

100Mo

各占比例(-)原子量

15.84

91.9063

9.04

93.9047

15.72

94.9058

16.53

95.9046

9.46

96.9058

23.78

97.9055

9.63

99.9076

100.00

95.94

另据文献记载,已发现第八种天然同位素的存在。此外,还发现钼有十一种人造放射性同位素,因资料数据不详,此不赘述。

钼为银白色金属,钼原子半径为0.14nm,原子体积为235.5px/mol,配位数为8,晶体为Az型体心立方晶系,空间群为Oh(lm3m),至今还没发现它有异构转变.常温下钼的晶格参数在0.31467~0.31475nm之间,随杂质含量而变化。钼熔点很高,在自然界单质中名列第六,被称作难熔金属,见表2。钼的密度为10.23g/cm,约为钨的一半(钨密度19.36g/cm)。钼的热膨胀系数很低,20~100℃时为4.9×10/℃;钼的热传导率较高,为142.35w/(mk) 。钼电阻率较低:0℃时为5.17×-10Ωcm;800℃时为24.6×-10Ωcm;2400℃时为72×-10Ωcm。钼属顺磁体,99.99-纯度的钼在25℃时比磁化系数为0.93×10cm/g。钼的比热在25℃时为242. 8J/(kgk)。钼的硬度较大,摩氏硬度为5~5.5。钼在沸点的蒸发热为594kJ/mol;熔化热为27.6 ±2.9kJ/mol;在25℃时的升华热为659kJ/mol。

表2 难熔物及熔、沸点

物质

碳(C)

钨(W)

铼(Re)

锇(Os)

钽(Ta)

钼(Mo)

熔点(℃)沸点(℃)

3650~3697

4827

3410±10

5660

3180

5627

3045

5027±100

2996

5425±100

2622±10

5560

钼的原子半径、离子半径与钨、铼的很接近。

原子半径(nm)

4离子半径(nm)

6离子半径(nm)

0.139

0.140

0.138

0.068

0.068

0.068

0.065

0.065

0.065

钼原子的电子排列体现了典型过渡元素的性质:次外层的五个4d轨道、最外层的一个5s轨道上电子均呈半弃满状态。钼原子外层电子电离电位为:

外层电子(个)

1

2

3

4

5

6

7

8

电离电位(eV)

7.2

15.17

27.00

46.53

55.6

71.7

132.7

153.2

钼要丢掉七个或八个电子是极困难的 [4] 。这决定了钼的化学性质比较稳定。 常温或在不太高的温度下,钼在空气或水里是稳定的。钼在空气中加热,颜色开始由白(色)转暗灰色;温升至520℃,钼开始被缓慢氧化,生成黄色三氧化钼(MoO3,温度降至常温后变为白色);温升至600℃以上,钼迅速被氧化成MoO3。钼在水蒸气中加热至700~800℃便开始生成MoO2,将它进一步加热,二氧化钼被继续氧化成三氧化钼。钼在纯氧中可自燃,生成三氧化钼。 钼的氧化物已见于报道的很多,但不少是反应中间产物,而不是热力学稳定相态。非常可靠的只有九种,其结构与转化温度如表3。

表3 钼的氧化物

氧化物

生成温度范围(℃)

结晶结构

MoO2

菱形

Mo4O11

<615

单斜系

Mo4O11

615~800

正斜形

Mo17O47

560

Mo5O14

530

Mo8O23

650~780

Mo18O52

600~750

三斜系

Mo9O26

750~780

单斜系

MoO3

菱形

另外,在生成MoO2前还有三种中间产物Mo2O3, MoO和Mo3O,但都还未能制造出它们的纯产物。

钼的这一系列氧化物中,除最高价态的MoO3为酸性外,其余氧化物均为碱性氧化物。钼最重要的氧化物是MoO3和MoO2。

MoO2分子量为127.94,含Mo74.99-。纯MoO2呈暗灰色、深褐色粉末状。25℃时,MoO2的生成热为550kJ/mol,密度为6.34~6.47g/cm。MoO2呈金红石单斜结晶构造,单位晶体(晶胞)由两个MoO2分子组成,晶格参数为a= 0.5608nm, b= 0.4842nm,c=0.5517nm,d=11.975nm。 MoO2可溶于水,易溶于盐酸及硝酸,但不溶于氨水等碱液里。在空气、水蒸气或氧气中继续加热MoO2,它将被进一步氧化,直至完全生成MoO3。在真空中加热到1520~1720℃,固态MoO2局部升华而不分解出氧,但大部分MoO2分解成MoO3气体和固态Mo。Jette. E. R(1935年)报道:MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa(惰性气体)的条件下分解成钼和氧。 MoO2是钼氧化的最终产物。

MoO3为淡绿或淡青色的白色粉末。分子量为143.94,含Mo 66.65-。25℃时,MoO3的生成热为668kJ/mol,密度为4. 692g/cm,熔点为795℃,沸点为1155℃.在低于熔点的温度已开始升华.在520~720℃时,升华呈气体的三氧化相为MoxO3x分子混合物,其中x=3~5,以x=3为主。 MoO3微溶于水而生成钼酸。18℃,MoO3溶解度为1.066-,70℃时为2.05-。溶于水的三氧化钼与水按不同比例组成一系列同多酸,nMoO3mH2O,其中n≥m。这一系列同多酸中比较重要的有:钼酸H2MoO4(n=m=1),仲钼酸H6Mo7O24, (n=7,m=3),四钼钼酸H2Mo4O13(n=4,m=1)。这些同多酸可看作两个或多个同种简单含氧酸分子缩水而成。比如7H2MoO4←→H6Mo7O24+ 4H2O。X分析发现,Mo7O24的结构由七个MoO6正八面体相连而成。 MoO3易溶于氨水、碱金属碱液中,生成与同多酸对应的盐。MoO3在碱性介质(pH>10)中往往呈MoO4存在,而在酸性介质中,它往往以Mo7O24(pH≤6~8)或Mo8O24(pH=1.5~2.9)形式存在。作为钼的重要化工产品工业钼酸铵,也正是这一系列同多酸的铵盐混合物。

室温下,钼能与F2反应。250℃钼开始与Cl2反应,700~800℃钼可与Cl2反应生成MoCl2。在白热温度下,钼能与Br2反应。钼与卤素反应产物可以是MoX6(如MoF6),亦可是MoO2X2(如MoO2Cl2)或者是MoOX4(如MoOCl4)或者是MoX。 600℃以上,钼在N2中开始脆化。1500℃以上钼才开始与N2反应,2400℃以上钼与N2反应生成氮化物。但是,直至熔解(2622℃±10℃),钼都不能与H2反应。因而,工业上通常用H2还原MoO3以生产金属钼粉。反应过程可能是:450~500℃时,MoO3经H2还原,经生成Mo5O14、Mo17O47、Mo4O11等中间氧化态后生成MoO2;1000~1100℃时,H2进一步将MoO2还原成金属钼粉. 钼在CO2中加热,可以被氧化为MoO3;而反应产物MoO3与CO又可反应,再度还原成Mo:Mo + 3CO2←→MoO3+ 3CO 。钼粉或氧化钼在CO或者CH4、H2混合物中共同加热可以生成碳化钼。600℃时生成物为Mo2C,它性脆、密度为8.9g/cm,熔点为2380℃;而800℃时的生成物为MoC,它的密度为8.4g/cm。

钼在常温下不与HF、HCI、稀HNO3、稀H2SO4及碱溶液反应。钼只溶于浓HNO3、王水或热而浓的H2SO4、煮沸的HCI中。

钼的生物属性也很重要,它不仅是植物也是动物必不可少的微量元素。 钼是植物体内固氮菌中钼黄素蛋白酶的主要成份之一;也是植物硝酸还原酶的主要成份之一;还能激发磷酸酶活性,促进作物内糖和淀粉的合成与输送;有利于作物早熟。钼是七种重要微量营养元素之一。 钼还是动物体内肝、肠中黄嘌呤氧化酶、醛类氧化酶的基本成份之一,也是亚硫酸肝素氧化酶的基本成份。研究表明,钼还有明显防龋作用,钼对尿结石的形成有强烈抑制作用,人体缺钼易患肾结石。一个体重70kg的健康人,体内含钼9mg。对于人类,钼是第二、第三类过渡元素中已知唯一对人必不可少的元素,与同类过渡元素相比,钼的毒性极低,甚至可认为基本无毒。当然,过量的食入也会加速人体动脉壁中弹性物质缩醛磷脂氧化。所以,土壤含钼过高的地区,癌症发病率较低但痛风病、全身性动脉硬化的发病率较高。而食入含钼过量的饲草的动物,尤其长角动物易患胃病。

代谢吸收

膳食及饮水中的钼化合物,极易被吸收。经口摄入的可溶性钼酸铵约88--93-可被吸收。膳食中的各种含硫化合物对钼的吸收有相当强的阻抑作用,

硫化钼口服后只能吸收5-左右。钼酸盐被吸收后仍以钼酸根的形式与血液中的巨球蛋白结合,并与红细胞有松散的结合。血液中的钼大部分被肝、肾摄取。

在肝脏中的钼酸根一部分转化为含钼酶,其余部分与蝶呤结合形成含钼的辅基储存在肝脏中。身体主要以钼酸盐形式通过肾脏排泄钼,膳食钼摄入增多时肾脏排泄钼也随之增多。因此,人体主要是通过肾脏排泄而不是通过控制吸收来保持体内钼平衡。此外也有一定数量的钼随胆汁排泄。

生理功能

钼作为3种钼金属酶的辅基而发挥其生理功能。钼酶催化一些底物的羟化反应。黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤,然后转化成尿酸。醛氧化酶催化各种嘧啶嘌呤蝶啶及有关化合物的氧化和解毒。亚硫酸盐氧化酶催化亚硫酸盐向硫酸盐的转化。有研究者还发现,在体外实验中,钼酸盐可保护肾上腺皮质激素受体,使之保留活性。据此推测,它在体内可能也有类似作用。有人推测,钼酸盐之所以能够影响糖皮质激素受体,是因为它与一种称为“调节素”的内源性化合物相似。

生理需要

2000年中国营养学会根据国外资料,制订了中国居民膳食钼参考摄入量,成人适宜摄入量为60μg/d;最高可耐受摄入量为350μg/d。

我国钼矿分布就大区来看,中南占全国钼储量的35.7-,居首位。其次是东北19.5-、西北14.9-、华东13.9-、华北12-,而西南仅占4-。就各省(区)来看,河南储量最多,占全国钼矿总储量的29.9-,其次陕西占13.6-,吉林占13-。另外储量较多的省(区)还有:山东占6.7-、河北占6.6-、江西占4-、辽宁占3.7-、内蒙古占3.6-。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总保有储量的81.1-,其中前三位的河南、陕西、吉林三省就占56.5-。下表展示出了我国主要的钼矿床及其开发利用情况。 [5]

中国钼矿主要产地一览表

编号

矿床

位置

规模

品位(Mo -)

利用情况

1

五道岭钼矿

黑龙江省阿城市

中型

0.167

未采

2

大黑山钼矿

吉林省永吉县

大型

0.066

已采

3

杨家杖子钼矿

辽宁省葫芦岛市

大型

0.141

已采

4

兰家沟钼矿

辽宁省葫芦岛市

大型

0.141

已采

5

撒岱沟门钼矿

河北省丰宁县

大型

0.076

未采

6

野弧钼矿

河北省涞水县

中型

0.087

未采

7

大科庄钼矿

北京市延庆县

中型

0.100

未采

8

后峪钼矿

山西省繁峙县

中型

0.061

未采

9

尚家庄钼矿

山东省栖霞县

中型

0.053

未采

10

金堆城钼矿

陕西省华县

大型

0.099

已采

11

黄龙铺钼矿

陕西省洛南县

大型

0.083

未采

12

上房沟钼矿

河南省栾川县

大型

0.140

已采

13

雷门沟钼矿

河南省嵩县

大型

0.073

未采

14

石坪川钼矿25号脉

浙江省青田县

中型

0.190

已采

15

赤路钼矿

福建省福安县

中型

0.070

已采

共伴生型

16

翠宏山铁多金属矿

黑龙江省逊克县

中型

0.122

未采

17

多宝山铜钼矿

黑龙江省嫩江县

中型

0.016

未采

18

肖家营子钼矿

辽宁省喀喇沁左翼蒙古族自治县

中型

0.225

已采

19

小寺沟铜钼矿

河北省平泉县

中型

0.086

已采

20

大湾锌钼矿

河北省涞源县

大型

0.117

未采

21

邢家山钼矿

山东省烟台市

大型

0.080

未采

22

三道庄钼矿

河南省栾川县

大型

0.115

已采

23

南泥湖钼矿

河南省栾川县

大型

0.076

未采

24

夜长坪钼矿

河南省卢氏县

大型

0.133

未采

25

下桐岭钨钼

江西省分宜县

中型

0.054

已采

26

德行铜厂矿

江西省德兴市

大型

0.011

已采

27

富家钨铜矿

江西省

大型

0.033

已采

28

宝山铅锌银矿

湖南省桂阳县

中型

0.146

已采

29

黄沙坪铅锌矿

湖南省桂阳县

中型

0.042

未采

30

柿竹园钨钼铋矿

湖南省郴县

中型

0.064

已采

31

大浒钼矿

湖南省慈利县

中型

0.595

未采

32

天门山矿区大坪

-晓平矿段

湖南省大庸县

中型

0.346

已采

33

玉龙铜钼矿

西藏自治区江达县

大型

0.028

未采

34

行洛坑钨钼矿

福建省清流县

中型

0.024

已采

35

马厂阱铜钼矿

云南省祥云县

中型

0.080

未采

36

大宝山钼矿

广东省曲江区

中型

0.076

未采

37

白石嶂钼钨矿

广东省五华县

中型

0.116

停采

钼与钨一样是一种难熔稀有金属。自1778年瑞典科学家C.W.SCHEELE发现钼元素之后,经过十余年努力M.MOISSAN才用电炉制得金属钼,使人类第一次得到这种具有许多优良物理化学和机械性能的金属。钼的熔点为2620℃,由于原子间结合力极强,所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小,导电率大,导热性能好。在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应,仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中,对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此,钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要部门有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。 钼在地球上的蕴藏量较少,其含量仅占地壳重量的0.001-,钼矿总储量约为1500万吨,主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为172万吨,基础储量为343万吨,仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在50万吨以上的特大型钼矿共有六个,我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。丰富的钼资源,为我国发展钼的冶炼和加工,大力推广钼的应用,提供了极为有利的条件和坚实的基础。 近年来,我国钼的开采、冶炼和加工得到了迅速的发展。据资料介绍,2001年我国实际生产钼精矿72000吨,氧化钼33000吨,钼铁7600吨,各类钼酸铵9500吨,钼条1183吨,钼板坯1200吨,钼板材150吨,钼圆片40余吨,钼顶头及其他异型制品约50吨,电光源行业及机械加工钼丝31.5亿米,还有润滑剂、催化剂、颜料等化工产品数百吨。不仅如此,我国在世界钼市场中占有举足轻重的地位,据海关统计,2001年我国出口钼矿焙砂、钼酸盐、钼铁及其他钼制品70274吨之多,创汇达2.62亿美元。 钼的消费形式以工业三氧化钼为主,约占70-,钼铁约占20-,金属钼和钼化学制品各占5-。其应用领域和分配比例大概如下:钢铁冶炼消费约占80-(其中合金钢约为43-,不锈钢约为23-,工具钢和高速钢约8-,铸铁和轧辊约为6-),化工产品约占10-,金属钼制品消费约占6-,高温高强度合金和特殊合金约占3-,其他钼制品约为1-。由上可见钢铁工业的发展对钼的消费起着决定性的作用,但随着科学技术的发展,钼在高科技和其他领域的应用将会不断地扩大和发展。

钢铁工业 根据世界各国钼消费统计,钼在钢铁工业中的应用仍然占据着最主要的位置。钼作为钢的合金化元素,可以提高钢的强度,特别是高温强度和韧性;提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性;提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素,在炼钢的过程中不氧化,可单独使用也可与其他合金元素共同使用。特殊钢的耗钼量在有规律地增长,目前每吨特殊钢的钼消耗量已达到0.201公斤的水平。

钼与铬、镍、锰和硅等可制造不同类型的不锈钢、工具钢、高速钢和合金钢等。所制成的不锈钢有良好的耐腐蚀性能,可用于石油开采的耐腐蚀钢管,一种加钼约6-的不锈钢还可取代钛用于海水淡化装置、

远洋船舶、海上石油及天然气开采管道。这类不锈钢还可以用于汽车外壳、污水处理设备等。含钼工具钢的效率是钨工具的两倍,性能优良,成本低廉且重量较轻。钼系列高速钢具有碳化物不均匀性、耐磨、韧性好、高温塑性强等优点,适用于制造成型刀具。含钼合金钢可用于制造机床结构部件,工业车辆和推土设备。在轧制状态下有微细珠光体组织的含钼合金钢,是铁轨和桥梁建设中的重要钢材。

钼作为铁的合金添加剂,有助于形成完全珠光体的基体,能改善铸铁的强度和韧性,提高大型铸件组织的均匀性,还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性,可作重型车辆的闸轮和刹车片等。

农用肥料 钼是植物体内必须的“微量元素”之一,约占植物干物量的0.5ppm左右,是不可缺少和不可替代的。近年来国内外广泛地采用钼酸铵作为微量元素肥料,能显著地提高豆类植物、牧草及其他作物的质量和产量。这主要是钼能促进根瘤菌和其他固氮生物对空气中氮的固定,并将氮元素进一步转化成植物所需的蛋白质。钼也能促进植物对磷的吸收和在植物体内发挥其作用。钼还能加快植物体内醣类的形成与转化,提高植物叶绿素的含量与稳定性,提高维生素丙的含量。不仅如此,钼还能提高植物的抗旱抗寒能力以及抗病性。

施用钼肥的特点是用量少,收效大,成本低,是提高农业收成特别是使大豆丰收的一项重要措施。钼在农业上的广泛应用,也为我国钼生产工厂的废水、废渣及低品位矿的综合利用,开辟了一条新的途径。 电子电气 钼有良好的导电和高温性能,特别是与玻璃的热膨胀系数极其相近,广泛地用于制造灯泡中螺旋灯丝的芯线、引出线、挂钩、支架、边杆及其他部件,在电子管中做栅极和阳极支撑材料。在超大型集成电路中钼用作金属氧化物半导体栅极,把集成电路安装在钼上可以消除“双金属效应”。超薄型无缝钼管(约15μm)可用作高清晰度电视机显象管的阳极支架,这种电视机的图象扫描线达1125条,比一般的电视机提高2倍。钼圆片还可作功率晶体管隔热屏和硅整流器的基板和散热片。

在现代电子工业中除使用纯钼外,Mo-Re合金可作电子管和特种灯泡的结构材料,Mo-50Re和TZM合金还可作高功率微波管和毫米波管中的热离子阴极结构元件,其工作温度可达到1200℃,电流密度可达10安培/厘米2。作为引出线的的纯钼丝再结晶温度低,在高温下易出现脆化,影响使用寿命,近年来,有人研制出添加Si、k和C等元素,以提高再结晶温度,生产出“高温钼丝”。采取在氧化钼生产过程中添加稀土元素钇、铈、镧等,更能有效地提高再结晶温度,克服材料高温脆化问题。含0.10.3-锆、0.1-钪的钼丝,在1200℃氮化处理,使钪弥散到整个合金中去,这种钼丝在20℃时抗拉强度可达到1400百万帕斯卡。

模具工业的迅速发展,使电火花加工技术得到普遍的应用,钼丝是理想的电火花线切割机床用电极丝,可切割各种钢材和硬质合金,加工形状极其复杂的零件,其放电加工稳定,能有效地提高模具的精度。 以上是钼丝两种最为广泛的用途,灯泡制造业的发展和模具制造业的崛起。

飞猛进。据中国照明协会统计,2001年全国生产钼丝达到31.5亿米,实际产量估计达到40亿米,消耗将近800吨钼条,其数量十分可观。其中线切割用钼丝产量超过20亿米,占钼丝总量的一半以上,其市场发展前景十分令人乐观。

钨-铜假合金广泛应用电火花切削工具电极,然而近年来研究以钼取代钨作电极,结果表明,钨基和钼基电极随铜(≤50-重量)的含量而变的耐蚀性是不一样的。在加热脉冲和机械负荷脉冲存在时,这种耐腐蚀性主要取决于脆裂过程,钼的延-脆性转变温度较钨低,所以脆性小,耐蚀性能较强。钼-铜、钼-银假合金具有耐烧蚀性和良好的导电性,可以作为空气开关、高压开关和接触器的触点。钼-铜复合薄膜在连续的铜机体上夹带大量的离散钼粒子,显微组织均匀,有良好的穿厚导热性和导电性,可作金属芯子应用于多层电路板中。

最近,还研制出可变色的三氧化钼,这种材料在强光照射下会改变颜色,且可轻易还原,可用于电子计算机光存储元件及多次使用的复印材料。

汽车喷涂 钼的熔点高达2620℃,且有良好的高温性能和耐腐蚀性能,钼与钢铁结合力强,因而是汽车部件生产中主要的热喷涂材料。汽车部件一般采用钼丝高速火焰喷涂,喷枪的气体混合喷射装置产生高温燃气燃烧,特殊设计的燃烧室和气体喷射混合室,使钼丝在完全熔化前,以极高的速度喷涂在工件的表面上,喷射钼的致密度可达99-以上,结合强度接近10公斤/2。这一工艺过程能有效地改善受磨面的耐磨性,也提供了一个可以浸渍润滑油的多孔表面。它广泛地应用于汽车工业以提高活塞环、同步环、拨叉和其他受磨部件的性能,也用于修复磨损的曲轴、轧辊、轴杆和其他机械部件。据资料介绍喷涂钼丝欧洲市场年销售量可达1000吨,美国每年消耗量也达600吨左右,日本每年也消耗钼丝3040吨,我国喷涂钼丝市场容量尚小于每年30吨。但随着我国汽车工业的发展,汽车齿轮和其它部件的热喷涂将有较大发展,喷涂钼丝的销售量将大幅度增长。

高温元件 钼的纯度高、耐高温、蒸汽压低等特性,使之常常被用来制造高温炉的发热体和结构材料。在钨钼及硬质合金生产过程中,大都采用钼丝加热的方式制作还原炉和烧结炉,部份铁制品连续烧结还采用钼杆加热排作发热体,钼杆加热排以钼钩悬挂于炉子的两侧。这类炉子一般为还原性气氛或非氧化性气氛,在氢气和分解氨中钼丝可使用至接近熔点,氮气中可使用至2000℃。高于1700℃使用时,可采用再结晶温度更高、强度更好的TZM合金或钼镧合金作发热体。钼在熔化的石英中有很好的抗烧蚀性能,在玻璃工业中用作通电熔融电极,每生产一吨玻璃钼电极仅损失7.8克,使用寿命可长达一年多。除作电极外,钼还用作玻璃熔化高温结构材料,如导槽、管子、坩埚、流口以及稀土冶炼的搅拌棒。以钼代铂在玻璃纤维拉丝炉上使用效果良好,大大降低了生产成本。新近研制出的核燃料烧结炉采用钼网加热,用ф0.8mm钼丝编织成三相网状加热器,工作温度可达18002000℃。除此之外,钼及其合金还可以作热等静压的炉架、隔热屏、烧结和蒸涂的料舟、SmCo磁体及二氧化铀烧结的垫板,热电偶及其保护套管等。

膳食中的钼很易被吸收。但硫酸根(SO42-)因可与钼形成硫酸钼(molybdenum sulfate)而影响钼的吸收。同时硫酸根还可抑制肾小管对钼的重吸收,使其从肾脏排泄增加。因此体内含硫氨基酸的增加可促进尿中钼的排泄。钼除主要从尿中排泄外,尚可有小部分随胆汁排出。

钼缺乏主要见于遗传性钼代谢缺陷,尚有报道全肠道外营养时发生钼不足者。钼不足可表现为生长发育迟缓甚至死亡,尿中尿酸、黄嘌呤、次黄嘌呤排泄增加。

过量的钼对人体生命健康危害极大。它能够使体内能量代谢过程出现障碍,心肌缺氧而灶性坏死,易发肾结石和尿道结石,增大缺铁性贫血患病几率,引发龋齿。钼是食管癌的罪魁祸首,它还会导致痛风样综合征,关节痛及畸形、肾脏受损,生长发育迟缓、体重下降、毛发脱落、动脉硬化、结缔组织变性及皮肤病等生命健康隐患 [6]

人和动物机体对钼均有较强的内稳定机制,经口摄入钼化物不易引起中毒。据报告,生活在亚美尼亚地区的居民每日钼摄入量高达10~15mg;当地痛风病发病率特别高,被认为与此有关。钼冶炼厂的工人也可因吸入含钼粉尘而摄入过多的钼。据调查,这些工人的血清钼水平、黄嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均显著高于一般人群。

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 [7]

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;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:钼浓度为0.5~100毫克/升时会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/立方米;,不溶性钼为6毫克/立方米;。

健康危害

侵入途径:吸入、食入。

健康危害:对眼睛、皮肤有刺激作用。部分接触者出现尘肺病变,有自觉呼吸困难、全身疲倦、头晕、胸痛、咳嗽等。

毒理学资料及环境行为

急性毒性:LD506.1mg/kg(大鼠经口)

危险特性:其粉体遇高热、明火能燃烧甚至爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。

燃烧(分解)产物:氧化钼。

现场应急监测方法

便携式比色计(水质)

实验室监测方法

硫氰酸盐比色法

火焰原子吸收法

原子吸收法

环境标准

中国(TJ36-79): 车间空气中有害物质的最高容许浓度 4mg/m3(可溶性化合物),6mg/m3(不溶性化合物)

中国(GB/T14848-93): 地下水质量标准(mg/L)Ⅰ类0.001;Ⅱ类 0.01 ;Ⅲ类 0.1;Ⅳ类0.5 ;Ⅴ类 >0.5

中国: 饮用水源水中有害物质的最高容许浓度0.5mg/L

应急处理处置方法

1、泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。使用不产生火花的工具小心扫起,避免扬尘,运至废物处理场所。用水刷洗泄漏污染区,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

2、防护措施

呼吸系统防护:作业工人必须佩戴防毒口罩。必要时佩戴自给式呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜

防护服:穿防静电工作服

手防护:戴防化学品手套。

其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

3、急救措施

皮肤接触:用肥皂水及清水彻底冲洗。就医。

眼睛接触:拉开眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医。

吸入:脱离现场至空气新鲜处。就医。

食入:误服者饮适量温水,催吐。就医。

灭火方法:干粉。

钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1-,但这方面的消费却占钼总消费量的50-左右。不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18-的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种耐高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门。除此之外,二硫化钼因其独特的抗硫性质,可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质,是很有前景的C1化学催化剂。钼是植物所必需的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥

钼在电子行业有可能取代石墨烯 [8]

美国加州纳米技术研究院(简称CNSI)成功使用MoS2(辉钼,二硫化钼)制造出了辉钼基柔性微处理芯片,这个MoS2为基础的微芯片只有同等硅基芯片的20-大小,功耗极低,辉钼制成的晶体管在待机情况下的功耗为硅晶体管的十万分之一,而且比同等尺寸的石墨烯电路更加廉价。而最大的变化是其电路有很强的柔性,极薄,可以附着在人体皮肤之上。

2011年瑞士联邦理工学院洛桑分校(EPFL)科学家制造出全球第一个辉钼矿微晶片(上面有更小且更节能的电晶体)。辉钼是未来取代硅基芯片强力竞争者。领导研究的安德拉斯基什教授表示,辉钼是良好的下一代半导体材料,在制造超小型晶体管、发光二极管和太阳能电池方面具有很广阔的前景。

同硅和石墨烯相比,辉钼的优势之一是体积更小,辉钼单分子层是二维的,而硅是一种三维材料。在一张0.65纳米厚的辉钼薄膜上,电子运动和在两纳米厚的硅薄膜上一样容易,辉钼矿是可以被加工到只有3 个原子厚的!

辉钼所具有的机械特性也使得它受到关注,有可能成为一种用于弹性电子装置(例如弹性薄层晶片)中的材料。 可以用在制造可卷曲的电脑或是能够贴在皮肤上的装置。甚至可以植入人体。

英国《自然纳米技术》杂志就指出:单层的辉钼材料显示出良好的半导体特性,有些性能超过现在广泛使用的硅和研究热门石墨烯,可望成为下一代半导体材料。

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材和X射线器材;钼耐高温烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造。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。

钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大。例如,二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑,钼金属逐步应用于核电、新能源等领域。由于钼的重要性,各国政府视其为战略性金属,钼在二十世纪初被大量应用于制造武器装备,现代高、精、尖装备对材料的要求更高,如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件。

钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中,作为不同膜面的衬底也被广泛应用。

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。

钼在机体的主要功能是参与硫、铁、铜之间的相互反应。钼是黄嘌呤氧化酶醛氧化酶亚硫酸氧化酶发挥生物活力的必需因子,对机体氧化还原过程中的电子传递、嘌呤物质与含硫氨基酸的代谢具有一定的影响。在这三种酶中,钼以喋呤由来性辅助因子的形式存在。钼还能抑制小肠对铁、铜的吸收,其机制可能是钼可竞争性抑制小肠粘膜刷状缘上的受体,或形成不易被吸收的铜-钼复合物、硫-钼复合物或硫钼酸铜(Cu-MoS)并使之不能与血浆铜蓝蛋白等含铜蛋白结合。

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。

在奶牛饲料中的应用量:10mg/d

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、、铪、钨及稀土元素。钛、锆、铪元素不仅对钼合金固溶强化作用,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。

钼是钢与合金中的重要元素,常用的含钼炉料有金属钼、钼铁,有时还可以使用氧化钼精矿来直接还原冶炼含钼钢种。钼在地壳中的自然储量为1900万吨,可开采储量860万吨。 [9]

钼-99是钼的放射性同位素之一,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 [1]

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