鉬

化學元素解釋：

簡介

鉬(Molybdenum)是元素周期表第五周期WB族元素是一種化學元素，元素符號Mo，原子序數42，原子量95.94，是一種灰色的過渡金屬。金屬呈銀灰色，為體心立方晶體結構，熔點2617℃，沸點4612℃，密度10.22g/cm3,第一電離能7.099電子伏特。鉬和鎢性質十分相似，具有高溫強度好、硬度高、密度大、抗腐蝕能力強、熱膨脹系數小、良好的導電和導熱等特性。鉬的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量鉬加到鋼之中，可使鋼變硬。鉬是對植物很重要的營養素，也在一些酶之中找得到。在常溫下不受空氣的侵蝕。跟鹽酸或氫氟酸不起反應。化合價+2、+4和+6，最穩定化合物為+6價。鉬的高價氧化態化合物呈酸性，低價氧化態化合物呈堿性，+6價離子具有很強的形成配合物傾向。致密鉬在常溫空氣中穩定，400℃輕度氧化，500℃迅速氧化。1000℃時鉑能吸收大量氫形成固溶體。1500℃時鉬和氮反應生成氮化鉬，和碳作用生成Mo2C，和硫作用生成Mo乓，重要的鉬化物有三氧化鉬、仲鉬酸按、鉑酸鈉、鉬酸鈣、鉬酸鋇、六氟化鉬以及各種鉬聚合物。主要礦物是輝鉬礦(MoS2)。將輝鉬礦煅燒成三氧化鉬，再用氫或鋁熱法還原而制得。

資源

鉬的地殼豐度為1.1x10-4%。已發現鉬礦約20種，具有工業價值的鉬礦物主要為輝鉬礦(Mo凡)，其次為鎢相鈣礦、鐵鉑礦、彩鉬鉛礦、鉑銅礦等，已探明世界鉬儲量2680萬噸，美國儲量居世界第一位，其次為中國和智利。中國鉬礦主要分布在陜西、遼寧、河南等省。中國從1940年開始鉑礦開采和選礦，20世紀50年代相繼建成了鉬冶煉和相鐵生產廠，目前已形成從礦山開采、冶煉到加工較完整的鉬工業生產體系，能生產國內所需的各種鉬制品、鉬合金和鉬鋼，生產規模達年產鉬近1.5萬噸水平，其中一半用于出口。

用途

鉬在鋼鐵中的用量占總消費量的80%以上。金屬鉬及合金用于制造電子管、晶體管等電子器件，鉬合金用于航天航空等用的各種高溫部件，石油化學工業中鉬主要用作制造各種催化劑、有機合成、煤液化、阻燃劑、消煙劑等。鉬酸按等為重要的農業微量元素肥料。

性質

元素名稱：鉬

元素符號：Mo

元素英文名稱：Molybdenum

元素類型：金屬元素

原子體積:(立方厘米/摩爾) ：9.4

元素在太陽中的含量:(ppm)：0.009

元素在海水中的含量:(ppm)：0.01

地殼中含量：(ppm)：1.5

相對原子質量：95.94

原子序數：42

質子數：42

中子數：54

所屬周期：5

所屬族數：VIB

電子層排布：2-8-18-13-1

氧化態：Main Mo+6

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

電離能 (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

晶體結構：晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。

晶胞參數：

a = 314.7 pm

b = 314.7 pm

c = 314.7 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

莫氏硬度：5.5

聲音在其中的傳播速率：(m/S)：5400

發現

1782年，瑞典的埃爾姆，用亞麻子油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒，而得到鉬。

1953年確知鉬為人體及動植物必須的微量元素。

主要礦物是輝鉬礦[2](MoS2)。

天然輝鉬礦MoS是一種軟的黑色礦物，外型和石墨相似。18世紀末以前，歐洲市場上兩者都以“molybdenite”名稱出售。1779年，舍勒指出石墨與molybdenite(輝鉬礦)是兩種完全不同的物質。他發現硝酸對石墨沒有影響，而與輝鉬礦反應，獲得一種白堊狀的白色粉末，將它與堿溶液共同煮沸，結晶析出一種鹽。他認為這種白色粉末是一種金屬氧化物，用木炭混合后強熱，沒有獲得金屬，但與硫共熱后卻得到原來的輝鉬礦。1782年，瑞典一家礦場主埃爾摩從輝鉬礦中分離出金屬，命名為molybdenum，元素符號定為Mo。我們譯成鉬。它得到貝齊里烏斯等人的承認。

鉬-99是鉬的放射性同位素之一，他在醫院里用于制備锝-99。锝-99是一種放射性同位素，病人服用后可用于內臟器官造影。用于該種用途的鉬-99通常用氧化鋁粉吸收后存儲在相對較小的容器中。當鉬-99衰變時生成锝-99，在需要時可把锝-99從容器中取出發給病人。

應用

純鉬絲用于高溫電爐;鉬片用來制造無線電器村和X射線器材;合金鋼中加鉬可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性等。鉬是植物生長和發育中所需七種微量營養元素中的一種，沒有它，植物就無法生存。動物和魚類與植物一樣，同樣需要鉬。

純鉬絲用于高溫電爐和電火花加工還有線切割加工;鉬片用來制造無線電器村和X射線器材;合金鋼中加鉬可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性等。鉬是植物生長和發育中所需七種微量營養元素中的一種，沒有它，植物就無法生存。動物和魚類與植物一樣，同樣需要鉬。

鉬 - 元素輔助資料：

天然輝鉬礦MoS是一種軟的黑色礦物，外型和石墨相似。18世紀末以前，歐洲市場上兩者都以molybadenite名稱出售。1779年，舍勒指出石墨與molybadenite是兩種完全不同的物質。他發現硝酸對石墨沒有影響，而與molybadenite反應，獲得一種白堊狀的白色粉末，將它與堿溶液共同煮沸，結晶析出一種鹽。他認為這種白色粉末是一種金屬氧化物，用木炭混合后強熱，沒有獲得金屬，但與硫共熱后卻得到原來的molybadenite。1782年，瑞典一家礦場主埃爾摩從molybadenite中分離出金屬，命名為molybdenum，元素符號定為Mo。我們譯成鉬。它得到貝齊里烏斯等人的承認。

鉬的冶金

輝鉬礦精礦是提取鉬的主要原料。也有使用鉬酸鉛礦、鉬中礦、鉬細泥。鉬提取冶金過程包括鉬精礦分解、鋁溶液凈化、鉬化合物制取、鉬粉制取、鉬精煉等步驟。主要冶金產品為鉬酸按、鉬酸鈉、氧化鉬、鉬粉、鉬條等。

鉬精礦分解

鋁礦有硫化礦和氧化礦兩類，分解方法分火法和濕法兩類，火法處理硫化礦，主要為輝鉬精礦氧化焙燒。輝鉬礦分解主要是將鉬的硫化物轉化成氧化物或粗鉬酸鹽溶液。鉬精礦分解主要采用多膛爐氧化焙燒、流態化焙燒或氧壓煮等方法。

鉬溶液凈化

鉬精礦焙燒、浸出所得鉬酸鈉溶液或鉬酸按溶液尚含有銅、鎂、鐵、鎳、鋅、鎢、銻等金屬雜質和硅、砷、磷、硫等非金屬雜質，需要凈化除去，方可用作制取純鉬化合的原料，工業上凈化方法有傳統化學凈化法(硫化物沉淀法、按鎂鹽沉淀法、酸沉淀法等)、鉬溶劑萃取法、離子交換法等。當前傳統化學凈化法有試劑耗量大等缺點，有被溶劑萃取和離子交換取代的趨勢。此外，還研究開發了膜分離凈化法，該法既能除去鉬溶液中的雜質，又能提高鉬濃度，是一種很有前途的方法，由于鉬和鎢性質鉬近，鉬溶液凈化中鎢的去除(<0.001g/L)是重要課題。

鉬粉制取

金屬鉬粉主要用作合金添加劑、鉬制品及噴鍍原料。鋁和鎢性質鉬近。前面介紹的鎢粉制取方法(氫還原、碳還原、金屬熱還原等)均適用于鋁。比較好的鉬粉制取方法有三氧化鉬氫還原、二氧化鉬氫還原、鉬鹵化物氫還原霧化法、等離子法。三氧化鉬氫還原是最老的方法。目前工業生產應用最普遍的是二氧化鉬氫還原。鹵化物氫還原和等離子法在制取超高純和超細鉬方面具有優勢，霧化法因設備、技術和成本等方面原因尚未獲工業生產應用。

1.三氧化鉬氫還原

氫還原三氧化鉬的過程分兩階段反應：

MoO3+H2=MoO2+H2O

MoO2+2H2=Mo+2H20

還原溫度900-1100℃，所得鉬粉適于生產致密金屬。

2.二氧化鉬氫還原

這是工業上最常用的方法。還原反應為：

MoO2+2H2=Mo+2H20

反應在四管電爐或多管電爐中進行，還原溫度沿爐管長度方向從進料端約650℃至卸料端980r-，要求使用經充分干燥的氫氣(含水分在0.5g/m3以下)，為降低鉬粉中氧含量，

在生產中有時還需把原產出的鉬粉置于馬弗爐中在1000-1100℃下用氫氣進行補充還原。

當采用高純二氧化鉬原料時，可制得99.9999%的高純鉬粉。

3.鉬鹵化物氫還原

鉬鹵化物原料主要為MoCl3和MoF5。MoF5氫還原反應為：

2MoF5+5H2=2Mo+1OHF

還原為氣一氣鉬反應，因此易于控制鋁粉粒度。還原在一種火焰還原塔中進行，還原溫度525-555℃間，鉬粉粒度一般在25m左右。該方法除用于制取鉬粉外，還用于在某些

基體物上鍍上鉬鍍層。

4.霧化法

一種熔融、霧化金屬鉬塊或鉬絲制取鉬粉的方法。主要有金屬鉬絲霧化法、真空霧化法和金屬鉬坯霧化法。

金屬鉬絲霧化法是將金屬鉬絲通以強脈沖電流使其熔化并在惰性氣氛中將熔融的金屬霧化成粉末。此方法可得到顆粒細、粒度尺寸范圍很寬的鉬粉。

真空霧化法是在由兩個彼此鉬疊的小室組成的霧化設備內，在氫氣氛下熔融金屬鉬，再在真空室因氫氣激烈析出而導致熔融金屬的“爆炸”而形成很細的粉末。

金屬鉬坯霧化法是將金屬鉬坯作為旋轉自耗電極在高速旋轉(約10000--25000r/min)下使熔化了的金屬鉬在離心力作用下霧化成粉。此法可制取粒度范圍在10--5005m的高純鉬粉。

5.等離子法

該法是利用氫等離子流還原粉狀氧化鉬制取鉬粉。方法可制得平均粒度達0.01一0.15m的超細粉。

致密鉬制取

致密鉬(鉬條、鋁錠等)為制作鉬材、電極、耐高溫結構件和煉鋼用原料。主要采用粉末冶金法和熔煉法制取。

1.粉末冶金法

方法以金屬鉬粉為原料，按主體為鉬粒～成形～低溫燒結～高溫燒結、致密金屬鋁的工藝流程制取，是工業中最常用的制取致密金屬鉬的方法。成形方法有金屬模壓成形和等靜壓成形兩種。金屬模壓成形壓制出的壓坯的鉬對密度為60%-65%，等靜壓成形主要有水靜壓、厚壁彈性包套靜壓和熱等靜壓。其中熱等靜壓兼具成形和燒結作用，適用于制取密度接近理論值的較大和較復雜形坯料或制件的成形。一般鋼模成形的坯料先在馬弗爐中1100-1200℃下進行低溫預燒結，再在垂熔爐、電阻爐、感應電爐或電子束爐中進行高溫燒結，燒結溫度一般為1700-2100'C，所得鋁制品的鉬對密度可達90%--'98%a

2.熔煉法

有電弧熔煉和電子束爐熔爐兩種。

電弧熔煉法是以燒結鉬條為自耗電極，在真空中用電弧熔化金屬鉬再在增渦中冷卻成錠。該方法可制取數噸重的大鉬錠。

電子束熔煉法是以高速電子流產生的熱能熔化金屬鋁以獲取致密鉬。電子束熔煉是精煉和制取致密鉬的主要方法，也是制取高純致密鉬的前級提純方法。

3.高純致密鉬制取

通常指99.99%以上的鉬為高純鋁。一般是電子束熔煉制取99.9%純度的鋁，再用區域熔煉進一步提純，在多種鉬的區域煉法中以電子束懸浮區域熔煉法效果最佳。

鉬的藥用

鉬酸銨(Ammonium Molybdate)

作用與應用：鉬為多種酶的組成部分，鉬的缺乏會導致齲齒、腎結石、克山病、大骨節病、食道癌等疾病。主要用于長期依賴靜脈高營養的患者。

用法用量：口服，成人每日需用量0.1～0.15mg。

兒童每日需用量0.03～0.1mg。

【副作用】：過量的鉬可引起不良反應。

【注意事項】：每日攝取量超過0.54mg，鉬可增加銅從尿中排出。超過10～15mg時，則可出現痛風綜合癥。

鉬污染

鉬污染 (pollution by molybdenum)，鉬在地殼中的平均豐度為1.3ppm，多存在于輝鉬礦、鉬鉛礦、水鉬鐵礦中。礦物燃料中也含鉬。天然水體中鉬濃度很低，海水中鉬的平均濃度為14微克/升。鉬在大氣中主要以鉬酸鹽和氧化鉬狀態存在，濃度很低，鉬化物通常低于1微克/米

環境中的鉬有兩個來源：

①、風化作用使鉬從巖石中釋放出來。估計每年有1000噸進入水體和土壤，并在環境中遷移。鉬分布的不均勻性，造成某些地區缺鉬而出現“水土病”;又造成某些地區含鉬偏高而出現“痛風病”(如蘇聯的亞美尼亞)。

②、人類活動中愈來愈廣泛地應用鉬以及燃燒含鉬礦物燃料(如煤)，因而加大了鉬在環境中的循環量。全世界鉬產量每年為10萬噸，燃燒排入環境的鉬每年為 800噸。人類活動加入的循環量超過天然循環量。用鉬最多的是冶金、電子、導彈和航天、原子能、化學等工業以及農業。目前對鉬污染的研究還很不夠。

鉬在環境中的遷移同環境中的氧化和還原條件、酸堿度以及其他介質的影響有關。水和土壤的氧化性愈高，堿性愈大，鉬愈易形成MoO厈離子;植物能吸收這種狀態的鉬。環境的酸性增大或還原性增高，鉬易轉變成復合離子，最終形成MoO卂;這種狀態的鉬易被粘土和土壤膠體及腐植酸固定而失去活性，不能為植物吸收。在海洋中，深海的還原環境使鉬被有機物質吸附后包裹于含錳的膠體中，最終形成結核沉于海底，脫離生物圈的循環。

鉬對溫血動物和魚類的影響較小。高含量鉬對植物有不良影響，試驗表明：如鉬濃度為0.5～100毫克/升時對亞麻生長產生不同程度的影響;10～20毫克/升時對大豆生長有危害;25～35毫克/升時對棉花生長有輕度危害;40毫克/升時對糖用甜菜生長有危害。水體中鉬濃度達到5毫克/升時,水體的生物自凈作用會受到抑制;10毫克/升時，這種作用受到更大抑制，水有強烈澀味;100毫克/升時，水體微生物生長減慢,水有苦味。中國規定地面水中鉬最高容許濃度為 0.5毫克/升，車間空氣中可溶性鉬最高容許濃度為4毫克/米3,不溶性鉬為6毫克/米3。

鉬合金

以鉬為基體加入其他元素而構成的有色合金。主要合金元素有鈦、鋯、鉿、鎢及稀土元素。鈦、鋯、鉿元素不僅對鉬合金起固溶強化作用，保持合金的低溫塑性，而且還能形成穩定的、彌散分布的碳化物相，提高合金的強度和再結晶溫度。鉬合金有良好的導熱、導電性和低的膨脹系數，在高溫下(1100～1650℃)有高的強度，比鎢容易加工。可用作電子管的柵極和陽極，電光源的支撐材料，以及用于制作壓鑄和擠壓模具，航天器的零部件等。由于鉬合金有低溫脆性和焊接脆性，且高溫易氧化，因此其發展受到限制。工業生產的鉬合金有鉬鈦鋯系、鉬鎢系和鉬稀土系合金，應用較多的是第一類。鉬合金的主要強化途徑是固溶強化、沉淀強化和加工硬化。通過塑性加工可制得鉬合金板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材和型材，還能提高其強度和改善低溫塑性。

中國鉬業之都

陜西渭南華縣鉬礦于1955年被發現，1965年實現規模開采，1983年開始大規模開發。多年來，華縣依托豐富的鉬礦資源優勢，將鉬礦資源開發加工作為全縣的支柱產業，采取了一系列產業扶持政策和招商引資優惠政策，強力推動鉬工業發展。2005年，華縣鉬工業完成產值71億元，實現銷售收入78億元，實現利稅45億元，鉬工業產值占全縣工業產值的80%，對全縣GDP的貢獻率超過60%，對地方財政的貢獻率超過87%。華縣的鉬產品85%以上出口，年可出口創匯8.5億美元,出口創匯占到陜西的1/5,占世界鉬冶金爐料市場的8%—10%，產品遍布歐洲、美國、日本、韓國、南非、澳大利亞、印度等世界各地。

目前，華縣已擁有金堆城鉬業集團有限公司、桃園鉬礦、文金栗峪鉬礦、縱橫礦業公司、柳枝鉬礦等5大鉬工業企業和10多家鉬加工企業。鉬工業的發展壯大，帶動了華縣相關產業的發展，目前全縣從事鉬生產和相關服務業的人員已達4.5萬人。