MOLYBDEN (Molybdaenum) 42MoII,III,IV,V,VI

 

VLASTNOSTI MOLYBDENU

 

            Molybden - Mo - je stříbřitě bílý houževnatý kov s vysokou teplotou tavení (2622 °C), atomové hmotnosti 95,94, měrné hmotnosti 10,2 g/cm3. Mechanické vlastnosti molybdenu jsou poněkud horší než u wolframu: pevnost v tahu 784 až 980 MPa je možno zvětšit tvářením až na 2744 MPa ; tvrdost podle Brinella je 150 HB. V čistém stavu se dá velmi dobře válcovat, za červeného žáru kovat a táhnout, popř. i válcovat za studena. Svařitelný je špatně, ale dá se dobře pájet mědí a stříbrem. Svářet i pájet se má v neutrální atmosféře. Je odolný proti atmosférickým vlivům i vodě. Od teploty kolem 800°C se začíná okysličovat. Za studena je odolný i vůči neokysličujícím kyselinám a alkáliím.

 

POUŽITÍ MOLYBDENU A JEHO SLITIN

 

            Většina vyrobeného molybdenu (přes 70 %) se spotřebuje k výrobě legovaných ocelí a legovaných litin (1 O%).Molybden je velmi častou přísadou ocelí konstrukčních( 43%), nerezavějících ocelí (24%), nástrojových a rychlořezných (11%) i ocelí k různým zvláštním účelům (žárovzdorných a kyselinovzdorných). V ocelářství se nepoužívá čistého kovu, ale feromolybdenu se 60 až 80 % Mo. Čistý molybden se uplatňuje nejčastěji v elektrotechnice jako drát na závěsy a na jádra vinuti žárovek, dále jako drát, drátěné pletivo, plech a trubky na různé montážní části elektronek, k zatavování do skla a do křemene ve vakuové technice apod. Pletiva z nejjemnějších drátů se používá v chemickém průmyslu na jemná kyselinovzdorná síta.

            Molybden a jeho slitina s wolframem se hodí jako odporový materiál pro elektrické pece; je však použitelný jen v dusíkové nebo vodíkové atmosféře do teploty 1 700°C.

 

RUDY A VÝSKYT

 

            Molybden se v přírodě vyskytuje vzácně a vždy jen jako sloučeniny. Největší význam má molybdenit - sirník molybdeničitý MoS2. Molybdenit je v rudách doprovázen rudami cínu, wolframu, arzénu, mědi a vizmutu.

            Světové zásoby molybdenových rud na 2 až 3 mil. tun rud, z toho 80 % v USA. Další naleziště jsou v Chile, Peru, Mexiku, Norsku, Japonsku, Rusku, Grónsku, ve Rhodesii a na Sardinii. Největší část (64 %) tvoří čistě molybdenové rudy, 33 % rudy měďnatomolybdenové, zbytek rudy ostatní.

 

VÝROBA MOLYBDENU

 

            Vytěžená rudnina je velmi chudá, obsahuje většinou méně než 0,5 % Mo a upravuje se flotací na koncentrát, který obsahuje až 90 % molybdenitu (až 50 % molybdenu). Asi 95 % molybdenového koncentrátu se zpracuje přímo buď elektrotermickou, nebo aluminotermickou redukcí na feromolybden, kterým se legují oceli.

            Zpracování a výroba kovového molybdenu se podobají v mnoha směrech výrobě wolframu. Nejdříve se pražením a sublimací koncentrátu získá čistý kysličník molybdenový, který se redukuje vodíkem na práškový molybden a ten se zpracuje na hutný, kujný kov stejně jako wolfram. Z kujného kovu se válcuje plech nebo se z něho táhne drát.

 

Pražení molybdenového koncentrátu probíhá podle základní rovnice

 

2 MoS2 + 7 O2 = 2 MoO3 + 4 SO2

 

při teplotě 650 až 700 °C. Při vyšší teplotě by totiž sublimoval vzniklý kysličník molybdenový. Při tak nízké teplotě však zůstane ve výpražcích značné množství síry, vázané na sirníky železa, mědi, zinku, olova a vápníku. Pražení probíhá v muflových pecích. Chudé molybdenové koncentráty je vhodné pražit ve fluidizačních pecích, neboť se zvýší výkonnost až 20krát.

 

Výroba kysličníku molybdenového

 

            Je založena na jeho snadné těkavosti a uskutečňuje se přímou sublimací (destilací) z praženého molybdenového koncentrátu. Někdy pražení i sublimace MoO3 probíhají v zařízení, které je schematicky znázorněno na obr. 144.

V podstatě je to nakloněný otáčející se křemenný kelímek, který je vyhříván elektrickou spirálou. Na začátku pochodu se nasype do kelímku molybdenový koncentrát, který se nejdříve vypraží při teplotě 650 °C. Po pražení, když se již všechen sirník molybdenový převede na kysličník, zvýší se teplota nad 1 000 °C a na roztavenou vsázku se počne dmýchat vzduch. Kysličník molybdenový ihned sublimuje. Nad pecí je odsávací zvon, do něhož se páry kysličníku molybdenového nasávají ventilátorem. Páry se pak vhánějí do válcovitého filtru s kuželovitým dnem, odkud se nahromaděný kysličník odebírá. Získaný sublimovaný kysličník má čistotu 99,97 % MoO3.

            Čistý kysličník molybdenový lze získat též hydrometalurgicky vyluhováním z praženého koncentrátu roztokem čpavku:

 

MoO3 + 2 NH4OH =(NH4)2MoO4 + H2O

 

Přitom se získá ve vodě rozpustný molybdenan amonný. Z roztoku se úplnou nebo částečnou hydrolýzou vyloučí kyselina molybdenová nebo paramolybdenan amonný, jehož žíháním při teplotě 400 až 450 °C vznikne kysličník molybdenový.

Při zpracování molybdenových rud vznikají meziprodukty, které obsahují až 6 % Mo. Tyto meziprodukty lze zpracovat tlakovým loužením za vyšších teplot, přičemž přítomným kyslíkem se MoS2 oxiduje.

 

Redukce kysličníku molybdenového vodíkem probíhá ve třech stupních:

 

2 MoO3 + H2 = Mo2O5 + H2O          při 450°C

Mo2O5 + H2 = 2 MoO2 + H2O          při 450°C

MoO2 + 2 H2  = Mo + 2 H2O            při 1 100°C

 

Pro zvýšení výkonnosti lze redukovat plynule ve fluiďizační peci při teplotě 955°C. Redukční teplota je sice nižší, ale získaný produkt má vyšší obsah kyslíku.

 

 EIektroIytická výroba molybdenu

 

Používá se elektrolytu z tetraboritanů, chloridů a fluoridů. Molybden o čistotě 99 % lze získat i elektrolýzou taveniny, která se skládá z 42 % Na4P2O7, 17 % Na2B4O7, 32 % NaCI a 8 % MoO3, při teplotě 1 000 °C v grafitovém kelímku. Proudové výtěžky jsou 80 až 90 %. Pracuje se s hustotou proudu 2,6 A/cm2.

            Získaný molybdenový prášek se lisuje tlakem 294 MPa. Výlisky se dále spékají při teplotě asi 1 200°C a slinují při 2 200 až 2 400°C na kujný kov. Kování a tažení probíhají při teplotách o 100 až 300 °C nižších než u wolframu.