მეტალის მოლიბდენი თავის სახელს განაპირობებს მოლიბდენის დისულფიდის გარეგნული მსგავსებით ტყვიის მადნთან - გალენასთან (ტყვიის ბერძნული სახელია მოლიბდოსი).
ელემენტის აღმოჩენის ისტორია
შუა საუკუნეებში ევროპაში მოლიბდენს უწოდებდნენ სხვადასხვა შემადგენლობის სამ მინერალს, მაგრამ თითქმის მსგავსი მინერალის ფერითა და სტრუქტურით - გალენა (Pbs), მოლიბდენიტი (MoS2).) და გრაფიტი (C). სხვათა შორის, მინერალი "მოლიბდენის შინი" (მოლიბდენიტის სხვა სახელი) გამოიყენებოდა ფანქრების ტყვიად, რომელიც ტოვებდა მომწვანო-ნაცრისფერ კვალს ფურცელზე.
მოლიბდენის მეტალი, მენდელეევის პერიოდული სისტემის 42 ელემენტი, ითვლება შვედეთის დაბადების ადგილად. 1758 წელს ამ ქვეყნიდან ქიმიკოსმა და მინერალოგმა, ნიკელის აღმომჩენმა აქსელ კრონსტედტმა გამოთქვა ვარაუდი, რომ ზემოხსენებულ მინერალებს სრულიად განსხვავებული ბუნება აქვთ. ორი ათწლეულის შემდეგ, მისმა თანამემამულემ, ფარმაცევტმა ქიმიკოსმა კეპინგიდან, კარლ შელემ, მიიღო მოლიბდის მჟავა თეთრი ნალექის სახით („თეთრი დედამიწა“) კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში მოლიბდენიტის ადუღებით. მეცნიერმა ინტუიციურად გააცნობიერა, რომ თუ მოლიბდის მჟავა ნახშირით კალცინირებულია, მაშინ შესაძლებელია იზოლირებალითონის. არ ჰქონდა შესაფერისი ღუმელი, მან ნიმუშები გაუგზავნა პიტერ გელმს, რომელმაც 1782 წელს გამოყო ახალი ლითონი დიდი რაოდენობით კარბიდის მინარევებით. კოლეგებმა დაასახელეს ელემენტი "მოლიბდენი" (პერიოდიურ სისტემაში ფორმულა არის Mo).
შედარებით სუფთა ლითონი მხოლოდ 1817 წელს მიიღო იენს ბერცელიუსმა, შვედეთის მეცნიერებათა აკადემიის პრეზიდენტმა.
მარტივი ნივთიერების დახასიათება
წარმოების მეთოდი დიდ გავლენას ახდენს მოლიბდენის ფიზიკურ თვისებებზე და მის გარეგნობაზე. ლითონის ფხვნილი, ბლანკები და წნელები შედუღებამდე - მუქი ნაცრისფერი. დამუშავებული ნაგლინი პროდუქტების პალიტრა გაცილებით მდიდარია - თითქმის შავიდან ღია ვერცხლისფერამდე. მოლიბდენის სიმკვრივეა 10,28 ტ/მ3. ლითონი დნება 2623˚С ტემპერატურაზე, ხოლო 4639˚С დუღს. სრულიად სუფთა მოლიბდენს აქვს შესანიშნავი ელასტიურობა და ელასტიურობა, რაც გარანტიას იძლევა ადვილად გადახვევისა და ჭედურობის გარანტიას. სამუშაო ნაწილი, რომლის დიამეტრი 12 მმ-მდეა, ოთახის ტემპერატურაზეც კი, თავისუფლად შეიძლება ორმაგი კვანძით შეკვრა ან თხელ ფოლგაზე გაბრტყელება. ლითონს აქვს კარგი ელექტროგამტარობა. მინარევების არსებობა ზრდის სიხისტეს და მტვრევადობას და დიდწილად განსაზღვრავს მოლიბდენის მექანიკურ თვისებებს.
მთავარი კავშირები
როგორც რთული ნივთიერებების ნაწილი, ელემენტი ავლენს ჟანგვის განსხვავებულ ხარისხს +2-დან უმაღლესამდე (ეს უკანასკნელი ნაერთები ყველაზე სტაბილურია), რაც განსაზღვრავს მოლიბდენის ქიმიურ თვისებებს. ამ ლითონს ახასიათებს ნაერთები ჟანგბადთან და ჰალოგენებთან (MoO3, MoCl5) და მოლიბდატებით (მოლიბდის მჟავას მარილები).ჟანგვის რეაქციები შესაძლებელია მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე (600˚С-დან). შემდგომი ზრდა გამოიწვევს მოლიბდენის ურთიერთქმედებას ნახშირბადთან, ფოსფორთან და გოგირდთან. ის კარგად იხსნება აზოტის ან გახურებულ გოგირდმჟავაში.
ფოსფორის, დარიშხანის, ბორის და სილიციუმის მჟავები ქმნიან კომპლექსურ ნაერთებს მოლიბდენთან. ყველაზე ცნობილი და გავრცელებული მარილი არის ამონიუმის ფოსფომოლიბდატი. მოლიბდენის შემცველი ნივთიერებები გამოირჩევიან ფერების ფართო პალიტრითა და სხვადასხვა შეფერილობით.
მოლიბდენის მადნის გამდიდრების ტექნოლოგია
აბსოლუტურად სუფთა მოლიბდენის სამრეწველო წარმოება მხოლოდ მე-20 საუკუნეში აითვისეს. მოლიბდენის მადნის ქიმიურ დამუშავებას წინ უძღვის მისი გამდიდრება: დამსხვრევასა და ბურთულ ქარხნებში დაფქვის შემდეგ ძირითადი მეთოდია ხუთ ან ექვს ფლოტაცია. შედეგი არის მოლიბდენის დისულფიდის მაღალი კონცენტრაცია (95%-მდე) ნედლეულში.
შემდეგი და ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გასროლაა. აქ იხსნება წყლის არასასურველი მინარევები, გოგირდი, ფლოტაციური რეაგენტების ნარჩენები და მოლიბდენის დისულფიდი იჟანგება ტრიოქსიდად. შემდგომი გაწმენდა შესაძლებელია რამდენიმე გზით, მაგრამ ყველაზე პოპულარულია შემდეგი:
- ამიაკის მეთოდი, რომელშიც მოლიბდენის ნაერთები მთლიანად იხსნება და მინარევები მოიცილება;
- სუბლიმაცია 900-დან 1100 ˚С-მდე ტემპერატურაზე. შედეგი - MoO3 კონცენტრაცია იზრდება 90-95%.
-მდე.
მეტალის მოლიბდენის სამრეწველო წარმოება
წყალბადის გავლა გაწმენდილი მოლიბდენის ტრიოქსიდის მეშვეობით (ლაბორატორიებშიშემცირება ხშირად იყენებენ ნახშირბადის ან ნახშირბადის შემცველ გაზებს, ალუმინს, სილიციუმს) იღებენ ლითონის ფხვნილს. პროცესი მიმდინარეობს სპეციალურ მილის ღუმელებში ტემპერატურის თანდათანობითი მატებით 500-დან 1000 ˚С-მდე.
კომპაქტური მოლიბდენის ლითონის წარმოების პროცესის ჯაჭვი მოიცავს:
- დაჭერით. პროცესი მიმდინარეობს ფოლადის ყალიბებში 300 მპა-მდე წნევის ქვეშ. დამაკავშირებელი კომპონენტია გლიცერინის ალკოჰოლური ხსნარი. ბლანკების მაქსიმალური მონაკვეთი (სტაბები) არ აღემატება 16 სმ2, ხოლო სიგრძე 600 სმ. უფრო დიდისთვის გამოიყენება რეზინის ან პოლიმერული ფორმები. დაწნეხვა ხდება სამუშაო კამერებში, სადაც სითხე შეჰყავთ მაღალი წნევის ქვეშ.
- შედუღება. ეს ხდება ორ ეტაპად. პირველი - დაბალი ტემპერატურა, რომელიც გრძელდება 30-180 წუთი (დამოკიდებულია სამუშაო ნაწილის ზომაზე), ტარდება მაყუჩის ღუმელებში წყალბადის ატმოსფეროში 1200 ˚С ტემპერატურაზე. მეორე ეტაპზე (შედუღება) სამუშაო ნაწილი თბება დნობის წერტილთან ახლოს (2400-2500 ˚С) ტემპერატურამდე. შედეგად, ფორიანობა მცირდება და მოლიბდენის სიმკვრივე იზრდება.
3 ტონამდე მასის დიდი ბლანკები აგლომერირებულია ინდუქციურ, ელექტრონული სხივის ან რკალის ღუმელში. პროცესი სრულდება აგლომერირებული პროდუქტების მექანიკური დამუშავებით.
ყველაზე მდიდარი დეპოზიტები
მოლიბდენი არის საკმაოდ იშვიათი ელემენტი დედამიწის ქერქში და მთლიანად სამყაროში. ბუნებაში არსებული ორი ათეული მინერალიდან მხოლოდ მოლიბდენიტს აქვს მნიშვნელოვანი სამრეწველო მნიშვნელობა.(MoS2). მისი რესურსები არ არის უსასრულო და უკვე შემუშავებულია პუელიტებისა და მოლიბდატებისგან ლითონის ამოღების ტექნოლოგიები. მადნის სხეულების მინერალური შემადგენლობისა და ფორმის მიხედვით, საბადოები იყოფა ვენებად, ვენურად გავრცელებულად და სკარნებად.
ელემენტის გლობალური დადასტურებული მარაგი შეადგენს 19 მილიონ ტონას, თითქმის ნახევარი ჩინეთში. 1924 წლიდან მოლიბდენის ყველაზე დიდი საბადო იყო კლიმაქსის მაღარო (აშშ, კოლორადო) საშუალო შემცველობით 0,4%-მდე. ხშირად მოლიბდენის მადნების მოპოვება ხორციელდება სპილენძისა და ვოლფრამის მოპოვებასთან ერთად.
რუსეთში მოლიბდენის მარაგი 360 ათას ტონას შეადგენს. 10 შესწავლილი საბადოდან მხოლოდ 7 იყო კომერციულად განვითარებული:
- სორსკოე და აგასკირსკოე (ხაკასია);
- ბუგდაინსკოე და ჟირეკენსკოე (აღმოსავლეთ ტრანსბაიკალია);
- Orekitkanskoe (ბურიათია);
- ლაბაშ (კარელია);
- ტირნიაუზი (ჩრდილოეთ კავკასია).
წარმოება ხდება როგორც ღია, ასევე დახურული მეთოდით.
სამურაის ხმლების საიდუმლო
რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში, ევროპელი მეიარაღეები და მეცნიერები ებრძოდნენ მეორე ათასწლეულის დასაწყისიდან ძველი იაპონური ხმლების სიმკვეთრისა და სიმტკიცის საიდუმლოებას, წარუმატებლად ცდილობდნენ დაემზადებინათ იგივე მაღალი ხარისხის კიდეებიანი იარაღი. მხოლოდ XIX საუკუნის ბოლოს, იაპონურ ფოლადში მოლიბდენის მინარევების აღმოჩენის შემდეგ, შესაძლებელი გახდა ამ გამოცანის ამოხსნა.
პირველად, მოლიბდენის სამრეწველო გამოყენება, როგორც შენადნობი დანამატი ფოლადის ხარისხის გასაუმჯობესებლად (მისი სიმტკიცის და სიმტკიცე) დაეუფლა 1891 წელს შნაიდერმა.& Co საფრანგეთიდან.
პირველი მსოფლიო ომი მნიშვნელოვანი სტიმული იყო მოლიბდენის მეტალურგიის განვითარებისთვის. საგულისხმოა, რომ ანგლო-ფრანგული ტანკების შუბლის ჯავშნის სისქე, რომელიც ადვილად იჭრებოდა იმავე კალიბრის გერმანული ჭურვებით, შემცირდა 75 მმ-დან 25 მმ-მდე ჯავშანტექნიკის ფოლადის 1,5-2% მოლიბდენის დამატებით. ამან მნიშვნელოვნად გაზარდა აპარატის სიძლიერე.
მოლიბდენის გამოყენება
მრეწველობაში გამოყენებული მოლიბდენის 80%-ზე მეტი მოდის შავი მეტალურგიაზე. ამის გარეშე წარმოუდგენელია სითბოს მდგრადი თუჯის, სტრუქტურული და ხელსაწყოების ფოლადების წარმოება. ელემენტის ერთი წონის ნაწილი აუმჯობესებს ფოლადის ხარისხს, უდრის ვოლფრამის ორ წონას. ვინაიდან მოლიბდენის სიმკვრივე ორჯერ ნაკლებია, მისი შენადნობები მნიშვნელოვნად აღემატება ხარისხობრივად ვოლფრამის შენადნობებს 1370 ˚С-ზე დაბალ ოპერაციულ ტემპერატურაზე. მოლიბდენის ფოლადები უკეთესად ემსახურება კარბურირებას.
მოლიბდენი მოთხოვნადია რადიოელექტრონულ, ქიმიურ და საღებავების მრეწველობაში. მანქანათმშენებლობაში იგი გამოიყენება როგორც სითბოს მდგრადი მასალა. სოფლის მეურნეობაში, ელემენტის ნაერთების სუსტი ხსნარები მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მცენარეების მიერ საკვები ნივთიერებების შეწოვას. გასათვალისწინებელია, რომ დიდი დოზებით მოლიბდენი ტოქსიკურ გავლენას ახდენს ცოცხალ და მცენარეულ ორგანიზმებზე და უარყოფითად მოქმედებს გარემოზე.
ბიოლოგიური მნიშვნელობა
ადამიანებისა და ცხოველების დიეტაში მოლიბდენი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია. აქტიური ბიოლოგიური ფორმის სახით -მოლიბდენის კოენზიმი - (მოკო) აუცილებელია ცოცხალ ქსოვილებში კატაბოლური პროცესების განსახორციელებლად.
მოლიბდენის კიბოს საწინააღმდეგო აქტივობის სფეროში კვლევა ძალიან პერსპექტიულად გამოიყურება. საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის კიბოს მაღალი სიხშირე ქალაქ ლინ ქსიანის (ჰონანის პროვინცია, ჩინეთი) მოსახლეობაში მნიშვნელოვნად შემცირდა ნიადაგში მოლიბდენის შემცველი მინერალური სასუქების შეყვანის შემდეგ.
ადამიანის ორგანიზმში ელემენტების დეფიციტის იშვიათ შემთხვევებში შეიძლება განვითარდეს სივრცითი დეზორიენტაცია, ტვინის დეფექტები, ფსიქიკური დარღვევები და სხვა მძიმე ნერვული დაავადებები. მოლიბდენის დღიური დოზა ზრდასრული ადამიანისთვის არის 100-დან 300 მკგ-მდე. როდესაც ის იზრდება 5-15 მგ-მდე, ტოქსიკური მოწამვლა გარდაუვალია, 50 მგ-მდე - სიკვდილი. მოლიბდენით ყველაზე მდიდარია ფოთლოვანი ბოსტნეული, მარცვლეული, პარკოსნები და კენკრა (შავი მოცხარი, კენკრა), რძის პროდუქტები, კვერცხი, ღვიძლი და ცხოველების თირკმელები.
ეკოლოგიური ასპექტები
მოლიბდენის ბიოლოგიური მახასიათებლები აწესებს გაზრდილ მოთხოვნებს მადნის მასალის გადამუშავების ნარჩენების განკარგვის შესახებ, საწარმოებში ტექნოლოგიური პროცესის მკაცრ დაცვას, რათა თავიდან იქნას აცილებული უარყოფითი გავლენა მომუშავე პერსონალის ჯანმრთელობაზე და ბუნებაზე.
უნდა იქნას მიღებული ყველა ზომა გადამუშავებული პროდუქტების მიწისქვეშა წყლებში შეღწევის თავიდან ასაცილებლად. გასათვალისწინებელია, რომ მცენარეებს აქვთ მოლიბდენის შთანთქმის და დაგროვების უნარი, ამიტომ მისი შემცველობა ყლორტებში და ფოთლებში შესაძლოა აღემატებოდეს დასაშვებ კონცენტრაციებს. ეს მწვანე მასაშეიძლება საშიში იყოს ცხოველებისთვის. ქარების მიერ გამოყენებული კლდის გავრცელების თავიდან ასაცილებლად, ნაგავსაყრელები იფარება დედამიწის ფენით.
ტენდენციები მოლიბდენის გლობალურ ბაზარზე
გლობალური ფინანსური კრიზისის დაწყებისთანავე მოლიბდენის გლობალური მოხმარება 9%-ით დაეცა. გამონაკლისი იყო ჩინეთი, სადაც მატება 5%-მდეა. 2009 წელს სამომხმარებლო მოთხოვნის მკვეთრ კლებაზე პასუხი წარმოების მოცულობის შემცირება იყო. გამომუშავების წინა დონესთან მიახლოება მხოლოდ ოთხი წლის შემდეგ გახდა შესაძლებელი და 2014 წელს ახალი მაქსიმუმი 245 ათასი ტონა დაწესდა. ჩინეთი რჩება მოლიბდენისა და მისი პროდუქტების მთავარ მომხმარებელსა და მწარმოებელად.
მოლიბდენის სიმკვრივემ და გასაოცარმა თვისებებმა ის შეუცვლელი გახადა ფოლადისა და შენადნობების გამოყენებისთვის, სადაც საჭიროა მსუბუქი წონის, მაღალი სიმტკიცის და კოროზიის წინააღმდეგობის კომბინაცია. ატომური ელექტროსადგურების, სხვა ენერგეტიკული და სამრეწველო ობიექტების რაოდენობის პროგნოზირებული ზრდა, ნავთობისა და გაზის ახალი საბადოების განვითარება შორეული ჩრდილოეთისა და არქტიკის მძიმე პირობებში აუცილებლად გამოიწვევს მოლიბდენზე და მის წარმოებულებზე მოთხოვნის ზრდას.
