Молибденом называется химический элемент с атомным номером 42 в периодической системе Менделеева, где он является близким соседом с вольфрамом и хромом. Молибден характеризуется светло-серым цветом и металлическим блеском. К наиболее важным свойствам, присущим данному элементу, следует отнести его тугоплавкость. Кроме этого, элемент №42, а также сплавы, в которых он присутствует, обладают жаропрочностью, терморасширением, высокой электропроводностью и механической прочностью, что, несомненно, является преимуществами. Стоит отметить, что молибден занимает второе место по прочности, уступив место лидера вольфраму, но опередив его в доступности обработки давлением.

В большинстве случаев, молибден выступает связующей добавкой к другим металлам и их сплавам благодаря своим антикоррозионным свойствам.

Однако, у этого материала есть несколько серьезных минусов, из-за которых использование молибдена в чистом виде не представляется возможным. Первый заключается в его быстром окислении. Второй минус исключает влияние высоких температур, т.е. если на данный химический элемент воздействовать температурами, превышающими 700 0 С, то его прочность снижается.

Получение молибдена

Стоит отметить, что нахождение металла в природе в чистом виде отсутствует. Масса его содержания в недрах Земли составляет 3*10 -4 %. Его распространение в земной коре можно назвать относительно равномерным. Минимальное содержание вещества зафиксировано в ультраосновных и карбонатных породах. Кроме этого, металл можно также встретить в воде, золе растений, углях и нефти. Сегодня существует свыше 30-ти изотопов молибдена, однако, в природе можно встретить всего лишь 6 из них.

Крупнейшие месторождения металла расположены на территории Америки, Мексики, Чили, Канады, Австралии, Норвегии, а также России. Свыше 7% от всех существующих запасов молибдена в мире находится в Армении, из которых 90% локализированы в Каджаранском медно-молибденовом месторождении.

Основным сырьем для получения молибдена являются руды, в составе которых находится порядка 50% самого вещества, 30% серы, 9% кремния, а также другие элементы, процентное содержание которых несущественное. По факту, при процессе получения молибдена, руда используется в качестве концентрата, который подвергается обжигу при температуре от 570 0 С до 600 0 С, в результате чего на выходе получается огарок, в котором содержится оксид молибдена и примеси. Для этого используются специальные печи. На этом процесс получения молибдена не заканчивается. Существует два своеобразных метода, позволяющих получить чистый оксид молибдена, не загрязненный примесями. К таким способам относится возгонка и последовательные химические воздействия.

Так, при первом способе вещество преобразуется сразу в газообразное состояние, обходя жидкую фазу. Второй способ начинается с воздействия на вещество аммиачной водой, после чего огарок приобретает жидкое состояние. Именно в жидкой фазе происходит очистка от примесей. При этом, осуществляется процесс выпаривания, в результате которого вещество кристаллизируется и получаются полимолибдаты. Они подвергаются воздействию температур в диапазоне 450-500 0 С, что и приводит к получению конечного продукта - чистого оксида молибдена. В составе конечного продукта допустимое максимальное содержание примесей составляет 0,05% от массы.

Чтобы получить компактный металл, чистый оксид вещества обрабатывается в два этапа водородом, а полученное в результате вещество, - плавится.

Молибденовая промышленность зародилась в конце позапрошлого века. Ее началом стала выплавка молибденовой стали, которую осуществили на российском Путиловском предприятии. А в начале 20 века была разработана технология, позволяющая получить молибден в компактном виде с помощью порошковой металлургии. С этого момента считается начало промышленного производства металла.

Стоит отметить, что в России молибденовая промышленность зарождается только после революции - в 30-х годах. Пик ее развития приходится на середину столетия. Этому способствовало открытие и разработка молибденовых месторождений.

Изначально металл считался побочным продуктом, который извлекался из сложных руд. Как правило, основным материалом для этого служили молибдено-вольфрамовые и молибдено-висмутовые руды. Однако в 1933 году, когда в производство был внедрен новый метод получения металла, все кардинально поменялось. Данный метод заключался в выделении молибдена в концентрат из медно-порфировых руд. Кроме того, открытие нового способа существенно увеличило добычу молибдена, которая к 80-м годам составила более 40%.

Мировое распределение разведанных ресурсов молибдена

Страна	Запасы разрабатываемых месторождений, тысячи тонн	Общие разведанные запасы, тысячи тонн
Китай	3300	8300
США	2700	5400
Чили	1100	2500
Канада	450	910
Армения	200	400
Россия	240	360
Мексика	90	230
Перу	140	230
Казахстан	130	200
Киргизия	100	180
Узбекистан	60	150
Иран	50	140
Монголия	30	50
Всего в мире	8600	19 000

Где применяется молибден?

В истории самое первое применение молибдена было зафиксировано в Японии еще в 10-13 ст. Существует вероятность, что в те далекие времена, данный металл служил материалом для изготовления холодного оружия.

Сегодня молибденовая промышленность является достаточно развитой отраслью. И, кроме того, что в настоящее время продолжают производить чистый молибден и его сплавы, также существует множество его марок, каждая из которых предназначена для определенных целей. Самые известные марки молибдена:

МЧ - чистый молибден без присадок. Из этой марки производятся держатели вольфрамовых спиралей и нити накаливания, аноды генераторных ламп.
МЧВП - чистый молибден без присадок, произведенный методом вакуумной плавки.
МРН - молибден разного назначения, не содержит присадок, включает большее количество примесей по сравнению с марками МЧ и МЧВП. Предназначена для использования в производстве высокотемпературных нагревателей, экранов, электрических вводов в вакуумные приборы и установки.
МК - содержит кремнещелочную присадку.
ЦМ - в качестве присадки используются цирконий и/или титан.
МР - сплав молибдена с рением.
МВ - сплав молибдена с вольфрамом.

Таким образом, спустя целые столетия, молибден стал незаменимым компонентом во многих промышленных отраслях. Он применяется:

в качестве легирующего элемента стали;
при производстве жаропрочных сплавов, без которых не обходится авиационная, ракетная и ядерная техника;
для изготовления сплавов, обладающих антикоррозионными свойствами;
во время производства деталей электровакуумных приборов, нитей ламп накаливания;
для изготовления лопаток турбин;
в энергетических ядерных реакторах;
в качестве смазочных материалов, а также катализатора гидрогенизации;
при изготовлении лакокрасочных материалов;
в химической, нефтяной промышленности, а также в металлургии.

Молибден по классификации в периодической таблице Менделеева относится к IV группе элементов. Имеет атомарный номер 42, а масса его атома равна 95,94. принято обозначать символом «Мо».

Молибден – это редкоземельный металл. Его объем составляет порядка 0,00011% от общей массы земли. В чистом виде имеет стальной сероватый цвет, в диспергированном – серовато-черный.

Молибден, как металл, в природе не встречается. Он содержится в минералах, которых на сегодняшний день известно порядка двадцати. Преимущественно это молибдаты, которые образуются в кислотной магме и гранитоидах.

Сырье, из которого производится металлический молибден – молибденовые концентраты. В их составе данного элемента содержится около 50%. Также в них содержатся: сера ~ 30%, оксид кремния (до 9%) и около 20% прочих примесей.

Предварительно концентрат обжигают с целью дополнительного окисления. Процесс проводят в печах двух типов: многоподовых или кипящего слоя. Температура обжига 570 °С — 600 °С. В результате чего получается огарок — МоО 3 и примеси.

На следующем этапе удаляют примеси для получения чистого оксида молибдена. Применяются два способа:

Возгонка при температуре 950 °С — 1100 °С.
Химическое выщелачивание. Суть способа в том, что при взаимодействии с аммиачной водой устраняются примеси меди и железа и получается карбид молибдена, который кристаллизуют выпаркой или нейтрализацией. Далее карбид нагревают и выдерживают при температуре до 500°С. На выходе – чистый оксид МоО3, в котором содержание примесей всего 0,05%.

Производство молибдена основано на восстановлении МоО3. Процесс проводят в два этапа:

В трубчатой печи при температуре 550°С — 700°С в потоке сухого водорода происходит отделение атомов кислорода.
Далее температура поднимается до 900°С — 1000°С и происходит окончательное восстановление. Полученный металл находится в виде порошка.

Для получения монолитного металла пользуются плавлением или спеканием порошка. Плавку используют, когда получают заготовки массой от 500 кг. Процесс производят в дуговых печах с охлаждаемым тигелем, в который подается расходуемый электрод из ранее спеченных штабиков.

Порошковое спекание – это прессование в атмосфере водорода при высоких значениях давления (2000-3000 атмосфер) и температуры (1000°С — 1200°С). Полученные штабики, подвергаются спеканию при высоких температурах равных 2200°С — 2400°С. В дальнейшем молибдену придается необходимая форма за счет обработки давлением – ковкой, прокаткой, протяжкой.

Широко в промышленности используется ферромолибден, в котором до 60-70% молибдена, а оставшееся — железо. Его получают путем введения в сталь молибденовых присадок. Сплав получают путем восстановления огарка силикатом железа с добавками стальной стружки и железистой руды.

Физические свойства

Использование молибдена зависит от его свойств и характеристик. Присущие физические свойства молибдена приведены ниже:

тип металла — высокотемпературная плавка;
молибденовый цвет – свинцовый;
плотность молибдена — 10,2 г/cм 3 ;
плавление при температуре — 2615°С;
закипание при температуре — 4700°С;
проводимость тепла — 143 Вт/(м·К);
тепловая емкость — 0,27 кдЖ/(кгК);
энергия для плавления — 28000 Дж/моль;
энергия для испарения — 590000 Дж/моль;
линейное расширение, коэффициент — 6·10 -6 ;
электрическое сопротивление — 5,70 мкОм·см;
расчетный объем — 9,4 см 3 /моль;
усилие сдвига — 122·10 ·6 Па;
твердость — 125 НВ;
магнитная проницаемость -90·10 -6 .

Точению данный металл подвергается не часто, но обработка ведется стандартизованным инструментом.

Химические свойства

Молибден, химические свойства которого приведены ниже, имеет следующие характеристики:

радиус валентности — 130·10 -12 м;
ионный радиус — (+6e) 62 (+4e) 70·10 -12 м;
электрическая отрицательность — 2,15;
потенциал электрический – 0;
валентности при окислении — 2-3-4-5-6
валентность молибдена – 6;
температура начала окисления — 400°С;
окисление до МоО3 при температуре — 600°С и выше;
реакция с водородом – нейтральная;
температура реакции с хлором – 250°С;
температура реакции с фтором – комнатная;
температура реакции с серой – 440°С;
температура реакции с азотом — 1500°С.

С кислородом элемент образует два основных оксида:

МоО 3 – кристаллическая форма белого цвета
МоО 2 – серебристого цвета.

Молибден MoS 2

Свойства растворимости молибдена в химических растворах: растворим в щелочах и кислотах при нагревании. Это способствует получению различных соединений или его очищению.

Обработка молибдена

Обработка молибдена затруднена в связи с невысокой вязкостью при низких температурах. Также он имеет малую пластичность, поэтому для его обработки применяются следующие методы:

горячее деформирование:
- ковка;
- прокатка;
- протяжка;

термообработка;
механическая обработка.

При обработке небольших заготовок используются обжимные машины. Крупные заготовки прокатываются на малых станах или получают форму на протяжных станках.

Если возникает необходимость механической обработки резанием, то механическая обработка молибдена ведется инструментом, изготовленным из марок быстрорежущих сталей. Заточка углов инструмента при токарной обработке должна соответствовать углам заточки для обработки чугуна.

Термообработка молибдена характеризуется высокой прокаливаемостью из-за его содержания в сталях. Проведенная закалка повышает твердость и износоустойчивость ответственных деталей.

Применение

Около 3⁄4 всего производимого редкоземельного металла используется как легирующий элемент при производстве сталей. Оставшаяся 1⁄4 часть используется в чистом виде и в химических соединениях. Применение он нашел во многих отраслях промышленности.

Космическая область и авиастроение. Изделия из молибдена и его сплавов нашли применение для облицовки и изготовления головок ракет и носов самолетов, летающих на скоростях выше звуковых. Использование как конструкционный материал – это обшивка, а как тепловой экран – головная часть.
Металлургия. Применение молибдена в литейном производстве и металлургии обусловлено высокой прокаливаемостью. Следовательно, повышается прочность, коррозионная стойкость, вязкость. В его сплавах с кобальтом или хромом заметно повышается твердость. Из легированных сталей с молибденовыми добавками изготавливаются ответственные детали. Его добавляют в жаро- и кислотоустойчивые сплавы. Поэтому большинство инструментов, производящих горячую обработку, изготавливаются из сталей, легированных Мо.
Химическая промышленность. Из материалов с Мо, обладающих кислотоустойчивостью, изготавливают различные аппараты для производства кислот или их переработки. Нагреватели печей, внутри которых водородная среда также изготавливаются из молибденовых сплавов. Также данный металл можно найти в составе некоторых лаков, красок, эмалей и термически наносимых глазурей. Используют металл и как катализатор для химических реакций.
Радиоэлектроника. Мо — незаменимый материал для изготовления электроосветительных и электронно-вакуумных приборов, среди которых многим известны радиолампы.
Медицина. В медицине элемент используется при изготовлении рентгеновских аппаратов.
Изделия из стекла. Из-за плавления при высокой температуре Мо используют при плавлении стекла.

Марки молибдена и его сплавов

Сплавы молибдена чаше применяются в промышленности, чем чистый металл. Среди них выделяются:

металл с чистотой 99,96%, который используется для производства электронных устройств, маркируется МЧ;
металл, получаемый плавкой под вакуумом, маркируется молибден МЧВП;
для производства проволоки, используемой в источниках света, применяется металл под маркой МРН, где его содержание равно 99,92%;
при введении присадки, кремниевая щелочь, молибден маркируется МК;
в Мо вводится цирконий (Zr) или титан (Ti) – марка ЦМ;
при введении рения – МР;
вольфрам с Мо – МВ.

Плюсы и минусы молибдена

Среди достоинств следует отметить следующие:

низкая плотность, а отсюда большая прочность;
высокий показатель модуля упругости;
термоустойчивость;
жаростойкость;
коррозионная стойкость;
практически не расширяется при нагревании.

после сварки швы обладают хрупкостью;
снижение температуры уменьшает пластичность;
механическое упрочнение возможно до 8000 °С.

История молибдена

История открытия молибдена началась в 1778 году, когда химик из Швеции Карл Шееле получил минеральный молибденит в результате прокаливания молибденовой кислоты (calorizator). Через несколько лет, в 1781 году П.Гьельм получил молибден в виде металла, чистый же молибден был получен только в 1817 году Й. Берцелиусом.

По причине схожести внешнего вида минерального молибдена со свинцовым блеском, сначала их называли одинаково - от древнегреческого μόλυβδος, что означает свинец.

Молибден является элементом VI группы V периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 42 и атомную массу 95,94. Принятое обозначение - Mo (от латинского Molybdaenum ).

Нахождение в природе

Молибден в свободном виде в природе не распространён. Имеется в виде нескольких десятков известных минералов в земной коре, морской и речной воде, в нефти, углях, мизерное количество в воздухе. Основные месторождения молибдена находятся на территории США, Мексики, Чили, Канаде, России и Армении.

Физические и химические свойства

Молибден является переходным мягким металлом светло-серого цвета с характерным металлическим блеском. Устойчив во время нахождения на воздухе при комнатной температуре, процесс окисления начинается при температуре выше 400˚с.

Суточная потребность в молибдене меняется в зависимости от возраста, на неё влияют также физическая нагрузка и масса тела. Норма для детей с рождения и до 10-летнего возраста составляет 15-150 мкг в день, для взрослых - 75-250 мкг, после 70-ти лет потребность в молибдене снижается и не должна превышать 200 мкг в сутки. Обычно необходимое количество данного микроэлемента человек получает с пищей, поэтому дополнительный приём не требуется.

Полезные свойства молибдена и его влияние на организм

Молибден важен для:

Стимулирования деятельности ферментов, обеспечивающих синтез кислот и дыхание тканей;
Поддержания здорового состояния зубов;
Улучшения качественного состава крови, увеличения уровня гемоглобина крови;
Регулирования обменных процессов;
Выведения мочевой кислоты, предотвращения возникновения подагры;
Профилактики импотенции и других расстройств мужской половой сферы;
Участия в синтезе витаминов ,
Профилактики диабета.

Взаимодействие с другими

Молибден является важной частью фермента, отвечающего за утилизацию . При избытке молибдена нарушается утилизация и синтез витамина .

Главными поставщиками молибдена в организм человека являются зелёные листовые овощи ( , ), злаки, крупы ( , ) и бобовые ( , ). Присутствует молибден в , рыбе, орехах и ягодах.

Применение молибдена в жизни

Основное применение молибдена - металлургическая промышленность, также используется при производстве ламп накаливания.

Признаки избытка молибдена

Чрезмерное количество молибдена случается у работников металлургической сферы промышленности, проявляется так называемой молибденовой подагрой, которая обусловлена повышением мочевой кислоты в крови.

Недостаточное количество молибдена (дефицит) встречается крайне редко, как правило, в регионах, где в почвах не хватает минерала или у людей со скудным рационом питания. Признаками нехватки молибдена являются: замедление роста, выпадение волос, возникновение отёков, дряблость кожи и мышц, дерматиты и грибковые поражения кожных покровов.

Роль молибдена в организме человека

В человеческом организме молибден содержится в незначительных количествах, поэтому он относится к микроэлементам. Зачастую резерв молибдена хранится в печени, щитовидной железе, почках, сером веществе мозга. В теле взрослого человека содержится не более 9 мг микроэлемента.

Адсорбция элемента из продуктов питания происходит в желудке и тонком кишечнике. Из пищи всасывается до 80% молибдена. После этого соединения транспортируются по системе кровоснабжения к клеткам и тканям. Излишки металла выводятся с желчью, калом и мочой.

Функции молибдена:

Участвует в обмене белков, углеводов и жиров, удаляет из организма излишки мочевой кислоты.
Входит в состав ферментов сульфитоксидаза, ксантиноксидаза, альдегидоксидаза.
Улучшает впитывание азота, ускоряет синтез аминокислот.
Нейтрализует пурины, птеридины, пиримидины, способствует выведению из организма токсических веществ. Молибден содействует очищению от алкоголя и сульфитов.
Нормализует работу поджелудочной железы.
Нормализует функции репродуктивной системы, необходим для улучшения половых функций у мужчин.
Принимает участие в кислородном обмене. Это важный компонент системы клеточного дыхания.
Участвует в выработке красных кровяных телец в крови.
Защищает организм от воспалений, активизирует работу антивоспалительных веществ (к примеру, витамина С).
Является мощным антиоксидантом.
Профилактика анемеии, дисбактериоза, кариеса.
Стимулирует рост, поэтому дефицит молибдена опасен для детей и подростков.
Способствует усвоению феррума (железа) организмом.
Повышает активность лейкоцитов, улучшает иммунную систему.

Молибденовый дефицит у детей приводит к отставанию в росте. Такие малыши отличаются хилым телосложением и пониженным аппетитом. У взрослых повышается риск развития подагры, мочекаменной болезни, онкологии, у мужчин – импотенции.

Молибден активно используется для лечения заболеваний ЖКТ (желудочно-кишечный тракт), дыхательной и опорно-двигательной системы. Препараты с молибденом назначаются для улучшения иммунитета и нормализации репродуктивной функции.

Основные источники минерала

Растительные источники (табл. 1):

Зеленые овощи (шпинат, салат, капуста, щавель, брокколи). А также морковь, огурцы, зеленый лук, чеснок, помидоры.
Бобовые (чечевица, горох, фасоль, соя).
Зерновые культуры (гречка, ячмень, овес, рожь, пшеница).
Черная смородина, крыжовник, малина.
Семена подсолнечника.
Какао бобы.

Животные источники (табл. 1):

Мясо птицы, баранина, говядина, свинина.
Молоко и молочные продукты.
Морская рыба, морепродукты.
Яйца.
Мясные субпродукты (печень, почки).

Источником молибдена также является поваренная соль. Суточная доза молибдена, подана в табл. 2.

Таблица 1. Содержание молибдена в продуктах


Печень говяжья	110
Соя	95
Горох	83
Почки говяжьи	82
Фасоль	76
Печень куриная	55
Пшеница зерновая	42
Куриное яйцо	40
Гречневая крупа	36
Молоко	35
Рыба холодного копчения	26
Черная смородина	24
Кальмары	20
Лук зеленый	19
Пшеничная крупа	17
Курятина	16
Малина	14
Крыжовник	11

При длительной варке овощей и размораживания мяса в воде молибден теряется. Обогатите свой рацион молочными продуктами, свежими овощами и фруктами, полезной выпечкой – и вы не будете испытывать дефицит минерала

Таблица 2. Суточная норма молибдена

Молибден в более высоких дозировках принимают:

При опухолях.
При бесплодии и нарушениях гормонального фона.
Тахикардии, кариесе и нарушениях зрения.

Взаимодействие с другими элементами

Особенности реакции с другими нутриентами:

Несовместим с серой и медью – они связывают и выводят из организма молибден. Сульфат меди ускоряет выведение молибденовых соединений с желчью.
Прием препаратов с натрием , свинцом и вольфрамом снижают всасывание молибдена.
Молибден отвечает за утилизацию железа, поэтому одновременно эти препараты принимать нельзя.
При избытке молибдена нарушается синтез витамина В12. Одновременно принимать эти препараты также нежелательно.
Совместим с большинством витаминов группы А , , , .

Дефицит молибдена

Дефицит молибдена диагностируется нечасто, поскольку во многих областях овощи и фрукты выращиваются на землях, в которых молибдена содержится в несколько раз выше нормы. Частично наш организм компенсирует недостаток молибдена из воды и воздуха: соединения этого микроэлемента легко растворимы, они быстро всасываются и разносятся по всему организму. Интересен тот факт, что в организме животных молибден не накапливается.

Причины дефицита молибдена:

Нарушение обмена молибдена.
Частые стрессы.
Несбалансированное питание.
Болезни, при которых приходится питаться парентерально.
Избыточное содержание в организме тяжелых металлов, вытесняющих молибден.

Симптоматика при нехватке молибдена:

Нервозность, проблемы со сном, высокая возбудимость.
Тахикардия.
Нарушение обмена белков.
Ослабление зрения, неспособность различать предметы в сумерках.
Головные боли.
Кровоточивость десен и полости рта.
У детей задержка роста.
Судороги.
В моче повышается уровень ксантина и сульфита.

Длительный дефицит проявляется тошнотой, рвотой, общим ухудшением состояния. Повышается риск развития онкологических заболеваний.

Прежде всего, нужно пройти полное обследование и скорректировать рацион. Чаще всего дефицит молибдена развивается на фоне других заболеваний. Принимать препараты с высоким содержанием этого микроэлемента можно только по назначению врача

Избыток молибдена

Токсической дозой считается 10 мг, летальной – 50. Из продуктов получить такое количество молибдена практически невозможно. Избыток этого элемента диагностируется крайне редко, ведь в норме организм сам заботится, о поддержании должного уровня минерала.

Причины избытка:

Злоупотребление лекарственными препаратами.
Работа на вредных производствах.
Недостаток меди в рационе.

Симптомы передозировки:

Нарушение репродуктивных функций.
Раздражение слизистых оболочек.
Изменение пигментации кожи.
Похудение.
В суставах откладываются соли.
В моче увеличивается процент содержания мочевой кислоты.

В дальнейшем это чревато развитием анемии, уратурии, лейкопении и прочих заболеваний. Врачи берут на анализ кровь (в норме на литр должно приходиться 0,3-1,2 мкг молибдена) и образцы волос. После этого назначается лечение препаратами с серой и железом – эти элементы выводят излишки молибдена из организма и временно блокируют всасывание.

Препараты с молибденом

Лекарственной формы с молибденом не существует, поскольку дефицит этого элемента можно ликвидировать при помощи правильного рациона и аптечных БАД (биологически активные добавки) и витаминов.

Молибден входит в комплексы: Мульти Табс, МультиМакс, Геримакс, Алфавит, Витрум, Центури 2000, Дуовит, StayHealthy и др.

Роль молибдена в жизни человека и основные его источники, смотрите в видео ниже.

Государство