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(化學元素)

鎖定
鉬(Molybdenum),元素週期表第五週期第6族(鉻分族)過渡金屬元素。元素符號Mo,原子序數42,相對原子質量95.95。相對密度為10.28g/cm³,熔點2622℃,沸點4825℃。電阻率5.2X10⁻⁸Ω·m(20℃)。 [1] 
鉬具有高強度、高硬度、機械性能優異的特點,而且在高温下仍能保持高強度和高硬度。鉬主要用於鍊鋼,摻入鉬的合金鋼具有高強度、高韌性、突出的耐熱強度和抗腐蝕性能。金屬鉬在電子管晶體管整流器等電子器件方面有廣泛的應用。 [7] 
鉬的重要化合物有氧化鉬、硫化鉬、鉬酸鹽和鉬的多酸鹽等。自然界中主要以輝鉬礦(主要成分二硫化鉬)存在。高温氧化輝鉬礦為氧化鉬,再用氫氣或用鋁熱法還原製得單質鉬。主要用於特種合金、電極和催化劑等。是人體必需的微量元素。 [1] 
中文名
外文名
molybdenum [1] 
CAS登錄號
7439-98-7
EINECS登錄號
231-107-2
熔    點
2622 ℃ [1] 
沸    點
4825 ℃ [1] 
密    度
10.28 g/cm³ [1] 
外    觀
銀白色金屬
應    用
特鋼、合金鋼、工具鋼、結構鋼等
安全性描述
S26;S36/37/39;S16;S9;S62;S61
危險性符號
Xi
危險性描述
R36/37/38
UN危險貨物編號
3264

研究簡史

鉬精粉 鉬精粉
18世紀末以前,歐洲市場上兩者都以“molybdenite”名稱出售。
1778年,舍勒組織研究了一種礦物,該礦物被稱為輝鉬礦。 [4] 
1782年,瑞典一家礦場主埃爾姆,用亞麻子油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒,從輝鉬礦中分離出金屬鉬,命名為molybdenum,元素符號定為Mo,得到貝齊裏烏斯等人的承認。 [2] 
1953年,確知鉬為人體及動植物必須的微量元素。

理化性質

物理性質

安瓿中的鉬杆 安瓿中的鉬杆
鉬為堅硬的銀白色金屬,立方晶系。相對密度為10.28g/cm³,熔點2622℃,沸點4825℃。電阻率5.2X10⁻⁸Ω·m(20℃)。因表面有氧化膜而抗腐蝕,常温下不被空氣氧化,不溶於鹽酸或氫氟酸,可溶於熱濃硫酸、硝酸和熔融硝酸鉀。氧化態有+2、+4和+6,+6為主要氧化態。 [1] 

化學性質

  • 鉬與空氣的反應
在室温下,鉬不與空氣或氧氣(O₂)發生反應。在紅熱時,鉬可以與氧氣發生反應生成氧化鉬(Ⅵ)MoO₃。 [4] 
  • 鉬與鹵素單質的反應
鉬在室温下與氟氣(F₂)發生直接反應,生成氟化鉬(Ⅵ)MoF₆。 [4] 
精心控制鉬與氯氣(Cl₂)的反應條件,可生成氯化鉬(V)MoCl₅。 [4] 

製備方法

  • 粉末冶金法
鉬粉經壓縮固化後,在氫氣或真空中燒結。在壓縮和燒結狀態中,鉬粉的密度為理論值的90—95%,經軋製與模壓等機械加工工序後,鉬粉才達到理論密度。 [8] 
  • 真空電弧澆注法
鉬粉與機牀切屑混合,並連續壓成電極。把電極連續不斷地送入水冷銅模。模內的電位差形成一電弧,電弧熔化電極的末端,熔融金屬在模內凝固。在真空電弧澆注法生產中,由於經過澆注,鉬是很緻密的。然而,澆注的鉬是粗晶粒,因此需要進行包括再結晶回火的機械加工,以使晶粒細化並獲得優良的性能。鑄造組織通常首先為高温擠壓操作破壞掉。擠壓坯料在進一步鍛壓或軋製之前通常要進行再結晶。 [8] 

應用領域

工業用途

  • 熔化玻璃的電極
鉬是一種很好的電極材料,因為鉬在操作温度下的強度高,而且鉬的導電性好,可能生成的鉬氧化物並不使大多數的玻璃變色。 [8] 
  • 加熱爐部件
鉬的熱強度高,使其在真空加熱爐、中性或還原性氣氛加熱爐中有廣泛的用途,如製作加熱元件、反射罩及舟皿 [8] 
  • 電氣與電子元件
鉬絲是良導體,在白熾燈泡中廣泛用於支撐鎢絲。無線電真空管、X射線管及許多電子器件需用鉬製作熱強度高的元件。 [8] 
  • 鑄模
TZM鉬基合金較重要的一個用途是製作黃銅、鋁與鋼壓鑄件的芯與模具。甚至一些鋅的壓鑄件使用TZM模具效果甚好。TZM合金做鑄模的優點是熱強度高,散熱性好,且抗熱裂。 [8] 
  • 熱加工模具
TZM鉬基合金的熱強度高,因此可製作鍛壓模、衝壓模及衝孔杆等模具。 [8] 

醫療用途

鉬-99是鉬的放射性同位素之一,在醫院裏用於製備鍀-99。鍀-99是一種放射性同位素,病人服用後可用於內臟器官造影。用於該種用途的鉬-99通常用氧化鋁粉吸收後存儲在相對較小的容器中,當鉬-99衰變時生成鍀-99,在需要時可把鍀-99從容器中取出發給病人。 [6] 

分佈情況

鉬坩堝 鉬坩堝
自然界中不存在遊離態的金屬鉬。鉬的主要礦物是輝鉬礦(二硫化鉬,MoS₂)。 [4] 
鉬在地球上的藴藏量較少,其含量僅佔地殼重量的0.001%,鉬礦總儲量約為1500萬噸,主要分佈在美國、中國、智利、俄羅斯、加拿大等國。中國已探明的鉬金屬儲量為172萬噸,基礎儲量為343萬噸,僅次於美國而居世界第二位。鉬礦集中分佈在陝西、河南、吉林和遼寧等四省。

安全措施

環境危害

鉬在地殼中的平均丰度為1.3ppm,多存在於輝鉬礦鉬鉛礦、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,鉬化物通常低於1微克/米。

健康危害

  • 鉬缺乏症
膳食中的鉬很易被吸收。但硫酸根(SO42-)因可與鉬形成硫酸鉬(molybdenum sulfate)而影響鉬的吸收。同時硫酸根還可抑制腎小管對鉬的重吸收,使其從腎臟排泄增加。因此體內含硫氨基酸的增加可促進尿中鉬的排泄。鉬除主要從尿中排泄外,尚可有小部分隨膽汁排出。
鉬缺乏主要見於遺傳性鉬代謝缺陷,尚有報道全腸道外營養時發生鉬不足者。鉬不足可表現為生長髮育遲緩甚至死亡,尿中尿酸黃嘌呤次黃嘌呤排泄增加。
  • 鉬過量
過量的鉬對人體生命健康危害極大。它能夠使體內能量代謝過程出現障礙,心肌缺氧而灶性壞死,易發腎結石和尿道結石,增大缺鐵性貧血患病幾率,引發齲齒 [3] 
人和動物機體對鉬均有較強的內穩定機制,經口攝入鉬化物不易引起中毒。據報告,生活在亞美尼亞地區的居民每日鉬攝入量高達10~15mg;當地痛風病發病率特別高,被認為與此有關。鉬冶煉廠的工人也可因吸入含鉬粉塵而攝入過多的鉬。據調查,這些工人的血清鉬水平、黃嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均顯著高於一般人羣。

毒理資料

幾乎所有鉬的化合物都有劇毒,並會導致畸形。 [4] 

儲存運輸

儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。防止陽光直射。包裝密封。應與氟、酸類、食用化學品分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。 [5] 

檢測方法

鉬的測定方法,是將樣品經HNO₃-HCIO₄消化,鹽酸溶解。硫氰酸鹽與鉬作用,在還原劑作用下成為橙黃色絡合物,異丙醚溶劑萃取,分光光度計比色,即可測定溶液中的鋁含量。 [9] 
參考資料
  • 1.    常文保.化學詞典.北京:科學出版社,2008.05:38.
  • 2.    徐翔飛. 簡明英漢化學化工詞典[J]. 1984.
  • 3.    曹必寬, 賈如寶. 鉬伴生元素鉛對人體危害的防治[J]. 中國鉬業, 1995(3):53-56.
  • 4.    佘煊彥、袁婉清.化學元素知識精編.北京:化學工業出版社,2022.07:100-102.
  • 5.    鉬 Molybdenum  .物競化學品數據庫[引用日期2024-03-10]
  • 6.    王箴. 化工詞典[M]. 化學工業出版社, 2000.
  • 7.    張妙弟.中國國家地理百科全書:河南、湖北、湖南.北京:北京聯合出版公司,2016.06:31.
  • 8.    上海科學技術情報研究所.材料技術參考資料.上海:上海科學技術出版社,1978.02:199-200.
  • 9.    賈英民.食品安全控制技術.北京:中國農業出版社,2006.05:178.