元素是C.W.Scheele在1778年發現的,他用硝酸分解輝鉬礦時得到鉬酸,并獲得了鉬鹽,同年制出了氧化鉬。1781年,瑞典人哥耶利穆用碳還原三氧化鉬獲得金屬鉬。P.J.Hjelm在1782年得到純金屬,命名為鉬。
鉬在它被發現前就得到了應用,在十四世紀日本就用含鉬的鋼制造馬刀;在十六世紀,輝鉬礦曾象石墨一樣被當作鉛筆使用。
十八世紀以前,人們把鉬誤認為是鉛。在很多世紀中,認為輝鉬礦(MoS2)和石墨是相同的東西。
1893年M.Moissan 用電爐加熱碳和二氧化鉬的混合物,才得到含鉬量在92%~96% 的鑄態金屬鉬。
十九世紀初,別爾齊利烏斯用氫還原三氧化鉬得到了更純的金屬鉬。
在十九世紀末發現鋼中添加鉬后,鉬鋼的性質和同樣成分的鎢鋼性質相似。在1900年成功地研究出了鉬鐵生產工藝后,使鉬鋼的生產能在1910年迅速發展。因為當時發現了鉬鋼能滿足炮鋼材料需要的特殊性能。此后,鉬成為耐熱和防腐的各種結構鋼的重要成分,也是有色金屬-鎳和鉻合金的重要成分。
二十世紀初,鉬仍是以某些化合物在工業上應用,其中有作為磷試劑用的鉬酸銨、作為顏料用的鉬藍和其它某些化合物。
金屬鉬的工業生產以及在電氣工業上的廣泛應用,大約是與金屬鎢的同一年代(1909年)開始的。因為生產這兩種致密金屬的粉末冶金法和壓力加工工藝已研究成功,完全可應用于生產。
在第二次世界大戰期間,美國的克萊麥克斯鉬業公司研究出真空電弧熔煉法。用這種方法得到了重450~1000kg 的鉬錠,從此打開了用鉬作結構材料的道路。不斷發展的粉末冶金法在五十年代已能生產重180kg 以上的坯料。五十年代后,鉬的研究工作主要是積極探索耐熱鉬基合金的成分和生產工藝。
我國在1914年開始采掘鉬礦,但由于帝國主義的掠奪和國內的落后、黑暗,一直到1949年前,沒有鉬的冶煉工業。中華人民共和國成立后,我國的鉬冶煉工業從無到有,1953年9月26日,以鄭良永先生為首的試制小組,在上海燈泡廠當時簡陋的條件下,拉出了中國第一根鎢絲,1954年拉出了第一根鉬絲。五十年代末,我國開始興建鉬冶金工業,如長江冶煉廠九車間(現在的株洲硬質合金廠鎢鉬分廠)。六十年代末至七十年代初,我國的鉬冶金工業又增加了很多新廠并開始向深度加工發展。
六十年代以來,鉬冶金的工藝研究一方面走向超高純的研究,另一方面滿足某些性能而人為地摻雜一些其它元素,摻雜方法由固-固相摻雜進入到固-液相摻雜;在七十年代末至八十年代初,株洲硬質合金廠與上海鋼研所聯合,成功地研究出鉬的液-液相摻雜工藝,使摻雜鉬的均勻性提高到一個新的階段。八十年代中期,我國的開始大量引進國外的先進的技術和設備,使我國的鉬冶金工業跨上一個新的臺階,縮短了與世界水平的差距。經過短短的四十多年的發展,中國的鉬工業從探礦、開采、選礦、濕法冶煉、粉未冶金、壓力加工和鉬產品的應用都具有一定的水平,在全世界已享有一定的地位。
鉬是稀有高熔點金屬,屬于元素周期系中第五周期(第二長周期)的 VIB族。鉬是一種銀白色金屬,外形似鋼。鉬的熔點高,蒸氣壓很低,蒸發速度也較小。它的延伸性能比鎢好,易于壓力加工,可以加工成很薄的箔材和很細的絲材。鉬的硬度和強度極限比鎢低,它的熱膨脹系數與玻璃接近。它的主要物理性質如下:
原子序數 42
穩定同位素及其所占%
92(14.84);94(9.25);95(15.92);96(16.67);97(9.55);98(24.14);100(9.63)
相對原子質量 95.94
自由原子的電子層結構 1S22s22p63s23p63d104s24p64d55s1
原子體積(cm3/mol) 9.42
相對密度 (g/cm3) 10.2
晶體結構 體心立方
晶格常數 3.1467~3.1475
熔點(℃) 2622±10 (2895±10K)
沸點(℃) 4804(5077K)
升華熱 ( kJ/mol)
絕對零度 650±3.8
298K 664.5
蒸發熱 (kJ/mol )沸點時 589.66±20.9
熔化熱 ( kJ/mol) 27.6±2.9
電阻溫度系數(I/℃) 0.0047
電子逸出功(eV) 4.37
熱中子俘獲面/m 22.7×10-28
抗拉強度極限(MPa)
鉬絲(與直徑大小有關,延伸率2%~5%) 1372~1568
經過退火的鉬絲(延伸率20%~25%) 784~1176
單晶鉬絲(延伸率30%)
343
彈性模量 ( MPa )
絲材φ0.5~1.0mm的鉬絲 2.79×105~ 2.94×105
屈服點(MPa )(未經退火的鉬絲) 400~600
熱膨脹系數(1/K)
0~20℃ 5.3×10-6
25~700℃ (5.8~6.2)×10-6
塑-脆轉變溫度(℃)(大變形,90%以上) -40~+40
鉬在常溫下的空氣中是穩定的;當溫度在400℃發生輕微氧化(可看到氧化色),高于600℃時,金屬迅速氧化成三氧化鉬;高于700℃時, 水蒸汽將鉬強烈氧化成MoO2 。
鉬與氫一直到它的熔化溫度都不發生任何化學反應。但鉬在氫氣中加熱時,能吸收一部分氫氣生成固溶體,例如在1000℃,100g金屬鉬能吸收0.5cm3氫,在300℃時氫被細顆粒鉬粉所吸收。
低于1500℃以下,鉬與氮不發生反應;高于1500℃時,鉬與氮發生化學反應生成氮化物。假如氮的壓力低 ,到2400℃都還看不到反應。
碳、碳氫化合物和一氧化碳從800℃開始,就與鉬相互作用而生成碳化鉬(Mo2C)。二氧化碳在700℃以上時,使鉬氧化。
氟與鉬在常溫下就能發生化學反應,生成具有揮發性的氟化鉬MoF6。
氯與鉬則高于250℃才能相互作用,生成具有揮發性的氯化鉬MoCl5。
碘蒸氣與鉬不發生化學反應。
溴在淡紅熱下與鉬發生反應。當有水分存在時,全部鹵素在室溫下均對鉬起作用。
硼與鉬在加熱的情況下相互作用。
硫蒸氣高于 440℃、而硫化氫則需高于 800℃才能與鉬發生反應生成二硫化鉬(MoS2),含硫氣體在700~800℃也能氧化金屬鉬。
溫度高于1200℃時,鉬與硅相互作用生成二硅化鉬(MoSi2),當溫度一直升 到1500℃時,它在空氣中都非常穩定。
在常溫下,鉬在鹽酸和硫酸中是穩定的;但加熱到 80~100℃時,鉬就稍許溶解。硝酸和王水在常溫下能緩慢地溶解金屬鉬,加熱時溶解速度加快。
金屬鉬在過氧化氫中溶解并生成過氫酸─H2MoO6和H2Mo2O11。
鉬在氫氟酸中是穩定的,但在氫氟酸和硝酸混合液中迅速溶解。當硝酸∶硫酸∶水的體積比=5∶3∶2 時組成的混合液可以作鉬的溶解劑。 纏繞鎢線圈的鉬芯就是用這種混合液溶解的。
鉬在常溫的堿溶液中是穩定的,在熱堿溶液中稍被腐蝕。熔融堿能強烈地氧化金屬鉬,如有氧化劑存在,鉬的氧化程度更為劇烈,生成鉬酸鹽。
鉬的氧化物:
氧化物 鉬能生成一系列的氧化物,最穩定的氧化物為三氧化鉬(MoO3)和二氧化鉬(MoO2)。此外,還能生成若干的中間氧化物,該系列氧化物相應的成分是MonO3n-1 (Mo9O26、Mo8O23、Mo4O11) 。因為鉬的外層電子結構為4d55s1 所以它的化合物主要為+6價,此外還有+2、+3、+4、+5等價態。
三氧化鉬。MoO3)三氧化鉬是生產金屬鉬不可缺少的中間化合物,在生產中具有重大的意義。它可由金屬鉬或它的低價氧化物氧化時生成;或氧化焙燒輝鉬礦礦物(MoS2)也能得到。三氧化鉬是略帶淺綠的白色粉未,加熱變黃,密度為4.69 g/cm3,熔點為795℃,沸點為1155℃;在800~1000℃的蒸氣中,主要
以聚合分子(MoO3)3
的形式存在,溫度高于 600℃顯著升華;它的生成熱為745±6.3 kJ/mol,在800~900℃下可被氫還原成金屬鉬。三氧化鉬主要為酸性氧化物,但其酸性比三氧化鎢弱,具有某些兩性的性質,故能與堿及某些強酸反應。20℃時,三氧化鉬在水中的溶解度為0.4~2g/L,溶液呈酸性(pH=4~4.5)。三氧化鉬與酸、堿的反應如下:
與酸作用: MoO3+H2SO4=MoO2SO4+H2O
MoO3+2HCI=MoO2Cl2+H2O
MoO3+HNO3=MoO2(NO3)2+OH
與堿作用:2MeOH+MoO3=MeMoO4+H2O (Me代表K、Na、NH4)
三氧化鉬在堿和氨的水溶液中溶解并生成鉬酸鹽;它和三氧化鎢相互間不生成固溶體。
二氧化鉬 (MoO2)是在450~470℃用氫還原三氧化鉬得到的深褐色粉末,密度為 6.34g/cm3,生成熱為590kJ/mol。二氧化鉬實際上不溶于水、堿和非氧化性酸的水溶液,硝酸可將MoO2氧化成MoO3。二氧化鉬結晶呈金紅石型晶格,晶格常數為a=4.86A和C=2.79A。
中間氧化物 用氫還原MoO3,或使MoO2氧化,或在惰性(氮)氣氛中加熱MoO3和MoO2混合物、按一定配比的MoO3和鉬粉均可生成中間氧化物。Mo4O11呈藍-紫色,Mo8O23和Mo9O26呈藍-黑色。Mo4O11微溶于水、硫酸、鹽酸以及稀堿溶液。
鉬酸和鉬酸鹽:
正鉬酸 MoO3與H2O形成正鉬酸H2MoO4 (MoO3·H2O),亦存在 MoO3·2H2O和MoO3·0.5H2O。MoO3·2H2O在33℃以下穩定,高于33℃分解為MoO3·H2O,在120 ℃時進一步分解為MoO3。鉬酸具有兩性,以酸為主。鉬酸和MoO3一樣,既可溶于酸,又可溶于堿。
鉬酸在水中的溶解度與溫度的關系(以MoO3計)見下表
溫 度 ( ℃ ) |
18 |
30 |
36.8 |
45 |
52 |
60 |
70 |
80 |
溶解度 ( g/L) |
0.106 |
0.257 |
0.382 |
0.365 |
0.417 |
0.421 |
0.466 |
0.518 |
MoO3·H2O |
MoO3·2H2O |
在鹽酸中與溶液pH 值關系見下表(以MoO3計)
PH 值 |
0.265 |
0.67 |
1.10 |
1.
72 |
2.46 |
3.09 |
4.73 |
6.40 |
溶解度 ( g/L) |
4.42 |
1.68 |
0.412 |
0.312 |
0.66 |
1.416 |
1.712 |
1.64 |
當酸作用于鉬酸鹽溶液時,便析出體積龐大的白色含水三氧化鉬沉淀。低于33℃時,含兩個水分子的水化合物
MoO3·2H2O
(H2MoO4·H2O) 是穩定的;單水水化物MoO3·H2O或 H2MoO4 在 61~120℃之間是穩定的,高于120℃便發生脫水而生成MoO3,但鉬酸能溶于強礦物酸中。
鉬的同多酸鹽的通式可用nMe2O·mMoO3表示,一般將n∶m=1∶2的鹽作重鉬酸鹽(二鉬酸鹽)n∶m=3∶7 及5∶12的稱作仲鉬酸鹽,n∶m =1∶3 和n∶m =1∶4的稱作偏鉬酸鹽,n∶m=1∶10的稱作十鉬酸鹽,n∶m=1∶16的稱作十六鉬酸鹽,F已知有下列各種鉬酸鹽:
Me2O·MoO3·nH2O
正鉬酸鹽
Me2O·2MoO3·nH2O
重鉬酸鹽
3Me2O·7MoO3·nH2O
仲鉬酸鹽
5Me2O·12MoO3·nH2O
仲鉬酸鹽
Me2O·3MoO3·nH2O
偏鉬酸鹽
Me2O·4MoO3·nH2O
偏鉬酸鹽
Me2O·10MoO3·nH2O
10鉬酸鹽
Me2O·16MoO3·nH2O
16鉬酸鹽
聚鉬酸鹽 鉬酸可與各種數目MoO3分子結合,生成聚鉬酸,其成分可用如下通式表示:xH2O·yMoO3(式中y>x)。中和堿金屬鉬酸鹽或在鉬酸鹽溶液中溶解MoO3均可得到聚鉬酸鹽。當溶液pH≥6.5時,僅有正鉬酸陰離子MoO存在;pH=6.5~2.5之間,發生聚合作用 生成Mo7O、Mo8O、MoO和其它成分的聚合陰離子;在pH值低于2.5時,生成陽離子(MoO和成分更為復雜的陽離子);pH<1時,陽離子在溶液中占絕對優勢。
正鉬酸鹽包括正鉬酸鈉、 正鉬酸銨、鉬酸鋇、鉬酸鈣、正鉬酸鐵、鉬酸鉛、鉬酸銅等。
正鉬酸鈉(Na2MoO4) 當Na2O : MoO3>1 時,溶液中結晶出正鉬酸鈉,它是一種白色鱗片結晶。溶于水和堿,10~100℃ 溫度范圍內,析出含兩個水分子
的正鉬酸鈉(Na2MoO4·2H2O);低于10℃時,則含10個水分子;100℃ 失去水,
無水正鉬酸鈉(Na2MoO4)的熔點為627℃,密度為3.28g/cm3。 正鉬酸鈉在水中的溶解度見下表。
溫度 (℃) |
0 |
4 |
9 |
10 |
15.5 |
32 |
51.5 |
100 |
溶解度(無水鹽%) |
30.63 |
33.85 |
38.16 |
39.28 |
39.27 |
39.82 |
41.27 |
45.57 |
Na2MoO4·10H2O |
Na2MoO4·2H2O |
鉬酸鋇 (BaMoO4) 用鉬酸和氯化鋇或硫酸鋇經溶解結晶后生成。它是一種白色或淡綠色的粉末,不溶于水、醇,微溶于酸類,密度為 4.6~4.9g/cm3,熔點為1480℃。它對金屬有優異的密著性能。
鉬酸鈣。CaMoO4) 在自然界中鉬酸鈣常以鉬酸鈣礦礦物形式存在。鉬酸鈣是一種粉末狀的鹽,將氯化鈣加入鉬酸鹽水溶液可沉淀出來。高于450℃時, 氧
化鈣與鉬酐直接作用也可生成鉬酸鈣,它的密度為 4.28g/cm3,熔點為1520℃,在1kg水中的溶解度于20℃時為0.0058g,在100℃時為0.235g。鉬酸鈣在1200℃的高溫下也不發生熱離解作用,在紫外線照射下發出一種黃色的螢光。鉬酸鈣是工業上的重要產品,可作為添加劑加入鋼中,同時又是生產鉬鐵的原料。
正鉬酸鐵 [Fe2(MoO4)3·nH2O] 它是將氯化鐵或硫酸鐵加到鉬酸鈉溶液中得到的黃色沉淀物;可將固體氧化物(Fe2O3和MoO3)在500~600 ℃溫度下相互作用時,也同樣生成Fe2(MoO4)3,顏色由黃色變為棕色。 鉬酸鐵在自然界中以鉬華狀態存在。只有當溶液的pH值≈3.5時,才能獲得相當于 Fe2(MoO4)3.nH2O分子式的沉淀。如 pH值高,沉淀中含有氫氧化鐵則呈褐色;如 pH值低,沉淀物則含有鉬酸。加熱溫度高于800℃時,鉬酸鐵分解成Fe2O3和MoO3。Fe2O3和MoO3在700℃共熱時,如原混合物中有多余的三氧化鉬存在,則生成Fe2(MoO4)3。從鉬酸鹽溶液中不能沉淀出二價鐵鉬酸鹽FeMoO4,因為Fe2+離子能還原(MoO4)2-離子,但在隔絕空氣加熱加熱到500~600℃的條件下,氧化物FeO和MoO3 混合物也可生成FeMoO4。
鉬酸鉛 (PbMoO4)是白色微溶于水的鹽,在自然界中常以鉬酸鉛礦物形式存在。鉬酸鉛可從堿金屬鉬酸鹽溶液中沉淀出來;也可在500~600℃溫度下加熱PbO和MoO3的混合物得到;密度6.92g/cm3,熔點1065℃。新沉淀析出的鉬酸鉛能溶于硝酸和氫氧化鈉中,赤熱的鉬酸鉛在這些溶劑和醋酸中的溶解度很小。
鉬酸銅 (CuMoO4) 在500~700℃溫度區間加熱CuO和MoO3 混合物可得到黃綠色粉末狀的無水鉬酸銅。在850℃時,鉬酸銅熔化并分解。 將含銅的鹽加入鉬酸鈉水溶液中,沉淀出黃綠色的堿性鉬酸銅。根據沉淀的條件不同,可析出相當于分子式CuO·3CuMoO4·5H2O的沉淀,亦可析出成分接近于2CuMoO4·Cu (OH)2的 沉淀。
鉬酸銨 在25℃和85℃下MoO3-NH3-H2O系中,不同的條件將析出單相鉬酸銨(正鉬酸銨)[(NH4)2MoO4]、二鉬酸銨(重鉬酸銨) [(NH4)2Mo2O7]、仲鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O] 及八鉬酸銨 (亦稱8/3鉬酸銨) [(NH4)6Mo8O27·4H2O] 等化合物。仲鉬酸銨加熱到245℃或將鉬酸銨溶液中和到 pH=2~3 時得四鉬酸銨(亦稱多鉬酸銨或無水八鉬酸銨) [(NH4)4Mo8O26]。
二鉬酸銨 (NH4)2Mo2O7(重鉬酸銨)在水中的溶解度大,且隨溶液中游離NH3濃度而變。二鉬酸銨在空氣中加熱,則將按以下順序分解:
(NH4)2Mo2O7─→(NH4)2Mo3O10─→(NH4)4Mo8O26─→ MoO3
仲鉬酸銨 (NH4)6Mo7O24·4H2O或[3(NH4)2O·7MoO3·4H2O](一般認為 第二個分子式比較正確)。仲鉬酸銨系當 NH3∶MoO3等于或稍大于6∶7 時,從氨溶
液中結晶出的鹽。蒸發溶液(把銨除去)或中和溶液(化合部分銨)都可以達到這一比例。仲鉬酸銨在空氣中是穩定,它的水溶液呈弱酸性,在20℃水溶液中的溶解度為300g/L,在80~90℃水溶液中的溶解度為500g/L。在150℃
時開始分解并析出氨,轉化為四鉬酸銨 (NH4)2O·4MoO3。加熱到350℃時,氨全部被除掉剩下MoO3。仲鉬酸銨是最常見的商品和生產三氧化鉬的原料。仲鉬酸銨在空氣中加熱按以下順序分解:
(NH4)6Mo7O24·4H2O─→(NH4)4Mo5O17─→(NH4)4Mo8O26─→ MoO3
四鉬酸銨 (NH4)2Mo4O13
[或(NH4)2O·4MoO3] 用酸中和鉬酸銨溶液使其
pH=2~3 時,便析出四鉬酸銨。pH=2~3 時,四鉬酸銨的溶解度(換算成MoO3)為0.5~1.0g/L。
八鉬酸銨 (亦稱8/3鉬酸銨),溶解度小。
鉬酸鈉 二鉬酸鈉Na2Mo2O7·6H2O、三鉬酸鈉Na2Mo3O10·7H2O、四鉬酸鈉 Na2Mo4O13·7H2O、仲鉬酸鈉Ma6Mo7O24·22H2O等均屬鈉的同鉬酸鹽, 都易溶于水。24℃時上述四種鹽在1kg水中溶解度分別達270、93、85、35g(以MoO3計)。
雜多酸和雜多酸鹽 鉬與鎢一樣與磷酸、砷酸、硅酸和硼酸都有形成絡合物的傾向。屬于此類化合物中常見的一種鹽是磷鉬酸銨(NH4)3[P(Mo3O10)4]·6H2O。
這種溶解度很小的鹽是將含鉬酸銨的硝酸溶液倒入含有硝酸的磷酸銨溶液中沉淀出來的。這一反應廣泛用于磷酸的定量和定性的化學分析上。
鉬藍 鉬酸或鉬酸鹽的酸性溶液在還原劑(SO2、H2S、Zn、葡萄糖等)作用下呈深藍顏色,這種顏色與反應生成的所謂鉬藍有關。根據不同的沉淀條件, 析出的不定型的沉淀物可具有各種成分:Mo8O23·xH2O、Mo4O11·xH2O等。鉬藍多以膠體存在于溶液中,并很容易被表面活化物質所吸收,如植物纖維吸附鉬藍之后都呈現藍色。生成鉬藍的化學反應也廣泛用于化學分析上。
鉬的硫化物 鉬與硫能生成三種硫化物 ─ MoS3、MoS2、和Mo2S3,
不過只有MoS2和MoS3具有實用價值。MoS2在自然界以輝鉬礦形式存在,它是制取鉬的主要原料;它的熔點為1180℃、不溶于水、也不溶于氨水、蘇打及還原性無機酸溶液中;在空氣中加熱450~550℃時可氧化成MoO3。在隔絕空氣的條件下,加熱高價硫化物、用硫的蒸氣作用于鉬粉、將三氧化鉬與蘇打和硫一起熔融可以獲得人造的二硫化鉬。二硫化鉬的生成熱在805℃時為77.4千卡,1005℃時為80千卡。在溫度高于1000℃的真空下,MoS2離解生成金屬鉬和硫蒸氣,有CaO存在下通俗被氫還原得到金屬鉬。三硫化鉬在自然界中存在很少。硫化氫通過加熱的酸性鉬酸銨溶液時, 沉淀出高價硫化物MoS3 。三硫化鉬呈深棕色,易溶于在硫化銨和各種硫化堿中生成硫代鉬酸鹽,硫代鉬酸鹽易溶于水,并以鮮紅色的晶體從溶液中結晶析出,這些晶體能被各種酸分解生成三硫化鉬。三硫化鉬在亞硫酸銨或亞硫酸鈉溶液中溶解,生成含鉬磺酸鹽 (NH4)2MoS4和和氧化磺酸鹽 (NH4)2MoOx·S4-x;撬鉬鹽易溶于水,當溶液酸化時,分解為三硫化鉬。沉淀三硫化鉬的化學反應不僅用于鉬的化學分析,從溶液中提取鉬的工藝也利用這個反應,這一特點可用在化學分析中測定鉬和鎢鉬的分離。
鉬的氯化物 鉬可生成一系列氯化物和氧氯化合物。其中的一些鉬氯化物和氧氯化物的某些性質見下表。
化合物 |
顏 色 |
在 各 種 溫 度 下 的 行 為 |
生成熱 ( kJ/mol ) |
MoCl5 |
黑紫色 |
194℃熔化,268℃沸騰,在氣相中分解生成MoCl4(氣態) |
529.4 |
MoCl4 |
棕 色 |
在固態中高于130℃分解生成MoCl3(固)和MoCl5(氣),在330~630℃區間內MoCl4是構成氣態的主要成分 |
479.6 |
MoCl3 |
紅褐色 |
高于530℃在固相中分解成MoCl2(固)和MoCl4(氣) |
393.4 |
MoCl2 |
黃 色 |
高于730℃在固相中分解成鉬和MoCl4(氣) |
288.8 |
MoO2Cl2 |
黃白色 |
在1.5大氣壓下,于170℃時熔化,156℃時固體氧氯化物上面的壓力等于1大氣壓 |
724.0 |
MoOCl4 |
綠 色 |
104℃熔化,大約在180℃沸騰 |
642.4 |
在高于500℃時,氯氣作用于金屬鉬或二硫化鉬可以得到五氯化鉬。用氫還原MOCl5或將氯化物熱解可得低價氯化物。在濕空氣和水中,五氯化鉬會水解生成氧氯化合物MoO2Cl2、MoOCl3。在高于500℃時,氯和三氧化鉬相互作用生成易揮發的氧氯化合物MoO2Cl2 。在 500~600℃時,加熱MoO3和NaCl 混合物并可得到MoO2Cl2。
鉬的應用
鉬主要用于鋼鐵工業,據1985~1986統計,鉬的消耗結構為:合金鋼占43~44%;不銹鋼占22~23%;工具鋼占8%;鑄鋼占 6%;超合金占3%;金屬鉬占6%;鉬化學品占10%;其它占1%。金屬鉬、鉬合金和鉬的化合物廣泛地用于現代技術的很多領域中。其中最主要的行業所用的產品如下:
鋼鐵工業 鉬的生產量主要用于作鋼的添加劑。鋼中添加鉬可使鋼具有均勻的微晶結構,降低共析分解溫度,擴大熱處理溫度范圍和淬透深度,還能提高它的硬度和韌性、抗蠕變性能。鐵中添加鉬可使生鐵合金化,可使鐵晶粒細化,還可提高它的高溫性能、耐磨性能和耐酸性能。作為鋼鐵行業的添加劑可用金屬鉬條、鉬鐵和鉬酸鈣。鋼中含鉬量低于1%時,用工業氧化鉬塊;當鋼中鉬含量高于1%時,常用鉬鐵。耐熱合金和耐腐蝕合金中都添加了 1~20%的鉬,鉬含量高耐腐蝕性越好,作此種添加劑一般使用金屬鉬。
金屬壓力加工行業 鉬合金頂頭是穿制不銹鋼管的重要工具,添加鉬的模具可用于加工銅、鋁的型材。
電光源、電真空行業 鉬的熔化溫度很高,在高溫下還能保持較高的強度和良好的導電性,因此在電光源和電真空行業得到廣泛的應用。如電燈泡中支撐鎢絲的鉤子,電子管的柵極、發射管和二極整流管陰極、封裝在石英玻璃的導電桿等。它所使用的鉬產品是鉬桿、鉬絲、高溫鉬絲、鉬板、汽車燈的反光罩和鉬箔帶等。
冶金工業 用于高溫爐的發熱體、支承架的結構件、隔熱屏和高溫器皿、鎢絲和鉬絲配合可作熱電偶。所使用的鉬產品是鉬絲、高溫鉬絲、TZM 結構材料、舟皿、坩堝、熱電偶套管、鉬板和鉬帶、硅鉬棒等。
建材工業 在建材工業中以鉬代鉑,用于生產硅酸鋁纖維的鉬電極棒、流口和生產玻璃纖維的鉬電極板。
機械工業 機械零件上噴鍍一層鉬后,可增強它的耐磨性。如用于內燃機氣缸中的活塞環,汽車的齒輪等。二硫化鉬潤滑性能優于石墨,它在-45─400℃溫度范圍內均可正常使用。所使用的鉬產品是噴鍍鉬粉和噴鍍鉬絲、二硫化鉬和二硒化鉬等。
宇航、軍事工業 用于火箭、導彈件,如噴咀等、發動機的燃氣輪片、沖壓發動機噴管、火焰導向器及燃燒室等。在液體燃料火箭發動機上廣泛使用金屬鉬和鉬合金(如Mo—0.5Ti—0.08Zr)作燃燒室、喉部管套筒。特別是宇宙飛船發射和返回通過大氣層時,由于速度非?,暴露于空氣中的部件溫度高達1482~1646℃,因而采用鉬做蒙皮、噴管、火焰擋板、翼面及導向葉片等。
核工業 鉬具有熱中子捕獲截面較小,有持久強度,對核燃料的穩定性能和抵抗液體金屬的腐蝕等特性,故用于作核反應堆的結構材料,如隔熱屏等。
化工、紡織工業 由于鉬酸鹽容易被還原生成鉬藍,所以鉬的化合物可以作絲、毛、棉織物及毛皮的染料,因此在染料和清漆生產中廣泛使用鉬酸鈉。含鉬量為1%~10%的鉬黃具有無毒、鮮艷、耐老化的特點,可以作為一種很了的顏料。三氧化鉬、二氧化鉬、仲鉬酸銨和三硫化鉬在化學和石油工業中可用作催化劑。鉬酸鋇主要用于搪瓷產品密著劑以及石腦油去硫提純精制。鉬的化合物亦用作阻燃劑和抑煙劑。
農業 微量的鉬可刺激植物生長,尤其對豆科植物的作用更為顯著,施加微量鉬肥能使大豆增產10%~15%,水稻增 產20%~25%。因此,鉬的化合物(主要以鉬酸銨的形式)也可用于生產化肥。美國肥料監督協會建議,平均每施1000kg常用化肥應當加入0.2kg硼、0.5kg錳、0.5kg銅、1kg鐵和0.005kg鉬,才能更好地達到提高單產的效果。
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