钼的产业发展与应用

在古代，许多物质被统称为希腊语“钼”，意思是像铅一样。辉钼矿(MoS2)是最丰富的含钼矿物，与铅、方铅矿、石墨等都属于这一类。由于当时人们不区分这些不同的化合物，辉钼矿经常被混淆，并被用作石墨来使表面变黑或作为固体润滑剂。尽管14世纪的日本人使用钼作为合金元素来制造剑刃，但这种技艺从未被广泛使用，后来就失传了。

1754年，在西方，本格特·安德森·奎斯特(Bengt Andersson Qvist)检查了辉钼矿，发现它不含铅，因此与方铅矿不同。1768年，瑞典科学家卡尔·威廉·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)将辉钼矿在热硝酸中分解，并在空气中加热，产生白色的氧化粉末，从而确定辉钼矿是一种尚未查明的元素的硫化物化合物。1782年，在舍勒的建议下，彼得·雅各布·希耶姆用碳对氧化物进行化学还原，得到了一种黑色金属粉末，他将其命名为“钼”。

产业发展

由于钼的相对稀缺性、提取纯金属的难度以及适当的冶金技术的缺乏，钼主要是实验室里的珍品，直到19世纪晚期，提取商业数量的技术才成为现实，钼才有了工业用途。钢的试验表明，钼可以提高合金钢的硬度，并可以在许多合金钢中有效地替代钨。这种变化带来了重量上的好处，因为钼的原子量几乎是钨的一半。1891年，法国施耐德公司(Schneider & Co.)首次在装甲钢板中使用钼作为合金元素。

1913年，Frank E. Elmore开发了一种从矿石中提取辉钼矿的浮选工艺。第一次世界大战期间，合金钢的需求导致钨的需求急剧上升，严重限制了钨的供应。由于钨的短缺，钼逐渐在许多硬质和耐冲击钨钢中取代钨。钼需求的增加促使人们寻找新的供应来源。最后，在美国科罗拉多州发现了巨大的Climax矿床，人们在1918年开始开发它。

战后，合金钢的需求急剧下降，人们开始研究钼的新的民用用途，一些新的低合金钼汽车钢很快被测试和接受。20世纪30年代，研究人员发现了锻造和热处理含钼高速钢的合适温度范围，这一突破为钼开辟了广阔的新市场。到20世纪30年代末，钼已经成为一种被广泛接受的技术材料。

在第二次世界大战中，钼作为钢合金中钨的替代品再次被视为具有战略意义，因此它的需求再次增加。第二次世界大战后，人们再次增加研究投资，开发新的民用应用，战后重建也为含钼结构钢提供了额外的市场。

如今，除了合金，钼还广泛应用于许多其他产品中，如化工、电气产品、化肥等。全球钼产量和消费量也大幅度增加。

钼的应用

和钨类似，钼是一种难熔的稀有金属。金属钼的熔点高达2620°c，由于其金属键较强，金属钼在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小，导电性和导热性也很优良。室温下不与盐酸、氢氟酸、碱溶液发生反应，只溶于硝酸、王水或浓硫酸。

钼及其合金在电气、化工、环保、冶金、农业、航空航天等重要领域有着广泛的应用。已成为国民经济中重要的基础材料。钼非常稀缺，在地壳中的含量仅占0.001%，约为1500万吨，当前，我国已探明金属钼储量172万吨，居世界第二位，仅次于美利坚。

随着科学技术的发展，金属钼在高科技等领域的应用也越来越多。我们来介绍下钼的主要应用。

1. 钢铁行业

根据世界各国钼消费量的统计，钼在钢铁工业中的应用仍然占据着最重要的地位。

钼作为钢的合金元素，可以提高钢的强度，尤其是高温强度和韧性。此外，还能提高钢在酸碱溶液和液态金属中的耐蚀性。此外，它还可以提高钢的耐磨性，提高淬透性、焊接性和耐热性。钼是形成碳化物的好元素。它在炼钢过程中不会被氧化。它可以单独使用，也可以与其他合金元素结合使用。

钼与铬、镍、锰和硅一起用于生产不同类型的不锈钢、工具钢、高速钢和合金钢。

钼系列高速钢具有耐磨、韧性好、高温塑性强等优点，适合制造成型工具。钼合金钢可用于制造机床、工业车辆和推土机的结构件。

2. 农业肥料

钼是植物必需的“微量元素”之一，能显著提高豆科、牧场等作物的品质和产量。因此，肥料常含有钼酸铵。

钼可促进根瘤菌等固氮生物对空气中氮的固定，并可进一步将氮转化为植物所需的蛋白质。钼能促进植物对磷的吸收，发挥其在植物体内的作用。钼能加速植物体内糖类的形成和转化，增加植物叶绿素的含量和稳定性，增加维生素c的含量，不仅如此，钼还能提高植物的抗旱性、抗寒性和抗病性。

钼肥的应用具有用量少、产量高、成本低等特点。这是提高农业收成，特别是大豆收成的重要措施。

3.电子电气行业

钼具有良好的导电性和高温性能。特别是钼和玻璃的热膨胀系数非常相似。因此，钼被广泛应用于灯泡中螺旋灯丝的芯线、引线、侧棒，以及作为电子管中的栅极和阳极支撑材料。

在大规模集成电路中，钼被用作金属氧化物半导体栅极，通过在钼上安装集成电路，可以消除“双金属效应”。超薄无缝钼管(约15μm)可作为高清电视显像管的阳极支架。这种电视的图像扫描线为1125，比普通电视高2倍。

钼晶圆片也可用作功率晶体管、隔热罩和硅整流器的衬底和散热片。除了在现代电子工业中使用纯钼外，钼铼合金还可以用作电子管和特殊灯泡的结构材料。Mo-50Re和TZM合金也可以作为高功率微波管和毫米波管的热离子阴极结构元件。

4. 汽车喷涂

钼的熔点高达2620℃，具有良好的高温性能和耐腐蚀性能，与钢具有较强的结合力，是生产汽车零部件的主要热喷涂材料。热喷涂材料可显著提高活塞环、同步环、换档叉等磨损件的性能，也可用于修复磨损的曲轴、轧辊、轴等机械零件。

5. 高温部件

钼具有纯度高、耐高温性好、蒸汽压力低的特点，常用于制作高温炉的加热元件和结构材料。钼在熔融石英中具有良好的抗烧蚀性，在玻璃工业中常被用作通电电极，使用寿命一年以上。

除了用作电极外，钼还可以用作玻璃熔化的高温结构材料，如管道。在玻璃纤维拉拔炉上采用钼代替铂，效果良好，大大降低了生产成本。此外，钼及其合金还可用于热等静压、隔热、烧结、蒸漆船等。

硅化钼是一种广泛应用于电热元件的材料。具有耐高温氧化、耐腐蚀性优良、熔点高、使用寿命长等特点。

6. 石油开采

钼不仅可用于油气田钻井管道，还常与钴、镍结合作为石油炼制和预处理的催化剂，主要用于石油、石化产品和液化煤的脱硫。

除上述用途外，钼及其合金还可用于核工业、航空航天、环境保护等领域。

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