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钼是发现得比较晚的一种金属元素,1792年才由瑞典化学家从辉钼矿中提炼出来。由于金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,因此在工业上得到了广泛的利用。

简介

在冶金工业中,钼作为生产各种合金钢的添加剂,或与等组成高级合金,以提高其高温强度、耐磨性和抗腐性。含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械,以及各种仪器。某些含钼4%~5%的不锈钢用于生产精密化工仪表和在海水环境中使用的设备。含4%~9.5%的高速钢可制造高速切削工具。钼和镍、铬的合金用于制造飞机的金属构件、机车和汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件。
金属钼大量用作高温电炉的发热材料和结构材料、真空管的大型电极和栅极、半导体及电光源材料。因钼的热中子俘获截面小和具高持久强度,还可用作核反应堆的结构材料。
化学工业中,钼主要用于润滑剂、催化剂和颜料。二硫化钼由于其纹层状晶体结构及其表面化学性质,在高温高压下具良好的润滑性能,广泛用作油及油脂的添加剂。钼是氢制法脱硫作用及其他石油精炼过程中的催化剂组分,用于制造乙醇甲醛及油基化学品的氧化还原反应中。钼桔色是重要的颜料色素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩色沉淀染料、防腐底漆中。
钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。

钼矿特点

钼在地壳中的元素丰度约为1×10-6,在岩浆岩中以花岗岩类含钼最高,达2×10-6。钼在地球化学分类中,属于过渡性的亲铁元素。在内生成矿作用中,钼主要与硫结合,生成辉钼矿。其他较常见的含钼矿物还有铁钼华([Fe3+(MoO4)8·8H2O]),钼酸钙矿(CaMoO4),彩钼铅矿(PbMoO4),胶硫钼矿(MoS2),蓝钼矿(Mo3O8·nH2O)等。
辉钼矿(MoS2)是自然界中已知的30余种含钼矿物中分布最广并具有现实工业价值的钼矿物。辉钼矿为铅灰色,与石墨近似,有金属光泽,属六方晶系晶体常 呈六方片状,底面常有花纹,质软有滑感,片薄有挠性比重4.7~4.8,硬度为1~1.5 ,熔点为795℃,MoS 2 划在陶瓷板上的条痕为浅绿灰色或浅绿黑色,加热至400~500℃时MoS 2 很容易氧化而生成MoS 3 ,硝酸和王水都能使辉钼矿(MoS 2 )分解。辉钼矿MoS 2 用于生产钼铁合金、金属钼、钼酸钙、钼酸铵、润滑剂等。

形态特征

辉钼矿存在着多型,实验表明,其多型的出现与形成温度有关,2H型的辉钼矿形成温度高于3R型的辉钼矿。温度由低到高形成非晶质MoS2→胶体MoS2→3MoS2→2HMoS2。测温资料说明辉钼矿形成温度有较宽的区间,可自相当高温直到相对较低的温度,而大量形成于高至中温阶段。在热液作用下,MoS2在较酸性条件下沉淀,即辉钼矿在酸性条件下最为稳定,当溶液转向中性时,钼变为可溶的硫代钼酸盐和钼酸盐而再活动。在低温和常温条件下,Mo4+在强酸性还原环境中生成胶硫钼矿(MoS2),它氧化后的产物是蓝钼矿(Mo3O8·nH2O)。外生作用中,钼呈Mo6+,具较强的活动性。它与铀相似,在接近中性或偏碱性的氧化与还原的过渡环境中稳定,由此生成多种含铀的钼酸盐矿物,如钼铀矿[(UO2)MoO4·4H2O],矿[Ca(UO2)3(MoO4)·(OH)2·11H2O]等。铁钼华[Fe2(MoO4)3·nH2O]是硫化矿石在酸性条件下(pH=3~5)形成的常见矿物。彩钼铅矿是含钼的铅锌矿在中性条件下的产物。
铼与钼的离子半径相近,故经常置换钼而富集于辉钼矿中,成为工业用铼的主要来源。辉钼矿中的铼含量往往与辉钼矿中3R型含量及成矿溶液中的铼含量有关。

主要成分

质量规格及化学成分
根据GB3200—89钼精矿的技术条件,共分三个品级 九个品种 钼精矿质量规格
品级
种类
钼%不小于
杂 质%,不 大 于
SiO2
As
Sn
P
Cu
Pb
Cao
特级品
一类
51
7.0
0.05
0.04
0.03
0.2
0.30
2.8
二类
51
8.5
0.03
0.02
0.02
0.2
0.15
1.4
三类
51
5.0
0.10
0.10
0.05
0.5
0.60
1.5
一级品
一类
47
9.0
0.07
0.07
0.05
0.3
0.40
3.0
二类
47
11.0
0.05
0.05
0.03
0.3
0.20
2.0
三类
47
6.0
0.20
0.15
0.10
1.0
1.50
1.5
二级品
一类
45
12.0
0.07
0.07
0.07
0.3
0.50
3.0
二类
45
13.0
0.06
0.06
0.04
0.3
0.30
2.0
三类
45
6.0
0.25
0.15
0.15
1.5
1.50
2.0

化验技术

钼矿化验:钼的测定可用重量法、容量法、比色法、极谱法、原子吸收分光光度法、X-射线光谱法和光谱法等。由于矿石中钼的含量一般均较低,多采用比色法测定,催化极谱法也有采用。应用最广的是硫氰酸盐比色法,即在酸性溶液中将钼(Ⅵ)还原为钼(Ⅴ),钼(Ⅴ)与硫氰酸盐形成橙红色的络合物进行比色。可在硝酸或硫酸溶液中,用相应的弱还原剂如氯化亚锡、硫脲还原。此法简便,迅速,干扰元素少,稳定性好,准确度高。较高含量钼可用差示光度法,微量钼也可用乙酸乙酯等萃取比色。
测定高含量钼(钼精矿),可采用重量法和容量法。重量法有钼酸铅法,安息香肟法和8-羟基喹啉法等。其中钼酸铅法,干扰元素较多,手续繁复,但沉淀时的酸度范围宽,钼酸铅组成稳定,因而准确性高,在生产中被普遍采用。安息香肟法的干扰元素较少,但沉淀铅组成稳定,因而准确度高,在生产中被普遍采用。

矿业简史

世界上第一个开发的钼矿是挪威王国的克纳本(Knaben)矿床。该矿于1885年开始开采,由于当时对钼的需求量很小,矿山时采时停。19世纪后半期,钼才首先在美国开始工业生产,年产量仅几吨。20世纪以来,由于对钼的需求逐年增加,钼矿开采也逐年扩大,世界上钼的年产量增长迅速,第一次世界大战前夕增到100t左右,至30年代后期达1万t,70年代末期达到10万t。
我国钼矿首先发现于清朝末年,始采于第一次世界大战前夕。当时主要开采的是闽浙沿海一带的一些脉型钼矿和华南一些伴生有钼的脉型钨矿。抗日战争末期,辽宁杨家杖子钼矿遭到日本侵略者的掠夺式开采。解放前年产量才几吨,最多也就十余吨。解放后,为了满足我国社会主义建设的需要,先后建立起颇具规模的三大钼业基地(辽宁杨家杖子,陕西金堆城,河南栾川)以及若干中小型矿山,许多铜矿和钨矿也回收伴生的钼,从而使我国钼精矿的年产量跃入世界先进行列。

钼矿情况

钼在我国储量居世界前列,陕西省华县金堆镇、辽宁葫芦岛、吉林、山西、河南、福建、广东、湖南、四川、江西、甘肃、内蒙等省均有钼矿,且储量大,开发条件好,产量在全国占有重要地位。具有工业价值的钼矿物主要是辉钼矿(MoS 2 ),约有99%的钼矿是以辉钼矿(MoS 2 )状态开采出来的。我国钼精矿主要对俄罗斯、日本以及西方国家出口。
2011年7月21日,安徽省地矿局所属313地质队勘查的金寨县关庙乡沙坪沟钼矿勘查报告通过安徽省矿产资源储量评审中心评审,储量达220万吨以上,居亚洲第一,世界第二,潜在资源价值超过6000亿元,这是安徽省发现的唯一特大世界级金属矿床,终结大别山安徽境内无大型金属矿的历史。
2010年6月7日,记者从河南省地矿局获悉,局属第三地质调查队在信阳光山县千鹅冲发现一特大钼矿床,钼金属量约60万吨,潜在经济价值超过2000亿元。
千鹅冲矿区位于光山县河棚乡,往北至光山县34千米。地理坐标:
东经:113º43´—113º45´
北纬:31º47´ —31º49´
面积:11.6平方千米。
千鹅冲钼矿共圈定3个主要钼矿体,除已探明的60万吨特大型钼矿体外,还有两个矿体正在勘探中。
专家介绍,千鹅冲钼矿单个矿体资源储量居全国第一,该成果的提交,使大别山北麓探明的钼资源总量跻身全国前列。他们还认为,千鹅冲特大型钼矿的提交,不仅为信阳作为全省的钼业基地奠定了坚实基础,而且将改变我省钼工业发展格局。

钼矿勘查

我国现已查明的229处钼矿区中,经过勘探的大约占1/3。钼矿床地质勘探是为矿山建设设计在确定矿山生产规模、产品方案、开采开拓方案、矿山总体布置和矿山建设远景规划,以及对矿区水文地质和工程地质等矿床开采技术条件矿石选冶性能等方面提供必需的地质资料,因此它是在钼矿床(区)经过普查、详查地质工作之后,对矿床地质、水文地质和工程地质等开采技术条件,以及对矿石加工技术性能、综合利用、矿区外部建设条件等做出初步技术经济评价说明是可行的,才进行勘探工作。
钼矿区的勘探,首先是要根据矿体规模、形态、厚度稳定程度、构造破坏程度和矿石主要组分分布的均匀程度确定勘探类型。然后根据勘探类型确定勘探手段和勘探工程间距。1983年地质矿产部和冶金工业部制定的“钼矿地质勘探规范”将钼矿床的勘探类型分为四类:
1)第Ⅰ勘探类型:矿体延展规模巨大、形态简单、厚度稳定至较稳定、构造破坏很小,矿石主要组分分布较均匀。属于本类型的矿床有陕西金堆城、河南三道庄等。
2)第Ⅱ勘探类型:矿体延展规模多为中等、形态复杂、厚度较稳定至不稳定、构造破坏和岩脉穿插影响小至大、矿石主要组分分布不均匀至很不均匀。属于本类型矿床的有辽宁杨家杖子、黑龙江五道岭、湖南宝山等。
3)第Ⅲ勘探类型:矿体延展规模多属大型、形态较简单、厚度较稳定、构造和岩脉破坏小、矿石主要组分分布较均匀至不均匀。属于本类型的矿床有河南上房沟。
4)第Ⅳ勘探类型:矿体延展规模小至中等、矿体形态复杂至很复杂、厚度不稳定至很不稳定、构造破坏或岩脉穿插影响大至很大、矿石主要组分分布很不均匀至极不均匀。属于这一勘探类型的矿床有吉林石人沟。

开发利用

纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工;钼片用来制造无线电器材和X射线器材;合金钢中加钼可以提高弹性极限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等。钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存。动物和鱼类与植物一样,同样需要钼。

钼矿石的分类

一、单一钼矿石
如辽宁杨家杖子钼矿、陕西的金堆城钼矿、河南的栾川钼矿、汝阳钼矿、夜长坪钼矿、吉林的大黑山钼矿、兰家沟钼矿、黄山钼矿和青田钼矿等都属单一钼矿石。
二、铜钼矿石
矿石中辉钼矿与各种铜的硫化矿物共生,如德兴铜矿、宝山铜矿、小寺沟铜矿、临江铜矿和闲林埠铜矿等。金堆城也属于这一类。
三、钨钼矿石
矿石中辉钼矿与钨矿共生,其中与黑钨矿共生的有漂塘钨矿、琯坑钨矿、汶水钨矿、大吉山钨矿、西华山钨矿和棉图窝钨矿等;与白钨矿共生的矿有栾川钼矿、柿竹园钨钼矿等。
四、碳质铜钼矿石
这种矿石在国外也很常见,矿石中含有机碳和碳质页岩。金口岭的辉钼矿与含碳硅质页岩共生,这种碳岩为黑色,致密、块状、质坚,含碳2.94%,密度为2.73g/m,碳质呈分散状态存在,不与矿物组合。碳质页岩由显微晶制石英、细小碳质颗粒、少量铁氧质点、泥质绿泥石组成,碳粒粒径为0.0017~0.064。碳质页岩与辉钼矿等具有可浮性,因此要进行碳钼分离。
五、钒铀钼矿石
钼在该矿石中呈次显微晶赋存,颗粒粒径及其细小,难浮选。碳质钒铀钼矿含碳为15%~25%,是当地群众烧窑的颜料。这种矿石十分难选,只能用化学选矿。
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