Prix, historique, occurrence, extraction et utilisation du molybdène

Molybdène (grec Μόλυβδος molybdos "Plomb") est un élément chimique avec le symbole d'élément Mo et le numéro atomique 42. C'est l'un des métaux de transition, dans le tableau périodique, il est dans la 5ème période et le 6ème sous-groupe (groupe 6) ou groupe chrome.

Le molybdène, qui se trouve généralement dans les dépôts sous forme de lustre de molybdène (bisulfure de molybdène), a longtemps été confondu avec le lustre de plomb ou le graphite. En 1778, Carl Wilhelm Scheele a réussi à transformer le lustre de molybdène en oxyde de molybdène (VI) blanc (également trioxyde de molybdène) MoO par traitement avec de l'acide nitrique₃ (Eau plombée à la terre). En 1782, Peter Jacob Hjelm a réduit l'oxyde en molybdène élémentaire avec du charbon. En raison de son usinabilité difficile (le molybdène pur peut être plastiquement déformé, mais la contamination par un dix millième de pour cent d'oxygène ou d'azote rend le molybdène extrêmement fragile), le molybdène a été longtemps ignoré. À la fin du XIXe siècle, les employés de la société française Schneider & Co. ont remarqué les propriétés utiles des alliages de molybdène dans la fabrication de tuyaux blindés. Dans les deux guerres mondiales, la demande de métal était grande, après la Seconde Guerre mondiale, les prix ont chuté de façon spectaculaire. La seule mine d'Europe occidentale était à Knaben, en Norvège, jusqu'en 19.

Occurrence 

Le molybdène se présente principalement sous forme de molybdénite (brillant de molybdène, MoS₂) avec une concentration d'environ 0,3%. Il y a aussi la wulfénite (minerai de plomb jaune, PbMoO₄) et Powellit Ca (Mo, W) O₄. Le coproduit molybdénite, qui provient de l'extraction du cuivre, est principalement utilisé pour la fusion. Le MoS₂-Le concentré, lorsqu'il quitte les mines en direction du «torréfacteur», contient environ 50 à 60% de molybdène. De gros gisements se trouvent aux États-Unis, au Chili, en Chine, au Canada et au Pérou. La production mondiale en 2007 était de 211.000 2006 tonnes (179.000 2007 62.000 tonnes). En 60.000, les États-Unis - en tant que premier producteur - ont produit 45.000 XNUMX tonnes, la Chine XNUMX XNUMX tonnes et le Chili XNUMX XNUMX tonnes.

Le molybdène sous forme digne, c'est-à-dire élémentaire, n'a pu être détecté que dans quatre échantillons jusqu'à présent (statut: 2011): sur terre dans un échantillon de roche du volcan Korjakskaja Sopka sur la péninsule russe du Kamtchatka et dans trois échantillons de roche de la lune des hautes terres d'Apollonius (Luna 20 ), la Mare Crisium (Luna 24) et la Mare Fecunditatis (Luna 16).  Cependant, comme les découvertes ont été publiées sans vérification par l'IMA / CNMNC, le statut du molybdène en tant que minéral n'a pas encore été confirmé, même si le système minéral no. 1.AC.05 (basé sur la 9e édition de la systématique minérale de Strunz).

Extraction et présentation

La majeure partie du molybdène est obtenue comme sous-produit dans la production de cuivre et seulement environ 30% directement à partir de minerais de molybdène. Tous les minerais sont principalement transformés en heptamolybdate d'ammonium. Ceci est réalisé par calcination à environ 400 ° C dans du trioxyde de molybdène MoO₃ condamné. Ce dernier est réduit en poudre de molybdène pure en deux étapes à l'aide d'hydrogène. La première étape conduit au dioxyde de molybdène métastable brun-violet MoO à 500–600 ° C₂, la deuxième étape conduit à une poudre de métal pur à environ 1100 ° C. La compression en métal compact a lieu par le procédé HIP, par refusion dans un four à arc sous argon comme gaz protecteur ou dans un four à faisceau d'électrons. Les monocristaux sont produits en utilisant le processus de fusion par zone. La récupération du molybdène à partir de la ferraille est de presque 100% car il n'y a pas de pertes d'oxydation.

Propriétés 

Le molybdène est un métal de transition de 5e période. Le métal à haute résistance, dur et dur a un éclat blanc argenté. Il a le point de fusion le plus élevé de tous les éléments de la 5ème période. Comme le tungstène homologue lourd, il n'est pas attaqué par les acides réducteurs (y compris l'acide fluorhydrique). C'est pourquoi le molybdène est utilisé en grande quantité pour la production d'aciers inoxydables résistants aux acides et de matériaux en nickel. Les acides oxydants tels que l'acide sulfurique concentré chaud, l'acide nitrique ou l'aqua regia conduisent à des taux d'élimination élevés. Le molybdène est tout aussi instable dans les métaux fondus oxydants.

Utiliser 

Dans de petits ajouts, il est utilisé pour durcir et empêcher la fragilisation de l'acier par revenu. Plus des deux tiers du molybdène produit sont utilisés pour produire des alliages métalliques tels que le ferro-molybdène. La pénurie de tungstène pendant la Première Guerre mondiale a conduit à une utilisation accrue du molybdène pour la production de matériaux à haute résistance. À ce jour, le molybdène est un élément d'alliage utilisé pour augmenter la résistance, la corrosion et la chaleur. Matériaux hautes performances contenant du molybdène comme l'Hastelloy^®, Incoloy^® ou Nicrofer^® De nombreux procédés techniques ont rendu cela possible ou économiquement raisonnable.

En raison de sa résistance aux températures élevées, le molybdène est utilisé dans la fabrication de pièces pour des applications extrêmes telles que B. utilisé en aérospatiale ou en métallurgie. Dans le traitement du pétrole, il est utilisé comme catalyseur pour éliminer le soufre.

En raison de sa structure en couches, le bisulfure de molybdène est un lubrifiant idéal, même à des températures élevées. Il peut être utilisé sous forme de solide, tel que le graphite, mais également en suspension dans des huiles lubrifiantes conventionnelles.

Le molybdène peut également être trouvé dans les composants électroniques. Dans les TFT (transistors à couches minces), il sert de couche métallique conductrice et, dans les cellules solaires à couches minces, il est également utilisé comme conducteur de retour métallique.

Les feuilles de molybdène servent de traversée de courant étanche aux gaz dans le verre de quartz, u. une. sur les lampes halogènes et les lampes à décharge à gaz à haute pression.

Le molybdate est utilisé pour imprégner les tissus afin de les rendre ignifugeants.

Le molybdène est également utilisé dans le diagnostic par rayons X comme matériau cible dans l'anode. Les tubes à rayons X avec anode en molybdène sont utilisés en raison de la plus faible énergie des rayons X caractéristiques ( chez 17,4 keV et  à 19,6 keV par rapport à 58 / 59,3 keV ou 67,0 / 67,2 / 69,1 keV de tungstène) de molybdène v. une. utilisé dans l'examen du sein féminin (mammographie).

En médecine nucléaire, le molybdène de fission est utilisé dans les générateurs de technétium 99m. Le relativement durable ⁹⁹Mo (HWZ 66 h) se décompose dans le RNG en ^99mTc (technétium, demi-vie 6 h). De cette manière, cet isotope important du technétium peut être obtenu directement sur place à des fins de recherche.

Physiologie 

En tant qu'oligo-élément, le molybdène est essentiel pour presque tous les organismes vivants, car il est un composant essentiel du centre actif d'un certain nombre d'enzymes telles que la nitrogénase, la nitrate réductase et la sulfite oxydase. Les êtres vivants utilisent des enzymes contenant du molybdène et autres. une. pour la décomposition des purines et la formation d'acide urique. Le biodisponible, c'est-à-dire H. la forme de molybdène ingérée par les organismes est l'ion molybdate MoO₄^2-. Ceci est incorporé dans les enzymes correspondantes en plusieurs étapes en tant que cofacteurs du molybdène. Là, l'atome de Mo peut basculer entre les nombres de coordination + IV, + V et + VI, et ainsi catalyser des réactions redox à un électron.

Le molybdène est essentiel pour les plantes. Un manque de molybdène peut rendre un sol stérile, ce qui explique pourquoi la fertilisation avec de l'heptamolybdate d'ammonium augmente le rendement sur de tels sols. La concentration de molybdène dans les plantes et les animaux est de quelques ppm. Le molybdène est un oligo-élément très important, en particulier pour les légumineuses. Les bactéries (bactéries nodulaires) vivant en symbiose avec les légumineuses sont capables de se lier à l'azote atmosphérique avec une enzyme contenant du molybdène (nitrogénase). Vous avez besoin de molybdène pour deux processus: la fixation de l'azote moléculaire et la réduction des nitrates.

Le molybdène est également essentiel pour la nutrition humaine. L'estimation de la DGE pour les adolescents et les adultes suppose de 50 à 100 µg de molybdène comme apport quotidien approprié. Une carence en molybdène ne se produit pas. Si des apports élevés (10 à 15 mg / jour) sont atteints - par exemple à travers des sols riches en molybdène, des symptômes de type goutte, des douleurs articulaires et une hypertrophie du foie se produisent.

Cependant, la carence en cofacteur de molybdène ne se produit que comme une maladie héréditaire; l'une des enzymes qui catalysent la biosynthèse des cofacteurs du molybdène est mutée.

Sicherheitshinweise 

La poussière de molybdène et les composés tels que l'oxyde de molybdène (VI) et les molybdates hydrosolubles présentent une légère toxicité lorsqu'ils sont inhalés ou ingérés par voie orale.

Les tests suggèrent que le molybdène, contrairement à beaucoup d'autres métaux lourds, a relativement peu de toxicité. Les intoxications aiguës sont peu probables en raison des quantités nécessaires. Dans le secteur de l'extraction et de la production de molybdène, une exposition plus importante au molybdène pourrait se produire. Jusqu'à présent, cependant, aucun cas de maladie n'a été révélé.

preuve 

Une preuve qualitative du molybdène hexavalent est possible grâce à la formation d'hétéropolyacides avec du phosphate. Si de l'acide phosphorique est ajouté à une solution contenant du molybdate contenant de l'acide sulfurique, un gel de molybdène cristallin se forme. Lorsque l'agent réducteur doux acide ascorbique est ajouté, il prend une forte couleur bleue (formation de bleu de molybdène). À des concentrations plus faibles de molybdate, il n'y a pas de précipitation, seulement un changement de couleur de la solution.

Ces réactions sont également utilisées pour la détermination photométrique du molybdate ou du phosphate dans le domaine des traces. En variante, le molybdène peut être déterminé en utilisant la spectrométrie atomique. En polarographie, le molybdène hexavalent dans l'acide sulfurique à une concentration de 0,5 mol / l donne deux niveaux à -0,29 et -0,84 V (versus SCE). Ceux-ci sont dus à la réduction en Mo (V) ou Mo (III).

Général
Nom, symbole, numéro atomique	Molybdène, Mo, 42
La Gamme	Les métaux de transition
Groupe, période, bloc	6, 5, j
Apparence	gris métallisé
numéro CAS	7439-98-7
Fraction de masse de la coquille de terre	14 ppm
nucléaire
masse atomique	95,94 unités
Rayon atomique (calculé)	145 (190) après-midi
Rayon covalent	154 pm
configuration électronique	[Kr] 4d5 5s1
1. ionisation	684,3 kJ / mol
2. ionisation	1560 kJ / mol
3. ionisation	2618 kJ / mol
4. ionisation	4480 kJ / mol
physiquement
L'état physique	fest
la structure cristalline	cubique centré sur le corps
densité	10,28 g / cm3 (20 ° C)
dureté Mohs	5,5
magnétisme	paramagnétique ( = 1,2 10-4)
point de fusion	2896 K (2623 ° C)
point d'ébullition	4912 K (4639 ° C)
Volume molaire	9,38 · 10-6 m3/ mol
Chaleur de vaporisation	600 kJ / mol
la chaleur de fusion	36 kJ / mol
vitesse du son	6190 m/s
Conductivité électrique	18,2 · 106 A / (V · m)
conductivité thermique	139 W / (m K)
Chimique
états d'oxydation	2, 3, 4, 5, 6
potentiel normal	−0,152 V (MoO2 + 4e- + 4 H+ → Mo + 2 H2O)
électronégativité	2,16 (échelle de Pauling)
isotope
isotope NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 92Mo 14,84% stable 93Mo {Syn.} 4000 un ε 0,405 93Nb 94Mo 9,25% stable 95Mo 15,92% stable 96Mo 16,68% stable 97Mo 9,55% stable 98Mo 24,13% stable 99Mo {Syn.} 65,94 heures β- 1,357 99Tc 100Mo 9,63% 7,3 · 1018 a β-β- 3,034 100Ru
propriétés RMN
Spin γ dans rad * T-1· s-1 Er(1H) fL à W = 4,7 T en MHz 95Mo 5/2 -1,751 · 107 0,0005 6,52 97Mo 5/2 -1,788 · 107 0,0003 6,65
Sicherheitshinweise
étiquetage SGH substances dangereuses Danger Phrases H et P H: 228 EUH: pas de taux EUH P: 210 Informations dangereuses aucun symbole de danger Phrases R et S R: pas de phrases R S: pas de phrases

Prix ​​du molybdène

Prix ​​du molybdène -> Prix pour les métaux stratégiques