南美成为世界第一金属钼产地——最重要的不锈钢原料的故事

南美成为世界第一金属钼产地——最重要的不锈钢原料的故事 

根据国际钼协会（IMOA）的最新2016年统计数据显示，南美已成为世界上最大的钼产地，16年产量达到1.785亿磅，比2015年增加14％。中国以1.783亿磅紧随其后，比去年下降2％。而北美地区再次成为第三大生产地区，其产量从2015年的1.401亿磅下降至2016年的1.103亿磅。其他国家的生产量从2015年的3910万磅下降到2016年的3600万磅。

据统计，2016年全球钼业使用量达到5.126亿磅，比15年的5.101亿磅有所增长。然而，全球生产量在2016年有所放缓，产量5.032亿磅，低于15年总产量5.171亿磅。2016年中国是全球最大的钼使用国，总共1.86亿磅，而2015年这个数据是1.776亿磅。欧洲2016年的使用量为1.314亿磅，相较2015年的1.351亿磅有所下降。在美国的使用量为5210万磅，其次是日本的4800万磅。独联体国家的用量为1890万磅，其他国家共计7620万磅。

▼视频：加拿大钼矿生产过程一览

钼的发现过程

自然条件下没有金属形态的钼存在,而主要以辉钼矿的形式分布在自然界中,地壳中的平均丰度为1. 3 mg/kg。18 世纪的希腊人把方铅矿叫做molyldena,他们把外形和密度大体相同的辉钼矿误认为是方铅矿。1778年,瑞典科学家卡尔. 威廉. 谢勒(CarlWilhelm Scheele)用硝酸分解辉钼矿时得到钼酸,并获得了钼盐,同年制出了氧化钼,证实了钼的存在,并且借用希腊人的误解将其命名为molyb2dos。

▲图：瑞典科学家卡尔. 威廉. 谢勒(CarlWilhelm Scheele)

1782年, 谢勒的同胞彼得. 雅各布. 耶尔姆( Peter Jacob Hjelm)用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧成功地还原了这种氧化物,获得一种黑色金属粉末,并称这种金属粉末为“钼”,molyb2denum。1893年,德国化学家M. Moissan 用电炉加热碳和二氧化钼的混合物,得到含钼量在92% ～96%的铸态金属钼。20世纪初,别尔齐利乌斯用氢还原三氧化钼得到了更纯的金属钼。

钼的主要工业用途及应用

1、合金领域

钼在钢铁领域的消费量最大，主要用于生产合金钢（约占钼在钢铁消耗总量中的50%）、不锈钢（约25%）、工具钢和高速钢（约9%）、铸铁和轧辊（约6%）。钼大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分则先熔炼成钼铁，然后再用于炼钢。

▲图：国际钼协会公布的钼在各领域用量所占比例,由此可以比较直观地看出钼的主要用途。

钼作为钢的合金元素具有以下优点：提高钢的强度和韧性；提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗腐蚀性；提高钢的耐磨性；改善钢的淬透性、焊接性和耐热性。例如，含钼量为4%-5%的不锈钢往往用于诸如海洋设备、化工设备等侵蚀、腐蚀比较严重的地方。

以钼为基体加入其他元素（如钛、锆、铪、钨及稀土元素等）构成有色合金，这些合金元素不仅对钼合金起到固溶强化和保持低温塑性的作用，而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相，提高合金的强度和再结晶温度。钼基合金因为具有良好的强度、机械稳定性、高延展性而被用于高发热元件、挤压磨具、玻璃熔化炉电极、喷射涂层、金属加工工具、航天器的零部件等。

2、化工领域

润滑剂：二氧化钼是一种良好的固体润滑剂，因为它的摩擦系数很低，屈服强度很高，能在真空和各种超低温、高温下正常使用，因而被广泛应用于燃气轮机、齿轮、模具、航空航天、核工业等领域。

催化剂：钼的化合物是用途最广的催化剂之一，被广泛应用到化学、石油、塑料、纺织等行业。例如：二硫化钼具有抗硫性质，可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质，是很有前景的C1化学催化剂；钼与钴、镍结合用作石油提炼预处理的催化剂。其他常见的含钼催化剂有：二硫化钼、氧化钼、钼酸盐、仲钼酸铵等。

颜料：铬黄和镉黄为当今世界最常用无机黄颜料，但是铅、铬、镉都有毒，而钼黄不仅无毒，还具有鲜艳的色泽，光、热稳定性也好，因而被用于颜料和墨水、塑料、橡胶产品及陶瓷中。

有机聚合物的阻燃剂和消烟剂：在卤代聚脂中加入3%-4％的三氧化钼，可使临界氧指数提高3％-4％，燃烧时碳的生成量增加4％左右，使烟雾量减少3%。

缓蚀剂：钼酸盐毒性非常低，对添加在缓蚀剂中的有机添加剂的腐蚀性很弱，常用在空调冷却水和加热系统的构造中，防止低碳钢被腐蚀。

3、电子电气领域

钼具有良好的导电性和耐高温性，热膨胀系数与玻璃相近，被广泛用于制造螺旋灯丝的芯线、引出线及挂钩等部件。此外，钼丝也是理想的电火花线切割机床用电极丝，能切割各种钢材和硬质合金，其放电加工稳定，能有效提高模具精度。

单层的辉钼材料具有良好的半导体特性，有些性能超过现在广泛使用的硅和石墨烯，很有可能成为下一代半导体材料。美国加州纳米技术研究院已经成功使用MoS2制造出了辉钼基柔性微处理芯片，这个微芯片只有同等硅基芯片的20%大小，功耗极低，而辉钼制成的晶体管在待机情况下的功耗为硅晶体管的十万分之一，而且比同等尺寸的石墨烯电路更加廉价，其电路也有很强的柔性，极薄，可以附着在人体皮肤之上。