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在元素的众多元素中,(Mo)并不像金、银那样广为人知,但其在现代工业及前沿科技领域的重要性却超乎想象。它是一种过渡,外观呈银灰,质地坚硬且具有高熔点,这使得钼在诸多场景中都发挥着不可替代的作用。从地壳丰度来看,钼为稀缺。连大家印象中比较稀缺的锂,都有十万分之 6.5 的丰度,足足是钼的 65 倍 。钼单质用途有限,主要因其质地脆、硬度与强度一般。但一旦与其他元素制成合金,钼的价值便充分凸显。在钢铁工业里,钼能显著提升钢的强度、韧性与抗腐蚀性能,广泛应用于各类高强度钢与不锈钢生产。比如常见的 316 型不锈钢,因添加了 2%-3% 的钼,对氯化物的抗腐蚀能力大幅增强,常用于食品加工、医疗设备制造等对卫生、抗腐蚀要求高的领域 。在高端制造方面,钼更是。航空发动机的火焰导向器和燃烧室,火箭发动机的喉管、喷嘴和阀门,这些在端高温环境下工作的部件,都离不开含钼高温合金。因为钼能有效提升合金在高温下的强度与稳定性,保障发动机稳定运行。巡航导弹的汽轮转子采用钼涂层,可使其在 1300℃高温、每分钟 4 - 6 万转的恶劣工况下正常运转 。近年来,随着科技发展,钼在电子领域的潜能被逐步挖掘。二硫化钼作为辉钼矿的主要成分,有望革新芯片制造。用二硫化钼制造芯片,具备两大突出优势:一是可制成柔性芯片,实现可弯折功能,为可穿戴设备、折叠屏电子设备等发展提供可能;二是功耗低,仅为同等硅基芯片的 20% 左右。2020 年,瑞士洛桑理工学院在《Nature》发表论文,展示了用二硫化钼制造类脑芯片的成果。由于二硫化钼天生低功耗,与类脑芯片对低能耗的需求契合,再结合其柔性特点,未来有望实现类脑柔性芯片的大规模应用。想象一下,若将此类芯片植入人体,用于辅助神经系统工作,或许真能开启 “赛博修仙” 的科幻篇章 。而且,钼本身,还是人体微量元素,一个体重 70kg 的人,体内通常含有 9g 钼,适当摄入能抑制肿瘤,这也为钼基芯片在人体应用方面减少了后顾之忧 。从资源分布来看,钼资源集中度较高。据美国地质调查数据,钼储量约 1500 万吨,而中国储量高达 580 万吨,占比 38.7%,位居世界首位 。河南栾川、陕西金堆城、吉林大黑山等,均属世界级大型钼矿。中国不仅储量领先,在产量上也占据 42% 左右,是大的钼生产国与消费国 。这意味着中国在钼资源开发、钼产品制造及相关技术研发上,拥有强大的话语权与产业优势,无论是传统工业升级,还是前沿科技探索,钼都将在中国的发展进程中持续发光发热,助力中国在科技与工业竞争中脱颖而出。
钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁 钼箔片后再用于炼钢.低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右.不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性.在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能.含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件.金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用.氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂.二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门.除此之外,二硫化钼因其的抗硫性质,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.钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥. 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;钼耐高温 钼坩埚烧蚀,主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造.合金钢中加钼可以提高弹性限、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. 钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大.例如,二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑,钼金属逐步应用于核电、新能源等领域.由于钼的重要性,各国政府视其为战略性金属,钼在二十世纪初被大量应用于制造装备,现代高、精、尖装备对材料的要求更高,如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件. 钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中,作为不同膜面的衬底也被广泛的应用.
废钼回收的环保意义与政策支持
钼矿开采伴生重金属污染和生态破坏,而废钼回收可大幅减少环境负荷。每回收1万吨废钼,相当于减少30万吨矿石开采和10万吨二氧化碳排放。全球多国通过政策鼓励回收:欧盟将钼列为关键原材料,要求成员国提高回收率;中国《“十四五”循环经济发展规划》明确支持稀有金属再生利用。企业若通过ISO 14001认证或采用清洁生产技术(如废酸循环利用),还可获得税收优惠,进一步强化环保与经济的双赢。
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近日钼矿价格持续走高,引发市场关注。
国内方面,1月29日,河南栾川地区一矿山企业竞标销售钼精矿,其中47%以上品位钼480吨,加权平均价为5278元/吨度(现款),50%品位120吨,加权平均5413吨/吨度,综合加权5305元/吨度,再高。
国外方面,根据百川盈孚数据,春节期间(1.20-1.27),欧洲钼铁均价由82美元/磅钼上涨至86.5美元/磅钼(折合国内价39.79万元/基吨,而节前国内钼铁均价仅30.25万元/基吨),涨幅5.5%,欧洲钼铁均价较1月11日低点已上涨22.7%。
截至1月30日,据大宗原材料网站亿览网披露,钼精矿价格重回2005年10月5450元的高点。自2015年11月至今,国内钼精矿价格已上涨6.78倍。
钼的应用
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应用。
在冶金工业中,钼作为生产各种合金钢的添加剂,或与钨、镍、钴,锆、钛、钒、铼等组成高级,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、真空管的大型电和栅、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。
在化学工业中,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。钼桔是重要的颜料素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩沉淀染料、防腐底漆中。
钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。
钼资源储量分布及产量情况
钼在地壳中的平均含量约为0.00011%,已发现的钼矿约有20种,其中具工业价值的是辉钼矿,其次为钨相钙矿、铁铂矿、彩钼铅矿、铂铜矿等。根据美国地质调查2015年发布数据,钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。
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。具有工业价值的钼矿物主要是,约有99%的钼矿是以辉钼矿(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。
数据来源:野数据
我国2022年季度钼的产量为25855吨,环比减少了2%,但同比增加了6%;第二季度产量为28621.5吨,环比增加了4%,同比增加了14%。
数据来源:IMOA、中商产业研究院整理
展望后市
华泰券认为,2023-2025年钼市或延续短缺之势,存在继续推升钼价的可能性。
从供给端来看,2023-2025年供应较2021年新增或不超过1.5万吨。
2017-2021年钼产量较为平稳,保持在26万吨左右水平,2021年产量26.37万吨。中国为钼大供应国,2021年供应占比38%,另外北美与南美占比22%/31%。2022年受到海外减产、钼品位下降等影响,预计钼产量24.68万吨。
2023-2025年海内外钼矿确定新增产能较少,其中国内增量主要由大黑山钼矿及季德钼矿贡献,预计较2021年新增产量1.1万吨;海外钼矿多为铜伴生矿,新增产能被铜矿减产计划、钼入选品位下降抵消,预计较2021年新增产量0.1万吨。预计2023-2025年钼产量26.77/27.37/27.57万吨,较2021年新增不超过1.5万吨。
从需求端来看,2023-2025年需求或小幅增长,市场或延续供应短缺之势。
2015-2021年钼消费量小幅增长,2016-2021年6年CAGR3.1%,2021年达27.72万吨。中国为大钼消费国,2021年消费占比40%。2021年79%的钼应用于钢铁领域,13%/8%应用于化学品/金属及合金领域。
随着下游不锈钢、工程钢、工具钢需求增长,预计2022-2025年钼消费量28.28、29.18、30.01、31.00万吨,4年CAGR3.1%。2022-2025年钼供需两端皆未出现明显变化,市场或延续短缺状态,预计2023-2025年存在供应缺口2.41、2.64、3.43万吨。
【市热点】常泰不锈钢管业投资的换热器用特型管生产项目开工。
5月25日,投资5.3亿元的恒睿达光伏电站组件生产项目、投资5亿元的常泰换热器用特型管生产项目在江苏靖江城南园区同天开工。两个重大项目深耕新能源、新材料产业赛道细分领域,以技术布抢占市场,是城南园区存量焕新的又一案例,将进一步助力城南产业结构优化。其中,换热器用特型管生产项目由常泰不锈钢管业投资,将具备年产换热器用特型管30000吨的生产能力,产品广泛应用于高压压力容器、化工机械、特种换热器、海洋、造船等领域,预计明年一季度投产。该项目采用领先的超薄壁精密冷轧技术,拥有传热效率高、流动阻力低、耐腐蚀、易清洗、易维护的优势,项目不仅满足了核电装备、超临界机组、LNG液化装置等高端装备制造领域对特种换热管材的国产化替代需求,更将带动区域新型合金材料研发、智能温控系统等上下游产业链协同发展。(来源:中国钢铁工业协会不锈钢分会公众号)
4月29日,中国有工业协会以线下线上相结合的形式召开2025年一季度有工业运行情况新闻发布会。中国有工业协会常委、副会长兼新闻发言人陈学森表示,一季度,有行业延续年初的良好发展态势,生产保持增长,规模以上企业收入及利润比去年同期有所提高,主要资源量较去年增加。尽管工业硅、电池级碳酸锂、镍、钴等新能源价格比去年同期回落,但主要品种铜、铝、铅、锌等基本,以及黄金、钨、、锡、锑、镓、锗等稀有的国内市场价格走势偏强。
4月8日晚间,洛阳业发布关于2025年1-3月经营情况的公告,2025年1-3月钴产量30414吨,同比增长20.68%。
【市热点】青山集团高强度不锈钢年销售量接近40万吨。
青拓研究院院长江来珠博士近日表示,“目前青山高强度不锈钢的年销售量接近40万吨了,随着时间推移,国内其它厂家也在开发这些高强度不锈钢了,未来整个不锈钢行业应该会强化这些钢的应用。”
近年来,青山先后首发了耐蚀性达到304、316L及317L等不同级别的经济型含氮高强度奥氏体不锈钢QN系列以及耐蚀性达到304级的经济性含氮双相不锈钢QD2001,它们和常规双相钢一起组成了高强不锈钢产品族。相对于常规300系列不锈钢,QN系列利用氮的合金化,降低了镍和等贵重的含量和成本,同时强度提升,使得减薄强化变得可能,总体成本更为降低。
高强度不锈钢的成型性被大家认为是一个解决的问题。业界认为强度高了难成型,如内藏箱、家电和新能源汽车油箱等,可能会需要付出很大的工序成本。青山依靠合金成分设计和工艺,在赋予不锈钢高强度的同时,依然具有较高的成型性能。例如马士基大批量应用QN1803冷藏箱供应高端箱厂、美的采用QN1803应用于洗碗机,远销北美市场;理想汽车批量应用高强度不锈钢制作型腔复杂的油箱。“今年汽车行业引起轰动的一件事,我们用高强不锈钢给理想汽车做油箱,以前这种油箱要用碳用镀锌碳钢或者说304不锈钢,但是因为各种原因,碳钢是腐蚀性比较差,304不锈钢它的强度低,而且成本高,用了含氮高强不锈钢以后就解决了这个问题,而且现在已经在批量应用。”江来珠补充道。
“我们聚焦经济性、耐蚀性、高强度等三个维度,通过产学研、产业链的协同,不断开发出经济型高强度高耐蚀不锈钢,来满足包括钢管在内的市场新需求,为不锈钢行业高质量发展、绿低碳可持续发展做出青山贡献。”江来珠表示。
2月25日,胡润研究院发布《2024胡润中国500强》,列出了中国500强非国有企业,按照企业价值进行排名。据Mysteel统计,共有11家有企业上榜,其中,洛阳业等5家企业估值超千亿元。
钼是一种金属元素,元素符号:Mo,英文名称:Molybdenum,原子序数42,是VIB族金属。钼的密度为10.2g/cm³,熔点为2610℃,沸点为5560℃。钼是一种银白的金属,硬而坚韧,熔点高,热传导率也比较高,常温下不与空气发生氧化反应。作为一种过渡元素,易改变其氧化状态,钼离子的颜也会随着氧化状态的改变而改变。钼是人体及动植物所的微量元素,对人以及动植物的生长、发育、遗传起着重要作用。钼在地壳中的平均含量为0.00011%,钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。由于钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医和农业等领域。
虽然钼是在18世纪后期被人们发现的,但在钼被发现之前,就已经被人们使用,如14世纪,日本使用含钼的钢制造马刀。16世纪,辉钼矿因为与铅、方铅矿及石墨的外观和性质都很相似,被人们当作石墨使用,当时的欧洲人还将这几种矿石统称为“molybdenite”。
1754年,瑞典化学家BengtAnderssonQvist检测了辉钼矿,发现里面不含铅,因而他认为辉钼矿与方铅矿并不是同一种物质。
1778年,瑞典的化学家舍勒发现硝酸与石墨不起反应,而与辉钼矿反应后获得一种白粉末,将它与碱溶液共同煮沸,结晶析出一种盐。他认为这种白粉末是一种金属氧化物,用木炭混合后强热,并没有获得金属,而当它与硫在一起加热后却得到原来的辉钼矿,因而他认为辉钼矿应该是一种未知元素的矿物。
根据舍勒的启发,1781年,瑞典人耶尔姆用“碳还原法”从这种白粉末中分离出一种新的金属,并将该金属命名为“Molybdenum”。
合金领域
钼在钢铁领域的消费量大,主要用于生产合金钢(约占钼在钢铁消耗总量中的43%)、不锈钢(约23%)、工具钢和高速钢(约8%)、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。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、喷射涂层、金属加工工具、航天器的零部件等。
钼molybdenum
元素符号Mo,银灰难熔金属,在元素周期表中属ⅥB族,原子序数42,原子量95.94,面心立方晶体,常见化合价为+6、+5、+4。
在中世纪就使用辉钼矿(MoS2),因其外观很像石墨,被误认为是变态的石墨而用来制作铅笔芯。1778年瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)用硝酸分解辉钼矿,从中发现了一种新元素,以希腊文molybdos(似铅)命名。1782年瑞典化学家耶尔姆(P.J.Hjelm)首次制得金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)。
资源
钼矿分布虽广,但只有少数矿床有开采价值。美国是钼矿的国家,产量占世界总产量的60%以上,其次是智利和加拿大。中国的钼矿产于东北、西北和中南等地区。具有工业价值的钼矿物为辉钼矿,其开采量占钼矿总开采量的90%。辉钼矿容易浮选,可由含钼0.06~0.3%的原矿选得含钼47~50%的精矿。钼的次生矿钼钨钙矿[Ca(Mo,W)O4]、铁钼华(Fe2O3·MoO3·H2O)、钼铅矿 (PbMoO4)和钼铜矿[2CuMoO4·Cu(OH)2]等也有一定开采价值。主要钼矿生产国(中国除外)的钼矿储量和产量(1979年,以钼计)如下:
性质和用途
常温下钼在空气中很稳定,高于600℃时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3)。钼与氢不发生化学反应,但钼粉能吸收氢。在温度高于700℃时,水蒸气能将钼氧化成二氧化钼(MoO2)。钼与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于800℃下反应生成碳化钼(Mo2C)。钼能耐稀硫酸、氢氟酸、磷酸等酸腐蚀,但不耐硝酸、王水和氧化性熔盐的腐蚀。钼在常温下能耐碱,但在加热时则被碱腐蚀。
钼主要用于钢铁工业,其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1%,但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右。不锈钢中加入钼,能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼,能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性,用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂,用于航天和机械工业部门。钼是植物所的微量元素之一,在农业上用作微量元素化肥。
冶炼
钼生产的主要原料为辉钼精矿。提取过程包括氧化焙烧,三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤,工艺流程见图。
辉钼精矿的氧化焙烧
一般在600℃下进行,主要化学反应为:2MoS2+7O2─→2MoO3+4SO2↑。焙烧温度不能超过650℃,否则造成MoO3的大量挥发和炉料的粘结。焙烧设备多采用连续操作的多膛炉或间歇操作的反射炉,也可以用流态化炉焙烧。
三氧化钼的制取
将焙砂用氢氧化铵溶液浸出(见浸取),生成钼酸铵溶液:
MoO3+2NH4OH─→(NH4)2MoO4+H2O
液中的铜、铁等杂质用硫化铵或硫化钠使它生成硫化物沉淀除去,然后加入硝酸铅除去过剩的硫离子。将溶液加热到55~65℃,用盐酸调节pH为2~2.5,在激烈的搅拌下析出多钼酸铵[(NH4)2O·mMoO3·nH2O]。为了进一步去除钙、镁、钠等杂质,可将多钼酸铵重新溶于氢氧化铵溶液中形成钼酸铵,过滤后将溶液蒸发,使氨挥发,而钼生成仲钼酸铵结晶[(NH4)2O·7MoO3·4H2O],经脱水和煅烧后得到纯度99.95%的三氧化钼。氧化钼的制取还可采用升华法,将焙砂在900~1000℃下加热,三氧化钼因蒸气压较高不断挥发,经布袋收尘器收集后,得到纯度大于99%的三氧化钼细粉。利用此法也可处理金属钼废料以回收钼。
金属钼粉的生产
在管状电炉中用氢还原三氧化钼。工业生产还原过程分两步:先在450~650℃下将MoO3还原成MoO2,再在900~950℃下将MoO2还原成钼粉。MoO3还可用碳还原成钼粉,但纯度较差。
致密钼的制取
①粉末冶金法,是将钼粉用酒精甘油溶液润湿混合,在压力约3吨力/厘米2下压制成坯条或坯块。将坯条在氢气氛中于1100~1200℃下预烧结,随后把电流直接通入坯条,使之加热到2200~2400℃进行高温垂熔(即高温烧结,见钨),得致密金属钼(第三届全国有金属冶炼化工工程技术交流会暨成果展示会)坯条。②熔铸法,一般是将已烧结的钼条进行真空自耗电弧重熔,可以得到重达数吨的钼锭。为了制取高纯钼锭,可采用真空电子束熔炼法和区域熔炼法。