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　　废钼回收的社会效益与行业挑战

　　该行业的社会效益远超经济价值:一方面缓解资源短缺，保障战略金属供应链安全；另一方面创造大量就业，如废料分拣、技术研发等岗位。但挑战亦存:小作坊式回收导致环境污染，需加强监管；高端应用（如核工业钼材）对回收技术要求极高，国内企业仍依赖进口设备。推动产学研合作（如共建钼再生实验室）和行业标准统一，将是破局关键。

　　钼是一种稀有的难熔金属材料，具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、导热性能好等性能，已被广泛应用在航空航天、核工业、医疗、化工、冶金等诸多行业。钼的熔点为2620℃，由于原子间结合力强，室温和高温下的强度较高，因此也广泛应用在高温炉、火箭发动机、导弹等耐高温部件上。

　　Mo1执行标准:GB/T3876-2007钼及钼合金板

　　纯度:纯钼Mo≥99.95%

　　密度:≥10.2g/cm3

　　钼属于难熔金属一族。难熔金属是指熔点高于铂（1772℃）的金属。在难熔金属中，单个金属原子的结合能大。同时具有高熔点、低蒸汽压、高弹性模量和高热稳定性。另外表现出热膨胀系数低和密度较高的典型特点。

　　凭借良好的机械性能和化学特性，钼已成为一种能够符合严苛要求的金属材料。其优点在于熔点高、热膨胀系数低且具有良好的热导率，因而广泛用于众多不同的工业领域。

　　化学成分

　　钼的特性:

　　1.钼的熔点2623°C，良好抗蠕变性，能够耐受较高温度。

　　2.热膨胀系数低且具有高的热导率。

　　生产工艺流程:

　　钼坯(原材料)-检验-热轧-校平及退火-碱洗-检验-温扎-真空退火-检验-冷轧-校平-剪切真空退火-检验-包装

　　用途:

　　经过变形量达到60%以上的轧制加工后，钼板的密度基本上接近于钼的理论密度，因此其具有高强度，内部组织均匀和优良的抗高温蠕变性能，从而被广泛应用于生产蓝宝石晶体生长炉内的反射屏、盖板，真空炉内的反射屏、发热带、连接件，等离子镀膜用的溅射靶材，耐高温舟皿钼零部件，耐热设备，溅射设备和高温熔炉等制品。

　　保温时间对锻造态纯钼材料性能与金相组织的影响，并找出其在特定温度下的佳保温时间。结果表明:试验温度分别为800和1200℃，保温时间分别为10、20、30、40、50、60min时，相同温度不同保温时间后的抗拉强度、断后伸长率、金相组织无明显差异。试验温度为1000℃时，保温10、20、30、40、50min后的抗拉强度和断后伸长率无明显差异，但保温60min后，出现明显静态再结晶现象，晶粒尺寸明显增大，抗拉强度降低，断后伸长率增大。为试验结果真实稳定及试验效率，10min的保温时间是试验的佳条件。

　　钼矿是一种高熔点金属矿石（2610 ℃）和耐高温性、耐腐蚀性、良好的导热性和导电性、高强度和硬度（莫氏硬度5.5）和低热膨胀系数。由于钼的这些性质，它被广泛应用于航空航天领域、电子器件、化工、广泛应用于石油钢铁等领域。然而，钼资源有限且分布不均，其开发利用需要考虑可持续性和资源管理问题。此外，钼矿石通常比较复杂，含有其他矿物和杂质，需要精炼和熔炼才能获得高纯度的金属钼。此外，钼矿床还可能含有其他矿物，如方铅矿（Galena）黄铜矿（chalcopyrite）黄铜矿（sphalerite）等。由于地质条件和矿床类型不同，具体的矿物成分也会有所不同。钼矿的矿物组成探索、它在开采和精炼过程中起着重要的指导作用，决定了钼矿石的特性和精炼工艺的选择。

　　钼矿常呈黑、铅灰或深灰，有金属光泽或半金属光泽。这种泽特征对矿石的初步鉴定和分类有参考价值，也有助于钼矿石与其他类似矿石的区分。，钼矿不透明，没有透明度。

　　钼矿的物理性质对其勘探、开采和利用的过程有着重要的影响。首先，钼矿的密度很高，通常为10.2 g/cm³。其次，钼矿石的硬度很高，一般在5-5.5之间。这就要求在钼矿破碎磨矿过程中采用相应的设备和工艺，以的破碎和细磨作业。

　　此外，钼矿的断口呈贝壳状或贝壳状。这是由于钼矿物的解理性质和晶体结构，在矿石鉴定和表征过程中具有重要价值。

　　钼矿的形态特征可能因矿床类型和产矿环境的不同而不同以下是钼矿常见的形态特征:

　　片状或鳞片状结构

　　辉钼矿是常见的钼矿之一，通常呈片状或鳞片状结构。这些片状结构可以在矿石中形成夹层或簇。辉钼矿的片状结构可呈现金属光泽，并具有一定的延展性和柔韧性。

　　黑或铅灰

　　钼矿通常呈黑或铅灰，因为其主要成分是硫化钼。辉钼矿、辉钼矿辉钼矿等钼矿物常呈此。其颜有助于进行初步的鉴别和区分。

　　钼矿的晶体形态可以根据其晶体结构来确定。以辉钼矿为例，其晶体结构为六方，形成六方片状晶体。其他钼矿物，如辉钼矿，具有不同的晶体结构和形态。

　　包裹体和胶结状

　　在某些矿床中，钼矿物可以以包裹体或胶结物的形式存在。这些包裹体由不同矿物或岩石包裹钼矿物组成，形成复合矿物结构。胶结型钼矿物是由于矿床中含有钼矿物的胶结物质的存在，导致胶体结构的形成。

　　矿脉状

　　在某些矿床中，钼矿物可以以脉状存在。矿脉是岩石裂缝或断层中形成的矿物填充物。钼矿矿脉可以是纵向的、横向或扭曲，其形状和分布对勘探和开发具有重要意义。

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　　钼

　　元素符号Mo，原子序数42，在元素周期表中属ⅥB族，原子量95.94，体心立方晶格，熔点2610℃。金属钼是一种用途广泛的难熔金属材料。生产钼材的原料是钼粉。各类钼材如钼棒、钼板、钼管、钼丝以及掺杂钼和各种钼制品在现代工业的各个部门中都有重要的应用。

　　简史1782年瑞典化学家耶尔姆(P.J.Hjelm)将氧化钼和木炭一起加热得到了黑的金属钼粉末。纯钼材料的生产和在工业中的应用与首批钨丝白炽灯同时投放市场。钼比钨容易加工，较为经济，很适合在白炽灯中作钨丝的支撑、挂钩。该用途一直延续至今。1911年出现用钼丝或钼带作发热体的高温炉，温度可达1705℃。在1939年以前，生产钼材的惟一方法是粉末冶金法，用直接通电加热的方法来烧结压坯。产品的截面小，重量轻，只能制作丝、片、带等，在照明灯和电子管中使用。1939至1945年期间，美国研究出了“活化烧结法”，降低了钼的烧结温度。用间接加热可以烧结重达上百公斤的坯料。1943年美国人帕克(R.M.Parke)和哈姆(J.L.Ham)研究成功用自耗电电弧炉熔铸钼锭的方法，得到了致密、均匀、高质量的钼和钼合金锭。从这一年起，钼开始用作玻璃熔炉的加热电，且用量不断增加，已成为钼的重要用途之一。40年代后期至60年代，航空航天、原子能工业迅速发展，钼因其熔点高、高温强度好和耐腐蚀而受到重视。各类钼材的制取工艺及各系列钼合金在此期间得到了很大的发展。中国在50年代初开始用粉末冶金法生产钼丝、钼棒和钼片。50年代末用真空白耗电弧炉熔炼出钼锭，并用模锻方法锻造出钼叶片。60年代初用熔炼和粉末冶金的坯锭轧制出大型纯钼和钼合金板材。现在能用此两种坯锭生产出钼及其合金的各种规格的棒材、板材、管材及异形制品等。

　　性质包括物理性质、化学性质和力学性能。钼有良好的耐腐蚀性，对多种无机酸如盐酸、氢氟酸、磷酸，多种液态金属如锂、铋、镁、钾、钠，熔融的氟盐等都有好的抗侵蚀性。钼还能耐大多数熔融玻璃的侵蚀。钼与氧化物耐火材料氧化锆、氧化铝、氧化铍、氧化钍等直至1750℃以上都不起作用。但钼的抗氧化性能差，不耐氧化性酸如硝酸、王水和氧化性熔盐如等的腐蚀。常温下钼在空气中稳定，650℃以上氧化，生成的氧化物在700℃以上挥发形成白烟雾，常称“灾难性氧化”。钼的力学性能取决于材料的纯度和制取过程。塑性加工可使纯铝强化。钼有塑性一脆性转变。影响钼塑性的因素有间隙元素，如氮、碳尤其是氧使钼的塑一脆转变温度升高。其他如晶粒取向、变形量、再结晶程度等都影响其塑一脆转变温度。钼的主要物理性质如下:

　　钼对几种介质的耐腐蚀性列于表1。钼的拉伸性能列于表2。

　　用途 钼的应用较广，在电子工业中用作灯泡和电子管中钨丝的支撑材料、阳、栅，还可作钨丝的缠绕芯杆。在金属加工工业中可用作压铸和挤压模具、热穿孔顶头、电阻铆焊的电、钻或镗刀具的刀杆。钼的膨胀系数与高温玻璃相近，是良好的玻璃与金属的封接材料。在原子能工业中用作在液态碱金属介质中工作的材料和在熔盐反应堆中使用。在化学工业中用作耐酸阀门等。用钼作发热体的加热炉在真空或氢气中温度可到2205℃。钼耐玻璃侵蚀，其少量氧化物不会使玻璃着，所以在玻璃及玻璃纤维工业中可代替铂作熔融玻璃的搅拌器，用钼棒或钼板作玻璃熔窑的加热电等。由于钼在高温下不抗氧化，即使加抗氧化保护涂层后也不能在高温下长期使用，因此在航空航天工业中只能作瞬时或短时工作的部件。如火箭发动机的喷管、火箭鼻锥、方向舵、防热屏等。

　　制取方法钼加工材的制备工艺主要包括坯锭制取、塑性加工、热处理和焊接。

　　坯锭制取钼坯锭的制取主要有熔炼和粉末冶金两种方法。(1)熔炼法。将垂熔钼条焊接、捆扎成自耗电，用真空白耗电弧炉或电子轰击炉熔炼成钼铸锭。为了脱氧和消除气孔，常加入钛或碳。熔炼钼锭杂质含量低，纯度高，密度可达理论值。但铸锭的晶粒粗大，塑性加工时需要挤压开坯，然后再进一步锻造或轧制。熔炼法产品收得率较低。(2)粉末冶金法。小规格坯锭可由钼粉用传统的机械模压成形，于炉中通氢垂熔烧结成垂熔钼条，作为加工杆、丝、窄带等的坯料或电弧熔炼的自耗电；大规格坯锭用等静压成形，成形压力一般为150MPa，通氢高温烧结，温度一般在1900℃。如需要塑性加工，则坯锭的相对密度(实测密度与理论密度之比)应在93％以上。粉末冶金坯锭的组织均匀、晶粒细，有利于塑性加工，可以不经挤压而直接锻造，板坯可以直接轧制，产品的收得率高。如轧制1.0mm厚的大型钼板，粉末板材的收得率可以比熔炼板材高出1倍以上。因此，粉末冶金法是制取钼坯锭的主要方法。

　　塑性加工塑性加工可以提高钼的强度和低温塑性，其方法有常规的挤压、锻造和轧制等。用这些方法可以生产钼的棒、板、带、丝和管材。虽然钼在高温下剧烈氧化，但氧并不向内部渗透，氧化层易于清洗，所以坯锭可以在煤气炉或燃油炉中加热，并不需防氧化保护。塑性加工也可在大气气氛中进行，但氧化物的挥发会污染空气，应注意通风防护。

　　(1)挤压。用于熔炼钼锭的开坯。钼铸锭的晶粒粗大，初加工困难，需要经挤压将粗大的柱状晶破碎后再锻造或轧制。也可以用挤压得到成品棒材和管材。挤压温度与挤压比和挤压速度有关，一般为1100～1300℃，也可以将挤压温度提高到1500℃以降低变形抗力。为了将铸态晶粒破碎，纯钼挤压比应大于4。挤压时用玻璃粉或玻璃纤维作润滑剂。

　　(2)锻造。用以获得各种尺寸的棒材或其他形状的锻件。普通锻造可生产直径约为18mm以上的棒材和其他形状的锻件。粉末烧结钼锭可以直接锻造，开锻温度一般在1300℃左右，火的变形量应在30％以上。随着变形量增加，锻造温度可逐步降低，终锻温度在1000℃左右。旋转模锻用于生产直径小于18mm的细棒和钼杆，进一步加工拉制成丝材。旋锻的开锻温度通常在1400℃左右，道次变形量为10％～20％，随着变形量增加模锻温度逐步降低。

　　(3)轧制。主要用于生产板材、带材和箔材，也可轧制棒材和管材。粉末烧结板坯可以直接轧制，其开坯温度一般在1400～1500℃，初轧道的变形量很重要，应大于25％，可以到40％以上，并在设备允许的情况下以大压下量为佳。随着变形量增加轧制温度可逐步降至1200℃；900℃；500～600℃。板厚到1.5～2mm时可在200～300℃冷轧；板厚到10.0mm以下时可在室温冷轧。轧制工艺不同时，板材的力学性能有明显差别。交叉轧制的板材，其力学性能较好。熔炼钼锭经挤压、锻造的板坯，轧制温度一般在1200～1250℃。用熔炼钼锭生产板材，其产品收得率一般在20％～25％用粉末冶金板坯生产板材的产品收得率约为50％。中国目前粉末冶金法生产钼板。

　　热处理纯钼只应用再结晶退火和消除应力退火。再结晶退火用于挤压、锻造、轧制等热加工过程的中间退火，退火温度取决于加工条件和变形量。消除应力退火用于温加工和冷加工过程中，以便消除加工硬化、减少变形抗力，其退火温度一般为900℃。塑性加工的钼材以消除应力状态下使用为佳。热处理不能使纯钼强化。

　　焊接钼可用惰性气体保护焊或电子束焊，但钼有焊接脆性的缺点。

　　钼材标准中国实行的钼材标准列于表4。

　　表4中国实行的钼材标准

　　钼与钨的性质相近，其沸点和导电性能突出，线热膨胀系数小，较钨易于加工。

　　金属钼的热导率[135瓦／(米·开)]与比热[0.276千焦／(千克·开)]呈佳搭配，使它成为抗热震和热疲劳的天然选择。它的熔点为2620℃，次于钨、钽，但密度却较之低得多，因此其比强度(强度／密度)大于钨、钽等金属，在对重量要求关键的应用中，更为有效。钼在1200℃仍有高的强度。

　　钼的主要缺点是抗高温氧化性能差(高于600℃迅速氧化)和室温延性不佳。为扬长避短，对高温氧化问题多采用涂层(如涂MoSi2、镀镍、镀铬等)办法控制；对塑性过差即通常说的低温脆化的欠缺，则通过合金强化和加人碳化物实现强化等措施解决。

　　钨(W)、铼(Re)、钽(Ta)、钛(Ti)和锆(Zr)等是常见的固溶强化元素。钨是钼的主要固溶强化元素，铼可把延脆转变温度降到—200℃。由它们形成的工业钼合金参见表。其中由镧构成的钼镧合金显示出为突出的抗蠕变及高温变形能力，其在高温下的这一特性表现得尤为明显。

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　　钼

　　钼是一种过渡金属元素，为人体及动植物的微量元素。元素符号Mo，钼单质为银灰难熔金属，硬而坚韧。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。

　　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。