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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。

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　　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.

　　为了钼精矿质量，有时需要进一步分离钼精矿中所含的铜、铅、铁等重金属矿物和氧化钙以及炭质矿物，如使用硫化钠、硫氢化钠、氰化物或铁氰化物抑制铜和杂质含量。钼精矿冶炼主要采用以下几种方法:

　　氧化焙烧:将辉钼矿进行焙烧得到钼焙砂，然后通过升华法或湿法制得三氧化钼，用氨浸出时生成钼酸铵进入溶液，与不溶物加以分离。溶液经浓缩结晶得到钼酸铵晶体，或加酸酸化生成钼酸沉淀，从而与可溶性杂质分离。二者经煅烧后都生成纯净的三氧化钼，然后用氢还原法生产金属钼。根据焙烧设备或添加组分的不同，可将该方法分为回转窑焙烧工艺、反射炉焙烧工艺、多膛炉焙烧工艺、流化床焙烧工艺、闪速炉焙烧工艺。该方法会产生大量的烟气，污染环境，钼回收率较低，伴生的稀有元素铼几乎随着烟气跑掉，不适合处理低品位矿石和复杂矿。

　　硝酸浸出法:在高压釜内使MOS2氧化为可溶性钼酸盐，该方法主要是消耗廉价的氧化剂-空气或纯氧。该方法需要高温高压，对反应设备要求高，反应条件，生产技术难度大，浸出过程的工艺条件也较难控制，生产过程中也存在一定的隐患，目前国内已暂停使用该方法。

　　次氯酸钠浸出法:主要用于处理低品味中矿、尾矿的浸出。在氧化浸出过程中，次氯酸钠本身也会缓慢分解析出氧，其他一些金属硫化物也会被次氯酸钠氧化，这些金属的离子货氢氧化物又会与钼酸根生产钼酸盐沉淀，促进溶液的钼又返回到渣中。该方法反应条件温和，生产易于控制，对设备要求不高，但原料次氯酸钠消耗量大而造成生产成本过高。

　　电氧化浸出法:是由次氯酸钠法改进而来，该方法是将已经浆化的辉钼矿物料加入到装有氯化钠溶液的电解槽中，在电氧化过程中，阳产物Cl2又与水反应，生产次氯酸根，次氯酸根再氧化矿物中的硫化钼，使钼以钼酸根形态进入溶液中。该方法继承了次氯酸钠浸出率高、反应条件温和、的特点，并且能够较为方便的控制、调节反应的方向、限度、速率。

　　目前也出现了一些新方法，如辉钼矿精矿不经氧化焙烧，直接用氧压煮法或细菌浸出法提取纯三氧化钼。对低品位氧化矿用硫酸浸出，从溶液中用离子交换法或萃取法提取纯三氧化钼。

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　　钼丝不但能够对各种金属进行加工，还广泛应用于绕丝芯线，引出丝，加热元件等，钼丝的精度要求很高，断线发生率低，加工速度快，可实现稳定长时间连续加工。

　　当看到线切割加工时，很长一段时间，我一直以为是钼丝与工件硬碰硬，活生生被锯开的呢，别笑，真是这么想的，其实呢，真正的切割原理跟我想象的相差十九万八千里。

　　线切割是利用连续移动的细金属丝作电，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

　　通俗的说就是这根丝通电接负，工件接正，并且接的是脉冲电源，还在不停的走动，对工件放电，瞬间产生几千度的高温，把放电的那一部分熔化或者气化了，这样就切开了，注意:不是硬碰硬的切，也不是金属丝本身产生高温去切，而是放电，让工件产生高温，自己熔化和腐蚀。

　　钼丝的主要成分是钼（Mo)，含量在99%以上，钼在自然界中主要存在于辉钼矿（MoS2)中。

　　辉钼矿在很长一段时间里都被当作石墨，这种柔软的灰矿物，在18世纪由舍勒提出辉钼矿本身不是一种石墨，而是某种金属矿石，他还试图还原纯的金属钼，但是当时没有达到所需温度的炉子，多年后由海基尔姆成功的还原出这种银白金属钼。

　　钼是一种银白的坚硬金属，具有熔点高，延展性好的特点，其熔点可达2620摄氏度，沸点为4639摄氏度，在天然存在的元素中，只有钽，锇，铼，钨和碳有高于钼的熔点，即便将它烧红了仍然能保持一定的硬度；并且钼的化学性质也很稳定，不会被盐酸，碱所腐蚀。

　　在外观上金属钼与钨相似，但通过密度还是很容易被分辨出来，钼的密度只有钨的一半。

　　常温下的金属钼是很稳定的，在空气中加热钼棒，当温度升高钼会很快氧化，生成黄的三氧化钼（MoO3）,随着氧化钼的厚度不同，它也会呈现出五彩斑斓的颜，当物体与钼产生摩擦，其颗粒在空气中自燃也会形成三氧化钼，三氧化钼可用于生产钼的重要化工产品---钼酸铵，它是制造陶瓷釉彩，颜料及其他钼化合物的原料。

　　钼是地球上的一种稀有金属，我们对它即陌生又熟悉，它与我们的生活息息相关，应用广泛，它既是用于国防工业中的战略金属，又是动植物所需要的重要营养元素，还是钢铁合金的重要成份。

　　目前世界上所生产的钼，80%以上用于钢铁冶炼，主要作为钢铁的添加剂用于生产合金钢，可以提高合金钢的强度，韧性和耐磨性等，因具有良好的机械稳定性，高延展性而被用于高发热元件（灯泡中挂发光钨丝的钩子材料就是钼），挤压模具，金属加工工具，航空航天器零件等。

　　钼作为一种稀有金属，全世界的储量主要集中在中国和俄罗斯等少数国家，由于添加了钼的合金材料性能好，已成为军工上的材料，用于战舰，坦克等制造中，各国纷纷将其列为战略金属。

　　另外二硫化钼被誉为“高级固体润滑油”，它是一种良好的固体润滑剂，因为它的摩擦系数低，屈服强度很高，能在真空及各种温，高温下正常使用，因而被广泛应用于齿轮，模具，核工业等。

　　在电子电器领域，钼具有良好的耐高温性和导电性，热膨胀系数也较低，是理想的线切割电丝，能切割各种钢材以及硬质合金，其放电加工稳定，能有效提高加工产品的精度，二维（厚度在几纳米到几十纳米的薄层）二硫化钼还有可能成为下一代晶体管材料，取代硅材料成为下一代集成电路所广泛使用的材料。

　　钼成为植物的营养液也是偶然被发现的，在新西兰的草场上人们发现一个的情况，全草场的草几乎枯黄没有一点生机，但是穿过草场的一条小路两侧的草却生机盎然，经过人们的研究发现，这条小路是附近一个钼矿工人必经之路，钼矿工人身上携带的钼粉会散落在这条路上，造成了这条小路上的草生长得，人们将钼粉融入肥料中撒在草场上，果然印了这个结果。

　　钼的生物属性也很重要，它不仅是植物同时也是动物和人体的微量元素，能提高人体免疫功能，但含量过高也会对人体造成伤害。

　　钼以其的性能，它不仅是沙场硬汉，金属的催化剂，还是生命的营养液 ，钼也明了它是多才多艺的金属，随着钼的应用越来越广，还会有更多的功能被开发出来，钼在社会中的作用将更大。