Molibden sünek, dövülebilir ve korozyona karşı oldukça dirençli gümüşi beyaz metalik bir elementtir. Tüm saf elementler arasında 4,753°F (2,623°C) ile en yüksek erime noktalarından birine sahiptir ve mukavemet, tokluk, aşınma ve korozyon direncini artırmak için çelik ve dökme demir ile alaşımlandırılır. Molibden ve alaşımları çok sayıda endüstride çeşitli uygulamalara sahiptir. Bu makalede molibden metal ürünleri, molibden kimyasalları, molibden alaşımları ve faydalı molibden malzemelerinin oluşturulmasında yer alan üretim süreçleri incelenmektedir.
Molibden Metal
Saf molibden metali gümüşi beyaz, parlak ve ayna gibi bir görünüme sahiptir. Mohs sertliği 5,5 ve özgül ağırlığı 10,22'dir. Molibden sıcak çalışma koşullarında mükemmel şekillendirilebilirliğe sahiptir ve haddelenebilir, ekstrüde edilebilir, işlenebilir ve kaynak yapılabilir.
Molibden metali çeşitli formlarda mevcuttur:
Molibden Tozu
Molibden tozu, molibden trioksit veya kalsiyum molibdatın hidrojen gazı ile indirgenmesiyle üretilir. Elde edilen toz daha sonra katı bir forma yoğunlaştırılır. Molibden tozu kalıp enjeksiyonları, termal sprey kaplamalar, sürtünme malzemeleri, metalurjik katkı maddeleri ve iletken uygulamalar için kullanılır.
Molibden Levha, Plaka ve Folyo
Molibden haddelenebilir ve levha, plaka veya folyo halinde işlenebilir. Molibden levha genellikle 0,5-2,0 mm kalınlığındayken, plaka 2 mm'nin üzerindedir. Molibden folyo 0,5 mm kalınlığın altındadır.
Bu molibden metal ürünleri, çok yüksek sıcaklıklar veya yüksek korozif koşullar mevcut olduğunda kullanılır. Yaygın uygulamalar arasında fırın bileşenleri, roket nozulları, kaynak elektrotları, vakum tüpleri ve mikrodalga boşluk plakaları bulunur.
Molibden Çubuk ve Tel
Molibden çubuk ve tel 0,5 mm ile 300 mm arasında değişen çaplara sahiptir. Küçük çaplı molibden teli genellikle ampullerde ve vakum tüplerinde filament desteği olarak kullanılır. Daha büyük çaplı çubuk ve tel, fırın sargılarında ve 1.800°C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilen ısıtma elemanlarında kullanılır.
Molibden Bağlantı Elemanları
Molibden somunlar, cıvatalar, vidalar ve pullar, sıradan çelik bağlantı elemanlarının ısı ve korozyona yenik düşeceği yüksek sıcaklık ortamlarında mükemmel performans sağlar. Molibden bağlantı elemanları güçlerini korur ve 1.000°C'yi aşan sıcaklıklarda oksidasyona ve sürünme deformasyonuna karşı direnç gösterir.
Molibden Kimyasalları
Molibden metal üretimine ek olarak, metalürji, katalizörler, yağlayıcılar, pigmentler ve diğer uygulamalarda kullanılmak üzere çeşitli molibden kimyasalları ve bileşikleri üretilmektedir:
Molibden Oksitler
Molibden trioksit (MoO3), molibdenit cevherinin 500-700°C'de havada kavrulmasıyla üretilir. MoO3, çoğu molibden ürünü için öncü olarak kullanılan beyaz kristal bir tozdur. Endüstriyel olarak üretilen diğer molibden oksitler arasında MoO2 ve Mo2O5 bulunur.
Molibden Disülfür
Molibden disülfür (MoS2), molibden ve sülfürün reaksiyona sokulmasıyla elde edilen siyah bir tozdur. Özellikle sıvı yağlayıcıların etkisiz olduğu yüksek sıcaklık veya vakum koşullarına sahip ortamlarda önemli bir endüstriyel katı yağlayıcıdır. MoS2 ayrıca katalizör ve pigment olarak da kullanılır.
Molibdatlar
Sodyum molibdat (Na2MoO4) ve amonyum molibdat ((NH4)2MoO4) molibdat anyonu (MoO42-) içeren suda çözünen bileşiklerdir. MoO3'ün bir alkali ile reaksiyona sokulmasıyla üretilirler. Molibdatlar, gübrelerde molibden beslenmesi ve su arıtımında korozyon inhibisyonu sağlar.
Molibden Klorür
Molibden klorür (MoCl5), buhar biriktirme ve metal-organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) yoluyla metal kaplamalar ve tozlar üretmek için kullanılan uçucu bir sıvı veya katıdır.
Molibden Alaşımları
Molibden değerli alaşım özelliklerine sahiptir ve belirli özellikleri geliştirmek için çelik, demir, nikel ve krom gibi diğer metallere eklenir:
Karbon ve Düşük Alaşımlı Çelikler
Çeliklere eklenen az miktarda molibden (%0,15-1,0) sertleşebilirliği, çekme mukavemetini, tokluğu ve aşınma, sürünme ve korozyona karşı direnci artırır. Molibden çelikleri, yüksek sıcaklıkta servis ve diğer zorlu uygulamalarda iyi performans gösterir.
Paslanmaz Çelikler
Molibden paslanmaz çeliklerde korozyon direncini artırır. Karbür çökelmesine karşı mikro yapıyı stabilize eder, krom içeriği nispeten düşük olduğunda çukurlaşma direncini korur ve klorür stres korozyon çatlamasına karşı direnci artırır.
Takım Çelikleri
Takım çeliklerindeki molibden, servis kullanımı sırasında yüksek sıcaklıklarda sert kalmalarını ve şekillerini korumalarını sağlar. Molibden sıcak iş takım çelikleri, sıcak dövme, basınçlı döküm ve ekstrüzyon uygulamalarında yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir.
Dökme Demirler
Dökme demirlere %0,15-0,8 oranında küçük molibden ilaveleri gerilme mukavemetini, şok ve korozyon direncini artırırken kırılganlığı azaltır. Molibden beyaz demirler mükemmel aşınma ve yıpranma direnci sağlar.
Süper alaşımlar
Nikel bazlı süper alaşımlar yüksek sıcaklık dayanımı, kaynaklanabilirlik ve sürünme direnci için molibdene ihtiyaç duyar. Molibden içeren süper alaşımlar jet motorlarının ve kara tabanlı enerji üretim türbinlerinin sıcak bölümlerinde çalışabilir.
Diğer Molibden Alaşımları
Molibden ayrıca manganez, krom ve tungsten gibi alaşımlarda elektrik iletkenliği ve işlenebilirlik gibi özellikleri de geliştirir. Amorf molibden bazlı alaşımlar yüksek korozyon direncine sahiptir.
Üretim Süreçleri
Molibden cevherinin faydalı metal ürünlere dönüştürülmesi bir dizi üretim sürecine dayanır:
Madencilik ve Konsantrasyon
Molibden için tek birincil mineral kaynağı molibdenittir (MoS2). Molibdenit cevheri tipik olarak açık ocak veya yeraltı yöntemleriyle çıkarılır. Kırma, öğütme ve flotasyon teknikleri, sonraki işlemler için molibdenit mineral konsantresi ile sonuçlanır.
Kavurma
Teknik molibden trioksit, konsantre molibdenit cevherinin 500-700°C'de hava veya oksijen içinde kavrulmasıyla üretilir. Bu işlem sülfit cevherini MoO3'e oksitleyerek daha sonra elementel molibden tozuna indirger.
Azaltma
Molibden metal tozu, molibden trioksitin 1.100°C civarındaki sıcaklıklarda hidrojen gazı ile indirgenmesiyle elde edilir. Toz daha sonra molibden metal şekillerine sıkıştırılabilir veya daha fazla konsolide edilebilir ve daha büyük külçeler halinde eritilebilir.
Erime
Vakum ark yeniden eritme veya elektron ışını eritme teknikleri molibden tozunu saflaştırır ve haddeleme, ekstrüzyon ve dövme için uygun katı külçeler halinde birleştirir. 99,95'in üzerinde yüksek saflık seviyelerine ulaşılabilir.
Deformasyon
Ekstrüzyon, dövme, haddeleme ve çekme gibi çeşitli sıcak veya soğuk şekillendirme işlemleri molibden külçelerini çubuk, tel, levha, tabaka, folyo ve boru gibi değirmen ürünlerine dönüştürür. Deformasyon adımları arasında tavlama gerekebilir.
Talaşlı İmalat
Molibden ürünleri, tornalama, delme, frezeleme, taşlama ve diğer kesme yöntemleri gibi işlemler kullanılarak nihai parçalara hassas bir şekilde işlenebilir. Molibden’in sertliği nedeniyle elektrik deşarjlı işleme (EDM) genellikle gereklidir.
Birleştirme
Kaynak, lehimleme ve lehimleme yöntemleri karmaşık molibden tertibatlarını imal etmek için kullanılır. Elektron ışını kaynağı, bozulma ve oksidasyonu en aza indirirken molibden parçalarını birleştirmek için avantajlıdır.
Kaplama
Korozyon direncini artırmak için molibden nikel, akımsız nikel veya krom kaplamalarla elektroliz edilebilir. Eloksal veya fosfatlama gibi molibden yüzeylere dönüşüm kaplamaları da uygulanır.
Uygulamalar
Molibden ürünleri, molibdenin aşırı erime noktası, yüksek sıcaklıklardaki mukavemeti, aşınma ve korozyona karşı direnci, termal iletkenliği ve diğer faydalı özellikleri nedeniyle modern teknolojide her yerde kullanım alanı bulmuştur:
Çelik ve Dökme Demir
Molibdenin birincil kullanımı, paslanmaz çeliklerde, takım çeliklerinde, yüksek mukavemetli düşük alaşımlı (HSLA) çeliklerde ve çok çeşitli endüstrilerdeki dökme demirlerde bir alaşım maddesidir. Molibden boru hatları, inşaat, enerji üretimi ve otomotiv gibi uygulamalarda çelik özelliklerini ve performansını artırır.
Kimya ve Petrokimya
Molibden içeren paslanmaz çelikler ve nikel alaşımları, kimya tesislerinde ve petrol rafinerilerinde bulunan aşındırıcı ortamlarda mükemmeldir. Molibden disülfür gibi molibden katalizörleri de plastik, polimer, solvent ve diğer kimyasalların üretiminde önemli reaksiyonları yönlendirir.
Havacılık ve Uzay
Molibden’in yüksek sıcaklık dayanımı onu bıçaklar, bağlantı elemanları, egzoz manifoldları ve nozullar gibi uçak motoru bileşenleri için ideal hale getirir. Düşük termal genleşme katsayısı da uzay aracı uygulamaları için uygundur.
Elektrik ve Elektronik
Molibden’in elektrik iletkenliği ve ısıya karşı direnci, güç ızgarası tüplerinde, katot ışın tüpü ızgaralarında, mikrodalga tüplerinde, kaynak elektrotlarında ve 1.500 ° C'yi aşan sıcaklıklarda çalışabilen diğer vakum tüpü elemanlarında kullanılır.
Cam İmalatı
Molibden erimiş cama karşı dayanıklıdır ve cam eritme fırınlarında ve karıştırıcılar, borular, elektrot tutucular ve fiber burçlar gibi mekanik bileşenlerde kullanılır. Molibden ayrıca geçiş metal oksitleri içeren renklendiricilerle cam bileşimlerine oksidasyon direnci sağlar.
Yağlayıcılar
Molibdenit (MoS2), sıvı yağlayıcıların bozulduğu yüksek sıcaklıklarda etkili olan yaygın bir kuru yağlayıcıdır. İşlenmiş yüzeyleri korur, hareketli parçalar arasındaki sürtünmeyi azaltır ve otomotiv ve endüstriyel uygulamalarda aşınma ve tutukluğu azaltır.
Pigmentler ve Kaplamalar
Kurşun molibdat ve molibdat turuncuları/kırmızıları, boyalarda, plastiklerde, kauçukta ve seramiklerde renk ve korozyon önleme sağlayan pigmentlerdir. Diğer molibden bileşikleri metalik dekoratif kaplamalarda kullanıldığında parlaklık ve ışıltı verir.
Fiyatlandırma
Molibden fiyatları piyasa arz ve talep dinamiklerine bağlı olarak dalgalanmaktadır. Platts Metals Week'in 2022 yılında ABD bayi molibden oksit için yayınladığı aylık ortalamalar aşağıda listelenmiştir:
- Ocak: 17,60 $/lb
- Şubat: $19.10/lb
- Mart: $19.50/lb
- Nisan: 19,15 $/lb
- Mayıs: 18,85 $/lb
- Haziran: $18.00/lb
- Temmuz: 17,25 $/lb
- Ağustos: 15,00 $/lb
Minör metaller molibden fiyatı 2005 yılında 38 $/lb ile en yüksek seviyesine ulaştıktan sonra 2016 yılında 8 $/lb ile en düşük seviyesine gerilemiştir. Mevcut molibden fiyatları 15 yıllık tarihsel ortalama olan 19,71 $/lb'nin altında seyretmektedir. Petrol ve gaz sektöründen gelen önemli molibden talebinin fiyatları güçlü tutması beklenmektedir.
Küresel Üretim
ABD Jeolojik Araştırmalara göre, 2021 yılında dünya molibden madeni üretimi toplam 290.000 metrik ton molibden içeriğine sahiptir. Önde gelen molibden üreticisi ülkeler şunlardır:
- Çin: 110.000 metrik ton (dünya üretiminin 'i)
- Şili: 64.000 metrik ton ()
- Birleşik Devletler: 38.000 metrik ton ()
- Peru: 20.000 metrik ton (%7)
- Meksika: 15.000 metrik ton (%5)
Küresel molibden arzının büyük bölümünü temsil eden şirketler arasında Freeport-McMoRan (ABD), Codelco (Şili), China Molybdenum Co. Ltd. (Çin), Grupo México (Meksika) ve Anglo American (İngiltere).
Geri Dönüşüm
Molibdenin geri dönüşümü her yıl önemli miktarda arza katkıda bulunmaktadır. Hurda molibden yeni ürün imalatından, metal işleme prosedürlerinden, kullanım ömrünü tamamlamış parçalardan ve eski malzemelerden gelmektedir.
Molibden içeriği, sac kırpıntıları, çubuk uçları, kaynak çubuğu saplamaları ve diğer katılar veya tornalar gibi çeşitli hurda biçimlerinden geri kazanılır. Kullanılmış katalizörler bile molibden değerlerini geri kazanmak için geri dönüştürülebilir. Uluslararası Molibden Birliği'ne göre, molibdenin yaklaşık 'ı geri dönüştürülmüş hurdadan elde edilmektedir.
SSS
Molibden ürünleri hakkında sıkça sorulan bazı soruların yanıtlarını burada bulabilirsiniz:
Molibden alaşımları kullanmanın başlıca avantajları nelerdir?
Molibden, 1.000°C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda mukavemeti, sertliği, tokluğu ve sürünme direncini artırır. Ayrıca korozyon direncini ve kaynaklanabilirliği de geliştirir. Bu özellikler molibden alaşımlarını zorlu uygulamalar için çok uygun hale getirir.
Hangi endüstriler büyük ölçüde molibdene dayanır?
Molibdenin ana tüketicileri inşaat, otomotiv, enerji üretimi, havacılık, elektronik ve kimya endüstrileridir. Paslanmaz ve alaşımlı çelik üreticileri molibdenin ilk kademe kullanıcılarıdır.
Molibden metali hangi formlarda satın alınabilir?
Molibden metali ticari olarak çubuk, levha, plaka, bağlantı elemanları, tel ve işlenmiş bileşenler olarak mevcuttur. Tozlar ve diğer molibden bileşikleri kaplama, alaşımlama, katalizörler ve pigmentler için kullanılır.
Molibden petrol endüstrisinde ne için kullanılır?
Molibden içeren paslanmaz ve düşük alaşımlı çelikler, sondaj işlemleri için ve rafinerilerde bulunan agresif ortamlarda mükemmel korozyon direncine sahiptir. Molibden sülfit katalizörleri de ham petrolün daha hafif fraksiyonlara rafine edilmesinde kilit rol oynar.
Molibden ile çalışmak pahalı mıdır?
Molibden’in yüksek mukavemeti ve termal iletkenliği, işlenmesi ve değirmen ürünlerine dönüştürülmesi için daha fazla enerji gerektirir. Molibden için eritme ve alaşımlama işlemleri de önemli miktarda elektrik tüketir. Bu faktörler molibdeni diğer metallerden daha maliyetli hale getirir.
Molibden kıt bir kaynak mıdır?
Molibden yer kabuğunda nispeten bol miktarda bulunur ve bilinen kaynakların önümüzdeki on yıllar boyunca talebi aşacağı tahmin edilmektedir. Ek molibden arzı, hurda metal ve kullanılmış katalizörlerin geri dönüşümünden gelmektedir. Fiyatlar dalgalanmaktadır ancak molibden bulunabilirliği genellikle güvenilirdir.
Sonuç
Molibden, diğer metallerle elde edilemeyen özellikler sunan benzersiz bir elementtir. Alaşımları, aşırı sıcaklıklardaki uygulamalar, zorlu ortamlar ve performans ve güvenlikten ödün verilemeyecek kritik operasyonlar için gereklidir. Molibden ürünleri modern toplumun her alanında teknolojiyi ilerletmeye devam edecektir. Bu metalin üretim yeteneklerinin akıllıca kullanılması ve uygun geri dönüşüm protokolleri, molibdenin gelecekte de erişilebilir ve sürdürülebilir kalmasını sağlayabilir.
