Περιεχόμενο
- Τι είναι ο μολυβδαίτης;
- Φυσικές ιδιότητες του μολυβδενίτη
- Γεωλογική εμφάνιση του μολυβδενίτη
- Ο μολυβδαινίτης ως σίδηρος του ρηνίου
- Λιπαντικό Χρήσεις του μολυβδενίτη
- Χρήσεις του μεταλλικού μολυβδαινίου
Μολυβδαινίτης (γκρι) και χαλαζία (λευκό) σε ένα δείγμα που συλλέχθηκε από το ορυχείο Henderson κοντά στην αυτοκρατορία, CO. Φωτογραφία από τον Scott Horvath, United States Geological Survey.
Τι είναι ο μολυβδαίτης;
Ο μολυβδαινίτης είναι ένα σπάνιο μεταλλικό στοιχείο αποτελούμενο από μολυβδαίνιο και θείο, με χημική σύνθεση του MoS2. Εμφανίζεται σε πυριγενείς και μεταμορφωμένους βράχους ως γκρι εξαγωνικά κρύσταλλα και φυλλωτές μάζες με μεταλλική λάμψη. Ο μολυβδαινίτης είναι το πιο σημαντικό μετάλλευμα του μολυβδενίου και συχνά περιέχει μικρές ποσότητες ρηνίου που παράγονται συχνά ως υποπροϊόν.
Φυσικές ιδιότητες του μολυβδενίτη
Ο μολυβδαινίτης έχει φυσικές ιδιότητες που συχνά προκαλούν σύγχυση με γραφίτη. Και τα δύο αυτά μέταλλα είναι γκρίζα έως ασήμι χρώματος, έχουν πολύ χαμηλή σκληρότητα και εμφανίζονται σε εξαγωνικούς κρυστάλλους ή σε φυλλωτές μάζες. Και τα δύο ορυκτά έχουν μια πολυεπίπεδη ατομική δομή με επίπεδα ακραίας αδυναμίας. Αυτό τους δίνει μια ολισθηρή αίσθηση και τα καθιστά πολύτιμα ως ένα στερεό λιπαντικό.
Ο μολυβδαινίτης έχει υψηλότερο ειδικό βάρος από τον γραφίτη (μολυβδαινίτης = 4,7, γραφίτης = 2,23). Ο μολυβδενίτης έχει συνήθως ένα ελαφρώς γαλαζωπό γκρι χρώμα και μια ελαφρώς μπλε γκρίζα ράβδωση, ενώ το χρώμα γραφίτη και η ράβδωση είναι γκρι έως μαύρο. Ο μολυβδαινίτης έχει συνήθως μεγαλύτερη λάμψη από γραφίτη. Οι έμπειροι παρατηρητές μπορούν συχνά να χρησιμοποιήσουν αυτές τις λεπτές διαφορές χρώματος, ράβδου και λάμψης για να διαχωρίσουν τον γραφίτη από τον μολυβδαίνιο. Μια ποικιλία εργαστηριακών μεθόδων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση του μολυβδενίτη.
Παραγωγοί Μολυβδαινίου: Το 2017, η Κίνα, οι Ηνωμένες Πολιτείες, το Περού, το Μεξικό και η Αρμενία ήταν οι κύριοι παραγωγοί μολυβδαινίου. Στοιχεία από τις συνοπτικές περιλήψεις ορυκτών εμπορευμάτων των Ηνωμένων Πολιτειών για τις γεωλογικές έρευνες.
Γεωλογική εμφάνιση του μολυβδενίτη
Ο μολυβδαινίτης εμφανίζεται ως απομονωμένοι κρύσταλλοι και φυλλώδεις μάζες σε γρανίτη, ριόλιθο ή πεγκματίτη. Ο μολυβδαινίτης βρίσκεται επίσης σε βράχους που έχουν αλλοιωθεί από την επαφή και τον υδροθερμικό μεταμορφισμό. Μεγάλο μέρος του εμπορικά παραγόμενου μολυβδενίτη εμφανίζεται ως διασκορπισμένοι κρύσταλλοι σε καταθέσεις πορφυρού χαλκού όπου παράγεται ως ορυκτό παραπροϊόν. Λιγότερες ποσότητες παράγονται σε ορυχεία όπου το πρωτογενές προϊόν είναι ο μολυβδαινίτης.
Τα ορυκτά που απαντώνται συχνά με μολυβδαίνιο περιλαμβάνουν χαλαζία, πυρίτη, χαλκοπυρίτη, φθορίτη, κασσιρίτη, σκελιτόλιθο και βολφραμίτη.
Χώρες με σημαντική παραγωγή μολυβδαινίου περιλαμβάνουν: την Αρμενία, τον Καναδά, τη Χιλή, την Κίνα, το Ιράν, το Μεξικό, τη Μογγολία, το Περού, τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι καθαρός εξαγωγέας μολυβδαινίου.
Ο μολυβδαινίτης ως σίδηρος του ρηνίου
Με μια μέση περιεκτικότητα σε καρύδες μικρότερη από ένα μέρος ανά δισεκατομμύριο, το ρήνιο είναι ένα από τα σπανιότερα στοιχεία της γήινης φλούδας. Το μεγαλύτερο μέρος του παγκοσμίως γνωστού πόρου ρηνίου υπάρχει μέσα στον μεταλλικό μολυβδαινίτη, υποκαθιστώντας τα άτομα του μολυβδενίου στο κρυσταλλικό πλέγμα του ορυκτού.
Το ρήνιο έχει μία από τις πιο εκπληκτικές και έμμεσες μεθόδους παραγωγής οποιουδήποτε μετάλλου. "Περίπου το 80 τοις εκατό του ρηνίου που λαμβάνεται μέσω της εξόρυξης ανακτάται από τη σκόνη καπνού που παράγεται κατά τη διάρκεια του καβουρδίσματος συμπυκνωμάτων μολυβδενίτη από καταθέσεις χαλκού πορφυρού".
Το ρήνιο έχει λίγες χρήσεις, αλλά είναι πολύ σημαντικές χρήσεις. Πάνω από το 80 τοις εκατό του ρηνίου που καταναλώνεται σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιείται για να κάνει τα πτερύγια τουρμπίνα των αεριωθούμενων κινητήρων. Αυτά τα πτερύγια πρέπει να είναι κατασκευασμένα από υπερκράματα τα οποία μπορούν να επιβιώσουν σε συνθήκες ακραίας πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας ενός κινητήρα τζετ. Το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου ρηνίου χρησιμοποιείται ως καταλύτης λευκοχρύσου-ρηνίου σε διύλιση πετρελαίου.
Στρώση δομής του μολυβδενίτη: Φύλλα από άτομα μολυβδαίνιο (μπλε) είναι σάντουιτς ανάμεσα σε φύλλα ατόμων θείου (κίτρινο) για να σχηματίσουν ένα στρώμα. Αυτά τα στρώματα στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο. Ωστόσο, τα στρώματα είναι τόσο άσχημα συνδεδεμένα μαζί ότι η ελαφρά πίεση μπορεί να τους προκαλέσει να γλιστρήσουν το ένα μετά το άλλο. Αυτοί οι ασθενείς δεσμοί σχηματίζουν τα επίπεδα διάσπασης του μολυβδενίτη. Οι δεσμοί είναι τόσο αδύναμοι ώστε η πίεση των δακτύλων μπορεί να μετατοπίσει τα στρώματα και αυτό δίνει στον μολυβδαίνιο την ολισθηρή αίσθηση.
Λιπαντικό Χρήσεις του μολυβδενίτη
Ο μολυβδαινίτης έχει μια στρωματοποιημένη ατομική δομή στην οποία ένα φύλλο από άτομα μολυβδαινίου είναι σάντουιτς μεταξύ δύο φύλλων θείου. Οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων του μολυβδαινίου και του θείου είναι πολύ ισχυροί.
Αυτά τα στρώματα S-Mo-S στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο, αλλά οι δεσμοί μεταξύ των στρωμάτων είναι πολύ αδύναμοι. Οι δεσμοί μεταξύ των στρωμάτων είναι τόσο αδύναμοι ώστε η ελαφριά πίεση μπορεί να τους προκαλέσει να γλιστρήσουν το ένα μετά το άλλο - αυτό εξηγεί την τέλεια και εύθραυστη διάσπαση του μολυβδαινίτη. Ως αποτέλεσμα, ο μολυβδαινίτης έχει μια ολισθηρή αίσθηση και μια λιπαντική ποιότητα που είναι πολύ παρόμοια με γραφίτη.
Μολυβδαινίτης λεπτώς αλεσμένος χρησιμοποιείται ως ένα στερεό λιπαντικό για τη μείωση της τριβής μεταξύ μεταλλικών τμημάτων ολίσθησης. Ο μολυβδαινίτης του εδάφους χρησιμοποιείται επίσης ως πρόσθετο σε μερικά είδη λιπαντικών υψηλής απόδοσης.
Χρήσεις του μεταλλικού μολυβδαινίου
Ο μολυβδαινίτης είναι το κύριο μετάλλευμα του μετάλλου μολυβδαινίου, το οποίο είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό μέταλλο για την κατασκευή κραμάτων ειδικού τύπου. Μικρές ποσότητες μολυβδαινίου που προστίθενται στον χάλυβα και άλλα κράματα μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την ανθεκτικότητα, τη θερμική αντοχή, τη σκληρότητα, τη δύναμη και την αντοχή στη διάβρωση.
Το μολυβδαίνιο είναι ένα σημαντικό συστατικό στο να παράγει ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα χάλυβα και μια ποικιλία από υπερκράματα. Το μεταλλικό μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται επίσης σε μερικές ηλεκτρονικές συσκευές και για την κατασκευή στοιχείων θέρμανσης που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικούς κλιβάνους υψηλής θερμοκρασίας.