钼加工，用于各种产品的矿石的制备。
钼（Mo）是白色的类铂金属，熔点为2,610°C（4,730°F）。在其纯净状态下，它坚韧而易延展，并具有中等硬度，高导热性，高耐腐蚀性和低膨胀系数的特点。与其他金属合金化时，钼可提高淬透性和韧性，增强抗拉强度和抗蠕变性，并且通常可提高均匀硬度。少量的钼（1％或更少）可显着改善基体材料的耐磨性，防腐性能以及高温强度和韧性。因此，钼是钢和高度复杂的有色超合金制造中的重要添加剂。
由于钼原子具有与钨相同的特性，但其原子量和密度仅为其一半左右，因此它可以在合金钢中替代钨，从而可以用一半的金属获得相同的冶金效果。另外，它的两个外电子环是不完整的。这使得它可以形成金属为二价，三价，四价，五价或六价的化合物，从而使多种钼化学产品成为可能。这也是其相当大的催化性能的必要因素。
历史
尽管这种金属在古代文化中是已知的，并且其矿物形态至少与石墨和方铅矿相混淆了2,000年，但直到1778年瑞典化学家兼药剂师卡尔·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）生产氧化钼后才正式发现并鉴定出钼。通过用浓硝酸侵蚀粉状辉钼矿（MoS 2），然后将残留物蒸发至干。根据舍勒的建议，另一位瑞典化学家彼得·雅各布·赫耶姆（Peter Jacob Hjelm）于1781年通过在高温下在坩埚中加热由氧化钼和亚麻籽油制成的糊状物生产了第一批金属钼。在19世纪，德国化学家Bucholtz和SwedeJönsJacob Berzelius有系统地探索了钼的复杂化学，但是直到1895年，法国化学家Henri Moissan才通过还原生产了第一批化学纯（99.98％）的钼金属。在电炉中将其与碳一起使用，从而可以对金属及其合金进行科学和冶金研究。
1894年，法国武器制造商Schneider SA在Le Creusot的工厂中将钼引入了铠装板。1900年，两名美国工程师FW Taylor和P. White在巴黎世博会上展示了第一批基于钼的高速钢。同时，法国的居里夫人和美国的JA Mathews使用钼制备永磁体。但是直到第一次世界大战引发了钨的严重短缺，钼才被大量用于制造武器，装甲板和其他军事装备。在1920年代，钼合金首次在和平时期应用，最初是在汽车制造中，然后是不锈钢。在随后的十年中，它们在高速钢中得到认可，第二次世界大战后，它们被用于航空领域，尤其是喷气发动机，该发动机必须承受较高的工作温度。后来，它们的用途扩展到了导弹。除合金钢外，钼还用于高温合金，化学药品，催化剂和润滑剂。
矿石
钼生产中唯一在商业上可行的矿物是在钼矿中发现的二硫化氢（MoS 2）。几乎所有的矿石都是从斑岩分布的矿床中回收的。这些是初级钼矿床或复杂的铜钼矿床，钼是作为副产品或副产品从中回收的。初级矿床中钼的含量在0.1％到0.5％之间。铜斑岩也是非常大的矿床，但钼含量在0.005％至0.05％之间。钼的大约40％来自初级矿山，其余60％是铜（或在某些情况下为钨）的副产品。
北美约有64％的可采资源，美国占其中的三分之二。另外25％在南美，其余地区主要分布在俄罗斯，哈萨克斯坦，中国，伊朗和菲律宾。欧洲，非洲和澳大利亚的钼矿石非常贫乏。最大的钼生产国包括中国，美国，智利，秘鲁，墨西哥和加拿大。
采矿与集中
钼和铜-钼斑岩通过露天开采或地下方法开采。一旦矿石被粉碎并磨碎，就可以使用多种试剂通过浮选工艺将金属矿物与脉石矿物（或钼和铜彼此分离）分离。如果将钼作为铜的副产品回收，则精矿含有85％至92％的MoS 2和少量的铜（少于0.5％）。
提取和精制
工业氧化钼
为了达到商业目的，必须将约97％的MoS 2转化为工业氧化钼（85-90％MoO 3）。这种转化几乎普遍在Nichols-Herreshoff型多炉膛炉中进行，其中钼铁矿精矿从顶部供入，逆着从底部吹入的热空气和气体流。每个炉膛有四个由风冷轴旋转的风冷臂。臂上装有碎刀，将物料耙到烘烤机的外部或中心，物料在那里落到下一个炉膛。在第一个炉膛中，将精矿预热并点燃浮选剂，从而引发MoS 2向MoO 3的转化。这种放热反应在随后的炉床中持续并加剧，通过调节氧气和必要时通过冷却炉子的水喷雾来控制。温度不应超过MoO 3升华或直接从固态蒸发的温度650°C（1,200°F）以上。当煅烧炉中的硫含量降至0.1％以下时，该过程结束。
化学纯的氧化钼
工业级氧化钼被制成团块，然后直接送入熔炉中以制造合金钢和其他铸造产品。它们也用于制造钼铁（见下文），但是如果需要更多的纯钼产品，例如钼化学品或金属钼，则必须通过升华将工业MoO 3精炼为化学纯MoO 3。这是在1200至1,250°C（2,200至2,300°F）的温度下通过电蒸煮进行的。熔炉由缠绕有钼丝加热元件的石英管组成，通过耐火砖浆糊和木炭的混合物防止氧化。试管相对于水平面倾斜20°并旋转。升华后的蒸气被空气从管中吹扫，并被抽气罩收集，通向滤袋。收集两个分开的部分。第一个对应于最初的2-3％电荷的汽化，并且包含大部分挥发性杂质。最后一部分是纯MoO 3。该纯度必须为99.95％，才能适合制造钼酸铵（ADM）和钼酸钠（它们是各种钼化学品的原材料）的制造。这些化合物是通过使化学纯的MoO 3与氨水或氢氧化钠反应而获得的。白色晶体形式的钼酸铵可测出81％至83％的MoO 3或54％至55％的钼。它溶于水，用于制备钼化学品和催化剂以及金属钼粉。
钼金属
由纯MoO 3或ADM 生产金属钼是在电加热管或马弗炉中进行的，向其中引入氢气作为对进料的逆流。通常有两个阶段，其中将MoO 3或ADM首先还原为二氧化物，然后还原为金属粉末。这两个阶段可以在两个不同的炉子之间进行冷却，或者可以使用两区炉子。（有时，从400°C或750°F的低温开始采用三阶段工艺，以避免不受控制的反应并防止烧结。）在两阶段工艺中，两台长马弗炉与钼可以使用电热丝。第一次还原是在装有5至7千克（10至15磅）氧化物的低碳钢“船”中进行的，每30分钟间隔一次。熔炉温度为600–700°C（1,100–1,300°F）。将第一个炉子中的产品破碎，并以相同的速率在镍舟中供入运行在1,000–1,100°C（1,800–2,000°F）下的第二个炉子中，然后筛分金属粉末。通过还原ADM可得到最纯的钼含量为99.95％的粉末。
由于其极高的熔点，钼不能通过常规方法熔化成高质量的锭。但是，它很容易在电弧中熔化。在Parke和Ham研发的一种此类方法中，将钼粉连续压制成棒，该棒通过电阻部分烧结，并最终在电弧中熔化。熔融的钼通过添加到粉末中的碳进行脱氧，然后将其浇铸在水冷的铜模具中。
