Inhalt
- Was ist Molybdänit?
- Physikalische Eigenschaften von Molybdänit
- Geologisches Vorkommen von Molybdänit
- Molybdänit als Erz von Rhenium
- Schmiermittelverwendungen von Molybdänit
- Verwendungen von Molybdänmetall
Molybdänit (grau) und Quarz (weiß) in einem Exemplar aus der Henderson Mine in der Nähe von Empire, CO. Foto von Scott Horvath, United States Geological Survey.
Was ist Molybdänit?
Molybdänit ist ein seltenes Mineral aus Molybdän und Schwefel mit einer chemischen Zusammensetzung von MoS2. Es kommt in magmatischen und metamorphen Gesteinen als graue hexagonale Kristalle und folierte Massen mit metallischem Glanz vor. Molybdänit ist das wichtigste Erz von Molybdän und enthält häufig geringe Mengen an Rhenium, die häufig als Nebenprodukt anfallen.
Physikalische Eigenschaften von Molybdänit
Molybdänit hat physikalische Eigenschaften, die häufig zu einer Verwechslung mit Graphit führen. Beide Mineralien haben eine graue bis silberne Farbe, eine sehr geringe Härte und kommen in hexagonalen Kristallen oder folierten Massen vor. Beide Mineralien haben eine geschichtete Atomstruktur mit extrem schwachen Ebenen. Dies gibt ihnen ein rutschiges Gefühl und macht sie als Festschmierstoff wertvoll.
Molybdänit hat ein höheres spezifisches Gewicht als Graphit (Molybdänit = 4,7, Graphit = 2,23). Molybdänit hat normalerweise eine leicht bläulich-graue Farbe und einen leicht bläulich-grauen Streifen, während Graphitfarbe und -streifen grau bis schwarz sind. Molybdänit hat normalerweise einen höheren Glanz als Graphit. Erfahrene Beobachter können diese subtilen Unterschiede in Farbe, Streifen und Glanz häufig nutzen, um Graphit von Molybdänit zu trennen. Zur Identifizierung von Molybdänit können auch verschiedene Labormethoden angewendet werden.
Molybdänproduzenten: Im Jahr 2017 waren China, die USA, Peru, Mexiko und Armenien die führenden Hersteller von Molybdän. Daten aus den Mineral Commodity Summaries der United States Geological Surveys.
Geologisches Vorkommen von Molybdänit
Molybdänit kommt als isolierte Kristalle und als folierte Masse in Granit, Rhyolith oder Pegmatit vor. Molybdänit kommt auch in Gesteinen vor, die durch Kontakt und hydrothermale Metamorphose verändert wurden. Ein Großteil des kommerziell hergestellten Molybdänits liegt als disseminierte Kristalle in Porphyr-Kupfer-Lagerstätten vor, wo es als Nebenproduktmineral anfällt. Geringere Mengen werden in Bergwerken produziert, in denen Molybdänit das Hauptprodukt ist.
Mineralien, die bei Molybdänit häufig vorkommen, sind Quarz, Pyrit, Chalkopyrit, Fluorit, Kassiterit, Scheelit und Wolframit.
Zu den Ländern mit erheblicher Molybdänitproduktion gehören: Armenien, Kanada, Chile, China, Iran, Mexiko, Mongolei, Peru, Russland und die Vereinigten Staaten. Die Vereinigten Staaten sind ein Nettoexporteur von Molybdän.
Molybdänit als Erz von Rhenium
Mit einer durchschnittlichen Krustenhäufigkeit von weniger als einem Teil pro Milliarde ist Rhenium eines der seltensten Elemente in der Erdkruste. Der größte Teil der weltweit bekannten Rheniumressource befindet sich im Mineral Molybdänit und ersetzt Molybdänatome im Kristallgitter des Minerals.
Rhenium hat eine der überraschendsten und indirektsten Methoden zur Herstellung von Metall. "Rund 80 Prozent des im Bergbau gewonnenen Rheniums wird aus dem Rauchstaub gewonnen, der beim Rösten von Molybdänitkonzentraten aus Porphyr-Kupfer-Lagerstätten entsteht."
Rhenium hat nur wenige Verwendungen, aber sie sind sehr wichtige Verwendungen. Über 80 Prozent des weltweit verbrauchten Rheniums werden zur Herstellung von Turbinenschaufeln für Düsentriebwerke verwendet. Diese Schaufeln müssen aus Superlegierungen bestehen, die unter den extremen Beanspruchungen und hohen Temperaturen eines Düsentriebwerks bestehen können. Der größte Teil des verbleibenden Rheniums wird als Platin-Rhenium-Katalysator bei der Erdölraffination verwendet.
Schichtstruktur von Molybdänit: Blätter von Molybdänatomen (blau) werden zwischen Blätter von Schwefelatomen (gelb) geschichtet, um eine Schicht zu bilden. Diese Schichten sind übereinander gestapelt. Die Schichten sind jedoch so schlecht miteinander verbunden, dass sie durch leichten Druck aneinander vorbeirutschen können. Diese schwachen Bindungen bilden die Spaltungsebenen von Molybdänit. Die Bindungen sind so schwach, dass der Fingerdruck die Schichten verdrängen kann, und dies gibt Molybdänit sein rutschiges Gefühl.
Schmiermittelverwendungen von Molybdänit
Molybdänit hat eine geschichtete Atomstruktur, in der eine Schicht aus Molybdänatomen zwischen zwei Schwefelschichten angeordnet ist. Die Bindungen zwischen Molybdän- und Schwefelatomen sind sehr stark.
Diese S-Mo-S-Schichten sind übereinander gestapelt, aber die Bindungen zwischen den Schichten sind sehr schwach. Die Bindungen zwischen den Schichten sind so schwach, dass sie durch leichten Druck aneinander vorbeirutschen können - dies erklärt die perfekte und zerbrechliche Spaltung von Molybdänit. Infolgedessen fühlt sich Molybdänit rutschig an und weist eine Schmiermittelqualität auf, die der von Graphit sehr ähnlich ist.
Fein gemahlenes Molybdänit wird als Festschmierstoff verwendet, um die Reibung zwischen gleitenden Metallteilen zu verringern. Gemahlenes Molybdänit wird auch als Zusatz zu einigen Hochleistungsfetten verwendet.
Verwendungen von Molybdänmetall
Molybdänit ist das Haupterz des Molybdänmetalls, das ein äußerst wichtiges Metall für die Herstellung von Speziallegierungen ist. Geringe Mengen Molybdän, die Stahl und anderen Legierungen zugesetzt werden, können ihre Zähigkeit, Wärmebeständigkeit, Härte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessern.
Molybdän ist ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Edelstahl, legierten Stählen und einer Vielzahl von Superlegierungen. Molybdänmetall wird auch in einigen elektronischen Geräten und zur Herstellung von Heizelementen für Hochtemperatur-Elektroöfen verwendet.