神秘的戰略金屬——鉬

王殿華

鉬，是元素周期表上序號為42的一種過渡金屬元素，它的化學符號是Mo。鉬金屬呈銀白色，硬而堅韌。它在常溫下不受空氣的侵蝕，跟鹽酸或氫氟酸不起反應。

千呼萬喚始出來

自然界中，鉬主要以礦物輝鉬礦（MoS2）形式存在。天然輝鉬礦是一種軟的黑色礦物，盡管輝鉬礦在古代就得到了應用，但輝鉬礦和鉛、方鉛礦及石墨都很相似，不易區分。“molybdos”這個詞在希臘文里就是鉛的意思。18世紀末以前，歐洲市場上兩者都以molybadenite（鉛的古希臘名）名義出售。

1779年，舍勒（瑞典著名化學家，氧氣的發現人之一）指出，鉛或石墨與molybadenite是兩種完全不同的物質。他發現，硝酸對石墨沒有影響，而與molybadenite反應，獲得一種白色粉末；將它與堿溶液共同煮沸，結晶后析出一種鹽。他認為，這種白色粉末是一種金屬氧化物（實際上是氧化鉬）；它與木炭混合經高溫加熱后沒有獲得金屬，但與硫共熱后得到原來的molybadenite。

1782年，舍勒的好友、瑞典礦場主埃爾摩（又譯作耶爾姆）用亞麻籽油調過的木炭和鉬酸混合物密閉灼燒，從molybadenite中分離出金屬，命名為molybdenum，元素符號定為Mo。中國將其譯成“鉬”。它得到了曾發現鈰、硒、硅、鉭、釷等元素的瑞典著名化學家貝齊里烏斯的承認。

鉬金屬在空氣中灼燒，會放出金黃色光芒；不同氧化態的鉬離子有不同的顏色。直到鉬被發現100多年后的1893年，M.莫思森才在電爐里熔煉炭和三氧化鉬的混合物，首次獲得含鉬92%～96%的鑄態金屬。

貌不驚人用途廣

鉬的發現雖然已有200多年歷史，但大規模開發利用還是本世紀尤其近幾十年的事。

鉬及鉬合金的用途十分廣泛，這是因為它有許多特性，如強度高，熱膨脹系數低，優良的導熱與導電性能，對熔融玻璃、熔鹽及熔融金屬有較高的防腐性，還可提高薄涂料的耐磨性。

合金鋼、不銹鋼、工具鋼及鑄鐵是鉬的主要應用領域，其生產量決定著鉬的需求。不銹鋼中加入鉬，能改善鋼的耐腐蝕性。在鑄鐵中加入鉬，能提高鐵的強度和耐磨性能。含鉬18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹系數小等特性，用于制造航空和航天領域的各種高溫部件。金屬鉬在電子管、晶體管和整流器等電子器件方面得到廣泛應用。純鉬絲用于高溫電爐和電火花加工以及線切割加工。鉬片用來制造無線電器材和X射線器材。鉬在其他合金領域及化工領域的應用也不斷擴大。合金鋼中加鉬，可以提高材料彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性等。氧化鉬和鉬酸鹽是化學和石油工業中的優良催化劑。

二硫化鉬是一種重要的潤滑劑，用于航天和機械工業領域。除此之外，二硫化鉬因其獨特的抗硫性質，可以在一定條件下催化一氧化碳加氫制取醇類物質，是很有前景的化學催化劑。

鉬金屬還逐步應用于核電、新能源等領域。

鉬也是植物所必需的微量元素之一，沒有它，植物就無法生存。鉬在農業上可用作微量元素化肥。

人體各種組織都含鉬，成人體內銅的總量為9毫克，以肝、腎中含量最高。鉬-99是鉬的放射性同位素之一，在醫院里用于制備锝-99。锝-99是一種放射性同位素，病人服用后可用于內臟器官造影。用于該種用途的鉬-99通常用氧化鋁粉吸收后存儲在相對較小的容器中，當鉬-99衰變時生成锝-99。

沙場硬漢顯身手

人們曾在14世紀的一把日本武士劍中發現含有鉬，這是鉬最早發現被應用于軍事用途。1891年，法國斯奈德公司率先把鉬作為合金元素生產了含鉬裝甲板。他們發現，鉬的密度僅是鎢的一半。這樣一來，在許多鋼鐵合金應用領域，鉬有效取代了鎢。第一次世界大戰的爆發，導致了鎢需求量的劇增和鎢鐵供應的極度緊張，鉬由此在許多高硬度和耐沖擊鋼中取代了鎢。鉬需求的增長促使了人們對鉬的深入研究。當時，美國科羅拉多州的大型礦山克萊麥克斯礦隨之開發，并于1918年投產。

因為鉬的重要性，各國政府視其為戰略性金屬。由于其耐高溫燒蝕，鉬在20世紀初被大量應用于制造武器裝備，主要用于火炮內膛、火箭噴口的制造。現代高、精、尖裝備對材料的要求更高，如鉬和鎢、鉻、釩的合金用于制造軍艦、火箭、衛星的合金構件和零部件。

鉬合金是以鉬為基體加入其他元素而構成的有色合金，主要合金元素有鈦、鋯、鉿、鎢及稀土元素。鉬合金有良好的導熱、導電性和較低的膨脹系數，在高溫下（1100～1650℃）有較高強度，比鎢容易加工，可用作電子管的柵極和陽極、電光源的支撐材料以及用于制作壓鑄和擠壓模具、航天器的零部件等。

第一次世界大戰的結束導致了鉬需求銳減。要解決這個問題，就得開發新的應用領域。不久，新型低鉬合金鋼在汽車工業生產中得到了認可。從此，鉬作為合金元素在鋼鐵和其他領域的開發研究進入了一個新的階段。

20世紀30年代末，鉬已經是被廣泛使用的工業原料。“二戰”戰后重建，再一次刺激了人們對鉬在工業領域應用的開發與研究，給許多含鉬工具鋼的應用開辟了廣闊的市場。如今，合金鋼、不銹鋼、工具鋼及鑄鐵依然是鉬的主要應用領域。

資源豐富待研發

鉬在地殼中主要存在于花崗巖類巖石中，鉬礦石比較單一，主要是硫化礦石。

由于鉬在軍工武器方面的特殊用途，世界強國紛紛把鉬列為需要實行戰略儲備的礦產資源。戰略礦產儲備或礦產品戰略儲備，主要是針對那些對國家安全有戰略意義、國內又相對稀缺的礦種所建立的儲備。目前，世界上有10個國家建立有戰略礦產儲備制度。

我國是鉬礦資源豐富國家，總儲量達860萬噸（以鉬量計），其中，工業儲量約350萬噸，居世界第二位。我國鉬礦資源具有儲量大、分布廣、大型礦床多、礦體埋藏淺等特點，對全球的鉬市場有重要影響。

美國是世界第二大鉬資源國。智利、加拿大、俄羅斯和亞美尼亞也是鉬資源較為豐富的國家。

相比稀土來說，我國對鉬的管控更超前了一些。早在2007年，商務部、海關總署就曾發布公告，對銦、鉬實行出口配額許可證管理。《中華人民共和國進出口稅則》中也明確將鉬精礦列入禁止類加工貿易產品的類目。有消息稱，國土資源部正準備將鉬列入保護性開采礦種，實行開采總量管理，下達開采總量指標。這將使鉬成為繼黃金、鎢、錫、銻、稀土后第六個被列入保護性開采的特定礦種。同時，相關部門也正在開展對包括鉬在內的10種金屬進行戰略收儲的研究工作，目前已進入驗收狀態。

【責任編輯】趙 菲