钼是什么？

钼（mù）为人体及动植物必须的微量元素。为银白色金属，硬而坚韧。人体各种组织都含钼，在人体内总量为9mg，肝、肾中含量最高。

钼是一种过渡元素，极易改变其氧化状态，在体内的氧化还原反应中起着传递电子的作用。在氧化的形式下，钼很可能是处于 6价状态。虽然在电子转移期间它也很可能首先还原为 5价状态。但是在还原后的酶中也曾发现过钼的其他氧化状态。钼是黄嘌呤氧化酶/脱氢酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶的组成成分，从而确知其为人体及动植物必需的微量元素。

通过三年不懈努力，钼元素终于在科学家们的相互合作的研究中现形！ 1958年，新西兰某牧场牧草枯黄，遍地萎死，牧民们叫苦不迭。但是，惊奇地发现横穿牧场的一条道路边，却长满了茂盛的绿草。科学家对绿草带进行观察并带回样品进行实验，终于找到答案。

1782年，瑞典的埃尔姆，用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧，而得到钼。

1953年确知钼为人体及动植物必须的微量元素。

主要矿物是辉钼矿（MoS₂）。

天然辉钼矿MoS₂是一种软的黑色矿物，外型和石墨相似。18世纪末以前，欧洲市场上两者都以“molybdenite”名称出售。1779年，舍勒指出石墨与molybdenite（辉钼矿）是两种完全不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响，而与辉钼矿反应，获得一种白垩状的白色粉末，将它与碱溶液共同煮沸，结晶析出一种盐。他认为这种白色粉末是一种金属氧化物，用木炭混合后强热，没有获得金属，但与硫共热后却得到原来的辉钼矿。

1782年，瑞典一家矿场主埃尔姆从辉钼矿中分离出金属钼，命名为molybdenum，元素符号定为Mo。汉语译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认。

物理性质

钼位于门捷列夫周期表第5周期 、第VIB族，为一过渡性元素，钼原子序数42，原子量95.95，原子中电子排布为：ls2s2p3s3p3d4s4p4d5s。由于价电子层轨道呈半充满状态，钼介于亲石元素(8电子离子构型）和亲铜元素(18电子离子构型）之间，表现典型过渡状态．V. W.戈尔德斯密特在元素的地球化学分类里将它称亲铁元素。 自然界里，钼有七个稳定的天然同位素。

另据文献记载，已发现第八种天然同位素的存在。此外，还发现钼有十一种人造放射性同位素，因资料数据不详，此不赘述。

钼为银白色金属，钼原子半径为0.14nm，原子体积为235.5px/mol，配位数为8，晶体为Az型体心立方晶系，空间群为Oh9，至今还没发现它有异构转变．常温下钼的晶格参数在0.31467~0.31475nm之间，随杂质含量而变化。钼熔点很高，在自然界单质中名列第六，被称作难熔金属，见表2。钼的密度为10.23g/cm，约为钨的一半（钨密度19.36g/cm）。钼的热膨胀系数很低，20~100℃时为4.9×10/℃；钼的热传导率较高，为142.35w/(m·k) 。钼电阻率较低：0℃时为5.17×-10Ω·cm；800℃时为24.6×-10Ω·cm；2400℃时为72×-10Ω·cm。钼属顺磁体，99.99%纯度的钼在25℃时比磁化系数为0.93×10cm/g。钼的比热在25℃时为242. 8J/（kg·k）。钼的硬度较大，摩氏硬度为5~5.5。钼在沸点的蒸发热为594kJ/mol；熔化热为27.6 ±2.9kJ/mol；在25℃时的升华热为659kJ/mol。

钼要丢掉七个或八个电子是极困难的。这决定了钼的化学性质比较稳定。 常温或在不太高的温度下，钼在空气或水里是稳定的。钼在空气中加热，颜色开始由白（色）转暗灰色；温升至520℃，钼开始被缓慢氧化，生成黄色三氧化钼（MoO3，温度降至常温后变为白色）；温升至600℃以上，钼迅速被氧化成MoO3。钼在水蒸气中加热至700~800℃便开始生成MoO2，将它进一步加热，二氧化钼被继续氧化成三氧化钼。钼在纯氧中可自燃，生成三氧化钼。 钼的氧化物已见于报道的很多，但不少是反应中间产物，而不是热力学稳定相态。非常可靠的只有九种。

生理作用

钼的生物属性也很重要，它不仅是植物也是动物必不可少的微量元素。 钼是植物体内固氮菌中钼黄素蛋白酶的主要成份之一；也是植物硝酸还原酶的主要成份之一；还能激发磷酸酶活性，促进作物内糖和淀粉的合成与输送；有利于作物早熟。钼是七种重要微量营养元素之一。 钼还是动物体内肝、肠中黄嘌呤氧化酶、醛类氧化酶的基本成份之一，也是亚硫酸肝素氧化酶的基本成份。研究表明，钼还有明显防龋作用，钼对尿结石的形成有强烈抑制作用，人体缺钼易患肾结石。一个体重70kg的健康人，体内含钼9mg。对于人类，钼是第二、第三类过渡元素中已知唯一对人必不可少的元素，与同类过渡元素相比，钼的毒性极低，甚至可认为基本无毒。当然，过量的食入也会加速人体动脉壁中弹性物质——缩醛磷脂——氧化。所以，土壤含钼过高的地区，癌症发病率较低但痛风病、全身性动脉硬化的发病率较高。而食入含钼过量的饲草的动物，尤其长角动物易患胃病。

代谢吸收

膳食及饮水中的钼化合物，极易被吸收。经口摄入的可溶性钼酸铵约88%-93%可被吸收。膳食中的各种含硫化合物对钼的吸收有相当强的阻抑作用，硫化钼口服后只能吸收5%左右。钼酸盐被吸收后仍以钼酸根的形式与血液中的巨球蛋白结合，并与红细胞有松散的结合。血液中的钼大部分被肝、肾摄取。

在肝脏中的钼酸根一部分转化为含钼酶，其余部分与蝶呤结合形成含钼的辅基储存在肝脏中。身体主要以钼酸盐形式通过肾脏排泄钼，膳食钼摄入增多时肾脏排泄钼也随之增多。因此，人体主要是通过肾脏排泄而不是通过控制吸收来保持体内钼平衡。此外也有一定数量的钼随胆汁排泄。

生理功能

钼作为3种钼金属酶的辅基而发挥其生理功能。钼酶催化一些底物的羟化反应。黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤，然后转化成尿酸。醛氧化酶催化各种嘧啶、嘌呤、蝶啶及有关化合物的氧化和解毒。亚硫酸盐氧化酶催化亚硫酸盐向硫酸盐的转化。有研究者还发现，在体外实验中，钼酸盐可保护肾上腺皮质激素受体，使之保留活性。据此推测，它在体内可能也有类似作用。有人推测，钼酸盐之所以能够影响糖皮质激素受体，是因为它与一种称为“调节素”的内源性化合物相似。

生理需要

2000年中国营养学会根据国外资料，制订了中国居民膳食钼参考摄入量，成人适宜摄入量为60μg/d；最高可耐受摄入量为350μg/d。

产地分布

我国钼矿分布就大区来看，中南占全国钼储量的35.7%，居首位。其次是东北19.5%、西北14.9%、华东13.9%、华北12%，而西南仅占4%。就各省（区）来看，河南储量最多，占全国钼矿总储量的29.9%，其次陕西占13.6%，吉林占13%。另外储量较多的省（区）还有：山东占6.7%、河北占6.6%、江西占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省（区）合计储量占全国钼矿总保有储量的81.1%，其中前三位的河南、陕西、吉林三省就占56.5%。下表展示出了我国主要的钼矿床及其开发利用情况。

钼的应用及其发展

钼与钨一样是一种难熔稀有金属。自1778年瑞典科学家C.W.SCHEELE发现钼元素之后，经过十余年努力M.MOISSAN才用电炉制得金属钼，使人类第一次得到这种具有许多优良物理化学和机械性能的金属。钼的熔点为2620℃，由于原子间结合力极强，所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小，导电率大，导热性能好。在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应，仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中，对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此，钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要部门有着广泛的应用和良好的前景，成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。 钼在地球上的蕴藏量较少，其含量仅占地壳重量的0.001%，钼矿总储量约为1500万吨，主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为172万吨，基础储量为343万吨，仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在50万吨以上的特大型钼矿共有六个，我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。丰富的钼资源，为我国发展钼的冶炼和加工，大力推广钼的应用，提供了极为有利的条件和坚实的基础。 近年来，我国钼的开采、冶炼和加工得到了迅速的发展。据资料介绍，2001年我国实际生产钼精矿72000吨，氧化钼33000吨，钼铁7600吨，各类钼酸铵9500吨，钼条1183吨，钼板坯1200吨，钼板材150吨，钼圆片40余吨，钼顶头及其他异型制品约50吨，电光源行业及机械加工钼丝31.5亿米，还有润滑剂、催化剂、颜料等化工产品数百吨。不仅如此，我国在世界钼市场中占有举足轻重的地位，据海关统计，2001年我国出口钼矿焙砂、钼酸盐、钼铁及其他钼制品70274吨之多，创汇达2.62亿美元。 钼的消费形式以工业三氧化钼为主，约占70%，钼铁约占20%，金属钼和钼化学制品各占5%。其应用领域和分配比例大概如下：钢铁冶炼消费约占80%（其中合金钢约为43%，不锈钢约为23%，工具钢和高速钢约8%，铸铁和轧辊约为6%），化工产品约占10%，金属钼制品消费约占6%，高温高强度合金和特殊合金约占3%，其他钼制品约为1%。由上可见钢铁工业的发展对钼的消费起着决定性的作用，但随着科学技术的发展，钼在高科技和其他领域的应用将会不断地扩大和发展。

钢铁工业：根据世界各国钼消费统计，钼在钢铁工业中的应用仍然占据着最主要的位置。钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性；提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性；提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素，在炼钢的过程中不氧化，可单独使用也可与其他合金元素共同使用。特殊钢的耗钼量在有规律地增长，每吨特殊钢的钼消耗量已达到0.201公斤的水平。

钼与铬、镍、锰和硅等可制造不同类型的不锈钢、工具钢、高速钢和合金钢等。所制成的不锈钢有良好的耐腐蚀性能，可用于石油开采的耐腐蚀钢管，一种加钼约6%的不锈钢还可取代钛用于海水淡化装置、远洋船舶、海上石油及天然气开采管道。这类不锈钢还可以用于汽车外壳、污水处理设备等。含钼工具钢的效率是钨工具的两倍，性能优良，成本低廉且重量较轻。钼系列高速钢具有碳化物不均匀性、耐磨、韧性好、高温塑性强等优点，适用于制造成型刀具。含钼合金钢可用于制造机床结构部件，工业车辆和推土设备。在轧制状态下有微细珠光体组织的含钼合金钢，是铁轨和桥梁建设中的重要钢材。

钼作为铁的合金添加剂，有助于形成完全珠光体的基体，能改善铸铁的强度和韧性，提高大型铸件组织的均匀性，还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性，可作重型车辆的闸轮和刹车片等。

农用肥料：钼是植物体内必须的“微量元素”之一，约占植物干物量的0.5ppm左右，是不可缺少和不可替代的。近年来国内外广泛地采用钼酸铵作为微量元素肥料，能显著地提高豆类植物、牧草及其他作物的质量和产量。这主要是钼能促进根瘤菌和其他固氮生物对空气中氮的固定，并将氮元素进一步转化成植物所需的蛋白质。钼也能促进植物对磷的吸收和在植物体内发挥其作用。钼还能加快植物体内醣类的形成与转化，提高植物叶绿素的含量与稳定性，提高维生素丙的含量。不仅如此，钼还能提高植物的抗旱抗寒能力以及抗病性。

施用钼肥的特点是用量少，收效大，成本低，是提高农业收成特别是使大豆丰收的一项重要措施。钼在农业上的广泛应用，也为我国钼生产工厂的废水、废渣及低品位矿的综合利用，开辟了一条新的途径。 电子电气 钼有良好的导电和高温性能，特别是与玻璃的热膨胀系数极其相近，广泛地用于制造灯泡中螺旋灯丝的芯线、引出线、挂钩、支架、边杆及其他部件，在电子管中做栅极和阳极支撑材料。在超大型集成电路中钼用作金属氧化物半导体栅极，把集成电路安装在钼上可以消除“双金属效应”。超薄型无缝钼管（约15μm）可用作高清晰度电视机显象管的阳极支架，这种电视机的图象扫描线达1125条，比一般的电视机提高2倍。钼圆片还可作功率晶体管隔热屏和硅整流器的基板和散热片。

在现代电子工业中除使用纯钼外，Mo-Re合金可作电子管和特种灯泡的结构材料，Mo-50Re和TZM合金还可作高功率微波管和毫米波管中的热离子阴极结构元件，其工作温度可达到1200℃，电流密度可达10安培/厘米2。作为引出线的的纯钼丝再结晶温度低，在高温下易出现脆化，影响使用寿命，近年来，有人研制出添加Si、k和C等元素，以提高再结晶温度，生产出“高温钼丝”。采取在氧化钼生产过程中添加稀土元素钇、铈、镧等，更能有效地提高再结晶温度，克服材料高温脆化问题。含0.1-0.3%锆、0.1%钪的钼丝，在1200℃氮化处理，使钪弥散到整个合金中去，这种钼丝在20℃时抗拉强度可达到1400百万帕斯卡。

模具工业的迅速发展，使电火花加工技术得到普遍的应用，钼丝是理想的电火花线切割机床用电极丝，可切割各种钢材和硬质合金，加工形状极其复杂的零件，其放电加工稳定，能有效地提高模具的精度。 以上是钼丝两种最为广泛的用途，灯泡制造业的发展和模具制造业的崛起突飞猛进。据中国照明协会统计，2001年全国生产钼丝达到31.5亿米，实际产量估计达到40亿米，消耗将近800吨钼条，其数量十分可观。其中线切割用钼丝产量超过20亿米，占钼丝总量的一半以上，其市场发展前景十分令人乐观。

钨-铜假合金广泛应用电火花切削工具电极，然而近年来研究以钼取代钨作电极，结果表明，钨基和钼基电极随铜（≤50%重量）的含量而变的耐蚀性是不一样的。在加热脉冲和机械负荷脉冲存在时，这种耐腐蚀性主要取决于脆裂过程，钼的延-脆性转变温度较钨低，所以脆性小，耐蚀性能较强。钼-铜、钼-银假合金具有耐烧蚀性和良好的导电性，可以作为空气开关、高压开关和接触器的触点。钼-铜复合薄膜在连续的铜机体上夹带大量的离散钼粒子，显微组织均匀，有良好的穿厚导热性和导电性，可作金属芯子应用于多层电路板中。

最近，还研制出可变色的三氧化钼，这种材料在强光照射下会改变颜色，且可轻易还原，可用于电子计算机光存储元件及多次使用的复印材料。

汽车喷涂：钼的熔点高达2620℃，且有良好的高温性能和耐腐蚀性能，钼与钢铁结合力强，因而是汽车部件生产中主要的热喷涂材料。汽车部件一般采用钼丝高速火焰喷涂，喷枪的气体混合喷射装置产生高温燃气燃烧，特殊设计的燃烧室和气体喷射混合室，使钼丝在完全熔化前，以极高的速度喷涂在工件的表面上，喷射钼的致密度可达99%以上，结合强度接近10公斤/㎜2。这一工艺过程能有效地改善受磨面的耐磨性，也提供了一个可以浸渍润滑油的多孔表面。它广泛地应用于汽车工业以提高活塞环、同步环、拨叉和其他受磨部件的性能，也用于修复磨损的曲轴、轧辊、轴杆和其他机械部件。据资料介绍喷涂钼丝欧洲市场年销售量可达1000吨，美国每年消耗量也达600吨左右，日本每年也消耗钼丝30-40吨，我国喷涂钼丝市场容量尚小于每年30吨。但随着我国汽车工业的发展，汽车齿轮和其它部件的热喷涂将有较大发展，喷涂钼丝的销售量将大幅度增长。

高温元件：钼的纯度高、耐高温、蒸汽压低等特性，使之常常被用来制造高温炉的发热体和结构材料。在钨钼及硬质合金生产过程中，大都采用钼丝加热的方式制作还原炉和烧结炉，部份铁制品连续烧结还采用钼杆加热排作发热体，钼杆加热排以钼钩悬挂于炉子的两侧。这类炉子一般为还原性气氛或非氧化性气氛，在氢气和分解氨中钼丝可使用至接近熔点，氮气中可使用至2000℃。高于1700℃使用时，可采用再结晶温度更高、强度更好的TZM合金或钼镧合金作发热体。钼在熔化的石英中有很好的抗烧蚀性能，在玻璃工业中用作通电熔融电极，每生产一吨玻璃钼电极仅损失7.8克，使用寿命可长达一年多。除作电极外，钼还用作玻璃熔化高温结构材料，如导槽、管子、坩埚、流口以及稀土冶炼的搅拌棒。以钼代铂在玻璃纤维拉丝炉上使用效果良好，大大降低了生产成本。新近研制出的核燃料烧结炉采用钼网加热，用ф0.8mm钼丝编织成三相网状加热器，工作温度可达1800-2000℃。除此之外，钼及其合金还可以作热等静压的炉架、隔热屏、烧结和蒸涂的料舟、SmCo磁体及二氧化铀烧结的垫板，热电偶及其保护套管等。

危害

钼缺乏症

膳食中的钼很易被吸收。但硫酸根（SO42-）因可与钼形成硫酸钼（molybdenum sulfate）而影响钼的吸收。同时硫酸根还可抑制肾小管对钼的重吸收，使其从肾脏排泄增加。因此体内含硫氨基酸的增加可促进尿中钼的排泄。钼除主要从尿中排泄外，尚可有小部分随胆汁排出。

钼缺乏主要见于遗传性钼代谢缺陷，尚有报道全肠道外营养时发生钼不足者。钼不足可表现为生长发育迟缓甚至死亡，尿中尿酸、黄嘌呤、次黄嘌呤排泄增加。

钼过量

过量的钼对人体生命健康危害极大。它能够使体内能量代谢过程出现障碍，心肌缺氧而灶性坏死，易发肾结石和尿道结石，增大缺铁性贫血患病几率，引发龋齿。钼是食管癌的罪魁祸首，它还会导致痛风样综合征，关节痛及畸形、肾脏受损，生长发育迟缓、体重下降、毛发脱落、动脉硬化、结缔组织变性及皮肤病等生命健康隐患 [6] 。

人和动物机体对钼均有较强的内稳定机制，经口摄入钼化物不易引起中毒。据报告，生活在亚美尼亚地区的居民每日钼摄入量高达10~15mg；当地痛风病发病率特别高，被认为与此有关。钼冶炼厂的工人也可因吸入含钼粉尘而摄入过多的钼。据调查，这些工人的血清钼水平、黄嘌呤氧化酶活性、血及尿中的尿酸水平均显著高于一般人群。

钼酸钠

钼污染

钼在地壳中的平均丰度为1.3ppm，多存在于辉钼矿、钼铅矿、水钼铁矿中。矿物燃料中也含钼。天然水体中钼浓度很低，海水中钼的平均浓度为14微克/升。钼在大气中主要以钼酸盐和氧化钼状态存在，浓度很低，钼化物通常低于1微克/米。

环境中的钼有两个来源 ：

① 风化作用使钼从岩石中释放出来。估计每年有1000吨进入水体和土壤，并在环境中迁移。钼分布的不均匀性，造成某些地区缺钼而出现“水土病”；又造成某些地区含钼偏高而出现“痛风病”（如亚美尼亚）。

②人类活动中愈来愈广泛地应用钼以及燃烧含钼矿物燃料（如煤），因而加大了钼在环境中的循环量。全世界钼产量每年为10万吨，燃烧排入环境的钼每年为 800吨。人类活动加入的循环量超过天然循环量。用钼最多的是冶金、电子、导航和航天、原子能、化学等工业以及农业。对钼污染的研究还很不够。

钼在环境中的迁移同环境中的氧化和还原条件、酸碱度以及其他介质的影响有关。水和土壤的氧化性愈高，碱性愈大，钼愈易形成MoO

离子；植物能吸收这种状态的钼。环境的酸性增大或还原性增高，钼易转变成复合离子，最终形成MoO；这种状态的钼易被粘土和土壤胶体及腐植酸固定而失去活性，不能为植物吸收。在海洋中，深海的还原环境使钼被有机物质吸附后包裹于含锰的胶体中，最终形成结核沉于海底，脱离生物圈的循环。

钼对温血动物和鱼类的影响较小。高含量钼对植物有不良影响，试验表明：钼浓度为0.5～100毫克/升时会对亚麻生长产生不同程度的影响；10～20毫克/升时对大豆生长有危害；25～35毫克/升时对棉花生长有轻度危害；40毫克/升时对糖用甜菜生长有危害。水体中钼浓度达到5毫克/升时，水体的生物自净作用会受到抑制；10毫克/升时，这种作用受到更大抑制，水有强烈涩味；100毫克/升时，水体微生物生长减慢，水有苦味。中国规定地面水中钼最高容许浓度为 0.5毫克/升，车间空气中可溶性钼最高容许浓度为4毫克/立方米;，不溶性钼为6毫克/立方米。

钼顶头

对环境影响

健康危害

侵入途径：吸入、食入。

健康危害：对眼睛、皮肤有刺激作用。部分接触者出现尘肺病变，有自觉呼吸困难、全身疲倦、头晕、胸痛、咳嗽等。

毒理学资料及环境行为

急性毒性：LD506.1mg/kg（大鼠经口）

危险特性：其粉体遇高热、明火能燃烧甚至爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。

燃烧（分解）产物：氧化钼。

现场应急监测方法

便携式比色计（水质）

实验室监测方法

硫氰酸盐比色法

火焰原子吸收法

原子吸收法

环境标准

中国（TJ36-79）： 车间空气中有害物质的最高容许浓度 4mg/m3（可溶性化合物），6mg/m3（不溶性化合物）

中国（GB/T14848-93）： 地下水质量标准（mg/L）Ⅰ类0.001；Ⅱ类 0.01 ；Ⅲ类 0.1；Ⅳ类0.5 ；Ⅴ类