Le profil de métal pour le molybdène

Le molybdène (souvent appelé «Moly») est apprécié comme agent d'alliage dans les aciers de construction et les aciers inoxydables en raison de sa résistance, de sa résistance à la corrosion et de sa capacité à conserver sa forme et à fonctionner à des températures élevées.

Propriétés

Caractéristiques

Comme les autres métaux réfractaires , le molybdène a une densité et un point de fusion élevés et est résistant à la chaleur et à l'usure.

À 2623 ° C (4,753 ° F), le molybdène a l'un des points de fusion les plus élevés de tous les éléments métalliques, tandis que son coefficient de dilatation thermique est l'un des plus faibles de tous les matériaux de génie. Moly a également une faible toxicité.

Dans l' acier , le molybdène réduit la fragilité et améliore la résistance, la trempabilité , la soudabilité et la résistance à la corrosion .

Histoire

Le métal de molybdène a été isolé pour la première fois en laboratoire par Peter Jacob Hjelm en 1782. Il est resté principalement dans les laboratoires pendant une grande partie du siècle prochain jusqu'à ce qu'une expérimentation accrue avec des alliages d' acier montre des propriétés de renforcement des alliages.

Au début du 20ème siècle, les producteurs d'acier de blindage remplaçaient le tungstène par du molybdène. Mais la première application majeure pour moly était en tant qu'additif dans les filaments de tungstène pour les ampoules à incandescence, qui étaient en cours d'utilisation pendant la même période.

L'approvisionnement en tungstène pendant la Première Guerre mondiale a entraîné une augmentation de la demande de molybdène pour les aciers.

Cette demande a entraîné l'exploration de nouvelles sources et la découverte conséquente du gisement Climax dans le Colorado en 1918.

Après la guerre, la demande militaire déclina mais l'avènement d'une nouvelle industrie - les automobiles - augmenta la demande d'aciers à haute résistance contenant du molybdène. À la fin des années 1930, le moly était largement accepté comme matériel technique et métallurgique.

L'importance du molybdène pour les aciers industriels a conduit à son émergence comme produit d'investissement au début du 21ème siècle, et en 2010, le London Metal Exchange (LME) a ​​introduit ses premiers contrats à terme sur le molybdène.

Production

Le molybdène est le plus souvent produit sous forme de co-produit du cuivre , mais quelques mines produisent du molybdène comme produit primaire.

La production primaire de molybdène est exclusivement extraite de la molybdénite, un minerai sulfuré dont la teneur en molybdène est comprise entre 0,01 et 0,25%.

Le molybdène est produit à partir d'oxyde molybdique ou de molybdate d'ammonium par un procédé de réduction de l'hydrogène. Mais, pour extraire ces produits intermédiaires du minerai de molybdénite, il faut d'abord l'écraser et le faire flotter pour séparer le sulfure de cuivre de la molybdénite.

Le sulfure de molybdène (MoS2) résultant est ensuite torréfié entre 500 et 600 ° C (932-1112 ° F) pour produire un concentré de molybdénite grillé (MoO3, également appelé concentré technique de molybdène). Le concentré de molybdène rôti contient au moins 57% de molybdène (et moins de 0,1% de soufre).

La sublimation du concentré conduit à l'oxyde molybdique (MoO3), qui, par un processus de réduction de l'hydrogène en deux étapes, produit du molybdène métallique.

Dans la première étape, MoO3 est réduit en dioxyde de molybdène (MoO2). Le dioxyde de molybdène est ensuite poussé à travers un tube à circulation d'hydrogène ou des fours rotatifs à 1000-1100 ° C (1832-2012 F °) pour produire une poudre de métal.

Le molybdène produit comme sous-produit du cuivre provenant des gisements de porphyre de cuivre, comme le gisement Bingham Canyon dans l'Utah, est éliminé sous forme de disulfate de molybdène pendant la flottation du minerai de cuivre en poudre. Le concentré est grillé pour fabriquer de l'oxyde de molybdène, qui peut être soumis au même processus de sublimation pour produire du molybdène.

Selon les statistiques de l'USGS, la production mondiale totale était d'environ 221 000 tonnes en 2009. Les plus grands pays producteurs étaient la Chine (93 000 tonnes), les États-Unis (47 800 tonnes), le Chili (34 900 tonnes) et le Pérou (12 300 tonnes). Les plus gros producteurs de molybdène sont Molymet (Chili), Freeport McMoran, Codelco, Southern Copper et Jinduicheng Molybdenum Group.

Applications

Plus de la moitié de tout le molybdène produit finit comme un agent d'alliage dans divers aciers structurels et inoxydables .

L'Association internationale du molybdène estime que les aciers de construction représentent 35% de toute la demande de molybdène. Le molybdène est utilisé comme additif dans les aciers de construction en raison de sa résistance à la corrosion, de sa résistance et de sa durabilité. Particulièrement utiles dans la protection des métaux contre la corrosion chlorique, ces aciers sont utilisés dans une large gamme d'applications en environnement marin (par exemple les plates-formes pétrolières offshore), ainsi que dans les oléoducs et les gazoducs.

Les aciers inoxydables représentent 25% de la demande de molybdène, ce qui valorise la capacité du métal à renforcer et à inhiber la corrosion. Parmi de nombreuses autres utilisations, les aciers inoxydables sont utilisés dans les usines pharmaceutiques, chimiques et de pâtes et papiers, les camions-citernes, les navires-citernes et les usines de dessalement.

Les aciers à haute vitesse et les superalliages utilisent du molybdène pour renforcer, augmenter la dureté et la résistance à l'usure et à la déformation à haute température. Les aciers à grande vitesse sont utilisés pour former des outils de forage et de coupe, tandis que les superalliages sont utilisés dans la production de moteurs à réaction, turbocompresseurs, turbines de production d'énergie et dans les usines chimiques et pétrolières.

Un faible pourcentage de molyse est utilisé pour augmenter la résistance, la dureté, la température et la tolérance à la pression de la fonte et des aciers utilisés dans les moteurs automobiles (plus particulièrement pour la fabrication des culasses, des blocs moteurs et des collecteurs d'échappement). Ceux-ci permettent aux moteurs de chauffer davantage et, par conséquent, de réduire les émissions.

Le métal de molybdène de haute pureté est utilisé dans une gamme d'applications allant des revêtements en poudre aux cellules solaires et au revêtement d'écran plat.

Environ 10 à 15% des extraits de molybdène ne se retrouvent pas dans les produits métalliques mais sont utilisés dans les produits chimiques, le plus souvent dans des catalyseurs pour les raffineries de pétrole.

Sources

L'Association Internationale du Molybdène.
USGS. Résumés des produits minéraux: Molybdène (2011).
Association mineure de commerce des métaux. Molybdène (2011).