“钼”之所及，国之所向——揭秘金属钼

　　“钼”之所及，国之所向——揭秘金属钼

　　钼是一种有色金属，在地球上的蕴藏量较少，约占地壳重量的0.001%。作为一种重要的不可再生的稀缺性战略资源，钼以其独特的性能广泛应用于钢铁冶金、农用化肥、电气化工和航天等领域。随着科技的快速发展，钼的应用领域进一步拓展到超级合金、军工等领域，钼的战略性地位不断提升。

　　钼，化学符号为Mo，原子序数为42，是一种过渡金属元素。钼金属呈银白色，其物理化学性质与钨相似。钼的熔点高达2617℃，在有色金属中排名第二。钼的特殊性能是导电性和导热性强，膨胀系数小，硬度和强度极限比钨低，加工性能稳定，对无机酸具有突出的耐腐蚀性。

　　“钼”名而来

　　1779年，瑞典化学家舍勒（氧气的发现人之一）在实验室里拿着一种软软的黑色矿物自言自语说道：“这东西既不是石墨，也不是铅，为什么要叫它molybadenite（铅的希腊名）呢？”原来，在自然界中，钼主要以辉钼矿的形式存在。辉钼矿是一种软的黑色矿物，与方铅矿、石墨极其相似。由于molybadenite与方铅矿、石墨在外观和密度等方面都很相似，当时人们都把它们混淆着买卖，甚至还有人用它代替石墨制作铅笔芯。舍勒发现，这几种东西虽然外观相似，但硬度、光泽等各有不同。

　　“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”此后3年，舍勒与贝格曼、埃尔姆一起不断进行试验，将molybadenite和炭粉混匀，再与亚麻仁油一起调成糊状，最后放进密封的坩埚里用大火进行煅烧。亚麻仁油被炭化后，产生了几千度的高温，才将其熔化，从而还原成银白色的金属粉末，即钼金属。考虑到此前人们称含此未知元素的矿物叫molybadenite，舍勒最终将它命名为“Molybdenum”，元素符号为Mo。若干年后，中国科学家将它译为“钼”。

　　生命所需的营养素

　　1958年，新西兰某牧场牧草遍地枯菱，牧民们叫苦不迭。但是，人们惊奇地发现横穿牧场的一条道路边上，却长满了茂盛的绿草。科学家随即对绿草带进行观察并带回样品进行实验，终于找到答案。原来，当牧场东边的钼矿矿工们上下班抄近路横穿牧场时，鞋上的金属粉掉在地上让枯草变绿了。科学家就把这种金属粉溶进了肥料，让牧民洒到草场。不久，枯黄的草场变得绿油油，重新焕发了生机盎然的景象。

　　钼也是农作物生长和固氮必需的微量元素之一，尤其是豆科作物和各种蔬菜，其能加快植物体内的硝酸盐还原，增强光合作用，促进对磷的吸收。此外，有机钼肥具有水溶性好、活性强、肥效高的特点，能够显著改善农产品的品质，提高产量，防止病虫害等，例如对防治烟草花叶病（烟草种植上分布最广、发生最为普遍的一类病害，对烟草的危害极大）效果明显。

　　钼是人体和动植物必需的微量元素之一。钼在人体中作为钼酶的组成部分，参与多种重要的生化反应。钼酶是一类依赖于钼离子作为辅助因子的酶，可以催化许多生命体内的关键代谢反应。一般成年人体内含钼约9毫克左右，分布于所有组织器官与体液中，以肝脏和肾脏最高。我国制定的居民膳食营养素中钼的推荐摄入范围为：1岁以下2μg~15μg（微克）;1~3岁为40μg;4~13岁50μg~90μg;14岁及以上每天推荐摄入量为100μg，其中孕妇为100μg~110μg。全血钼、血清钼、尿钼和发钼是人体测定钼的主要对象，全血钼平均含量波动较大，发钼具有便于采集和保存的优势，目前发钼的检测已作为营养学和流行病学的观察指标之一。

　　钼虽然是生命所需的营养元素之一，然而钼并不是越多越好。虽然有关人钼中毒的报道极少，但是动物钼中毒的现象却时有发生，反刍动物尤其是牛对钼中毒最为敏感。人们膳食中摄入的钼主要来源是动物内脏、肉类、全谷类、麦胚、蛋类、叶类蔬菜、豆类等。

　　捕捉癌症的好帮手

　　钼还是广大女性同胞的“守护神”。我国乳腺癌发病率居女性恶性肿瘤第一位，每10万人中有43人罹患乳腺癌，每年新增病例约21万。惊人的数据使得乳腺癌的防治成为许多女性关注的焦点。“早发现，早治疗”的观念已经深入人心。而乳腺钼靶（即乳腺钼靶X线摄影）是乳腺疾病最基本和最常用的影像检查方法，它可以检出临床触诊阴性，也就是医生摸不到的隐匿型早期乳腺癌，可以提前2年发现那些临床上能触诊的病变，尤其在表现为钙化的乳腺癌方面，它具有无法替代的优势。乳腺钼靶在临床上，不仅能很好地显示年轻女性的大乳腺，而且对中老年女性的萎缩性乳腺也看得很仔细；能发现很小的早期癌肿，一般很难发现的钙化也能清晰地呈现。据国内报道，其诊断乳腺良、恶性肿瘤的准确率可达85%～96%，而彩超检查乳腺癌准确率为80%，乳腺钼靶检查凭借其简便、无创、灵敏、精确等优势，已然成为乳腺癌首选的检查手段。

　　相比于“胃镜”“胸片”“心电图”等通俗易懂的医学检查手段，“钼靶”这个名字似乎显得晦涩难懂。其实，钼靶检查原理与“胸片”相仿，也是应用X线给乳腺“拍片”，使用阳极钯面是钼的X射线管，产生波长长、穿透力弱的软射线，故将乳腺X线检查简称为“钼靶”。钼的标识射线波长较长，更适宜于软组织摄影，也是钼的独特之处。

　　钼还是抗癌明星。这是因为钼可以减少致癌物质的产生。食道癌、胃癌，多由致癌物质亚硝胺引起，而亚硝胺多是由食物中硝酸盐、亚硝酸盐合成的。钼能使硝酸盐和亚硝酸盐减少。研究人员在食道癌高发区河南林州调查时发现，该地区食道癌高发病区饮水中的钼含量仅为低发病区的1/23，粮食中的钼含量也严重缺乏，居民的血清、尿液和头发中的钼含量也明显低于低发病区，食道癌患者体内中的钼含量也较低。

　　决战疆场的杀手锏

　　虽然钼是在18世纪才被发现，但钼的应用历史却更早。人们曾在一把14世纪的日本武士剑中发现了钼。但由于钼易氧化、脆性大，以及20世纪前钼冶炼和加工技术水平有限，钼主要用于做颜料用的钼蓝等。直到1891年，法国的斯奈德公司（Schneider）率先研制出了钼合金做成的装甲板，由于其性能优越，且钼的密度仅仅是钨的1/2，在许多领域可有效替代钨，自此拉开了钼在工业领域应用的序幕。

　　此后，钼在冶金工业上用作生产各种冶金钢的添加剂，制成的合金具有耐高温、耐磨、抗腐蚀等优异性能。如钼与镍、铬制成的合金主要用于制造飞机的金属构件，以及车辆上的关键耐腐蚀零件；钼与钨、铬、钒制成的合金主要用于高速切削的刀具、军舰的甲板、坦克的装甲，以及枪炮内膛、火箭喷口、卫星天线等关键构件。此外，由于钼的热中子俘获截面小且具有高持久强度，还可用作核反应堆的结构材料。

　　钼是一种名副其实的“战争金属”。第一次世界大战的爆发，导致了钨需求量的剧增和钨铁供应的极度紧张，同时也大大促进了人们对钼的深入研究。第一次世界大战结束后，钼在短期内的需求锐减，但钼在民用工业领域开始大显身手，尤其是含铒合金钢在汽车工业的广泛应用，进一步奠定了钼作为一种重要工业原料的地位。

　　第二次世界大战期间，人们成功研究出钼的真空电弧熔炼法，从此开辟了钼作为结构材料的道路。时至今日，钼是钢铁工业领域不可或缺的一员。虽然占钢铁总量的比例不大，但现代钢铁工业的每一个进步几乎都与钼息息相关。铸铁、结构钢、不锈钢、工具钢、高速钢、超级合金等都是钼的主要应用领域，钢铁工业中消耗的钼占钼消费总量的80%。钼在工业领域的开发和应用进一步拓展，尤其是含钼工具钢的应用大大加快了“二战”的战后重建工作进程。

　　众所周知，石油是现代工业的“血液”，而钼在石油冶炼的重要地位却鲜为人知，钼基催化剂在石油化工以及化学工业中地位显著，是石油精制、脱硫、脱氮、去除金属杂质等环节必不可少的一部分，对提升油品品质和稳定性极为重要。

　　此外，二硫化钼是钼最为常见的自然形态，从矿石中提取净化后直接用作润滑剂。二硫化钼润滑性能优异，在高温、高压、高旋转、超低温和高真空等条件下仍具有良好的润滑性能，常用于航天和机械工业等领域，被誉为“润滑之王”和“高级固体润滑油王”。

　　举世瞩“钼”的新主角

　　全球钼资源主要分布在中国、美国和智利，三国约占总储量的80%。钼矿是我国的优势矿种之一，具有储量大、分布广、大型矿床多、矿体埋藏浅等特点，对全球的钼市场有重要影响。我国是钼矿最大的生产国和消费国，是名副其实的钼资源大国，却很难称得上是强国，钼产业面临发展无序、资源浪费、产业结构不合理等诸多问题。

　　世界各国纷纷把钼列为需要战略储备的矿产资源。美国钼资源虽然多，却是全球第一个实行钼资源控制储备的国家，加拿大紧随其后，也实施了这一战略计划。日、韩两国虽然是稀有金属资源短缺国家，但已经将钼等稀有金属储备提升到国家战略高度。

　　我国被迫开始对钼进行管控。2007年，商务部、海关总署曾发布公告，对铟、钼实行出口配额许可证管理。《中华人民共和国进出口税则》中也明确将钼精矿列入禁止加工贸易产品的类目。在倡导构建人类命运共同体的过程中，我国也向全世界供应钼资源，出口钼制品，满足全世界发展的需求。

　　由于钼是发展高新技术、实现国家现代化、建设现代国防的重要战略性金属，被广泛应用于钢铁、航空航天等领域，尤其是钼在军工武器方面的特殊用途，使其有了“战争金属”的称号。随着国际地缘政治持续动荡，钼的战略地位将会进一步提升。

　　摘自《地球》2023年6期