몰리브덴석에서 몰리브덴 추출 — 강철을 강화하는 미끄러운 납

몰리브덴(Mo, 원소 42)은 수 세기 동안 납과 흑연으로 혼동되었다. 주요 광석인 몰리브덴석(MoS₂)은 부드럽고 회색이며 미끄러운 광물로 흑연과 거의 동일하게 보이고 느껴진다 — 둘 다 종이에 검은 자국을 남기고, 둘 다 기름진 느낌이 들며, 둘 다 회색 금속 조각으로 산출된다. 몰리브덴이라는 이름은 이 고대의 혼동을 반영하여 그리스어 molybdos('납')에서 유래했다. 1778년 칼 빌헬름 셸레가 질산으로 처리하고 흑연이 생성하지 않는 흰 잔류물(몰리브딕산, H₂MoO₄)을 관찰함으로써 몰리브덴석과 흑연을 구별한 최초의 인물이었다.

셸레의 제안으로 작업한 페터 야콥 옐름은 1781년 몰리브딕산을 탄소로 환원하여 금속 몰리브덴을 최초로 분리했다. 그 금속은 불순물(몰리브덴 카바이드와 산화물로 오염됨)이었으며, 진정한 순수 몰리브덴은 1893년 앙리 무아상이 전기 용광로를 사용했을 때 처음 생성되었다.

몰리브덴석(MoS₂)은 질량 기준으로 60%의 몰리브덴을 함유한다. 원칙적으로 흑연과 동일한 층상 결정 구조를 가지고 있다 — 몰리브덴 원자층이 황 원자층 사이에 끼어 있으며, 층 사이에는 약한 반데르발스 힘이 있다. 이것은 그 미끄러움과 고체 윤활제(몰리브덴 이황화 그리스)로의 사용을 설명한다. 추출은 몰리브덴 삼산화물(MoO₃)로의 소성 후 탄소 환원을 포함한다.

HAZARD: 몰리브덴석을 소성하면 이산화황(SO₂)이 생성되는데, 이는 독성의 질식 가스이다. 몰리브덴 삼산화물(MoO₃) 먼지는 점막을 자극하며 몰리브덴이 풍부한 토양에서 방목하는 가축에 몰리브덴증이라는 질환을 유발한다. 전체 작업 중 호흡 보호장비를 사용하시오. 소성 중에는 실외에서 작업하시오.