Molybdän: Interessante Eigenschaften für die Hightechwelt
Wie so viele Spurenelemente nimmt auch Molybdän in der Biologie eine wichtige Rolle ein. Das Metall spielt zum Beispiel bei Enzymen eine Rolle, die in Prozessen zur Purinzersetzung und Harnsäurebildung entscheidend sind. Und Molybdänmangel im Boden kann in der Landwirtschaft zu Ertragsausfall führen, weil der Boden unfruchtbar wird.
Doch nicht nur für Landwirte ist das Molybdän im Boden ein wichtiger Faktor, sondern auch für die Bergbaubranche. In Reinform findet man das Übergangsmetall in der Natur nicht, dafür in Verbindungen mit anderen Elementen. Für den Abbau von Molybdän wichtig sind deshalb vor allem Erze mit Mineralisierungen von Molybdänit, das auch als Molybdänglanz bekannt ist. Charakteristisch für den Abbau ist, dass die Erze meist nur eine geringe Mineralisierung aufweisen. Anschließend können in einem mehrstufigen Verfahren Molybdänprodukte gewonnen werden, die dann – je nach Reinheitsgrad – in verschiedenen industriellen Anwendungen zum Zuge kommen.
Bei der Molybdänförderung spielt auch ein anderes Metall eine gewichtige Rolle: Das Kupfer. Häufig kommen beide Metalle gemeinsam in den abbaubaren Erzen vor, weshalb viele Kupferproduzenten das Element als Beiprodukt ihrer eigentlichen Förderung gewinnen können.
Die Bedeutung des Kupfers bei der Produktion von Molybdän in der Bergbaubranche zeigt sich auch in der Förderstatistik des Metalls. Zu den Weltmarktführern gehört unter anderem Chile, zugleich der mit Abstand größte Kupferproduzent der Welt. Ähnlich sieht es bei den bekannten Vorräten aus. Kupfergigant Chile hat auch wesentliche Vorräte von Molybdän im Boden, wenngleich man in dieser Sparte im Gegensatz zum Kupfer nicht die unumstrittene Nummer eins darstellt.
Weltweit findet der Molybdänabbau in vielen Ländern über verschiedene Kontinente hinweg statt. Eine dominierende Rolle, wie zum Beispiel bei den Seltenen Erden die Chinesen, spielt kein Staat, doch mit mehr als 40 Prozent des Fördervolumens ist China bei Molybdän Weltmarktführer. Mehr als ein Fünftel der Produktion des Metalls stammt aus den USA, mehr als ein Achtel kommt aus Peru. Weitere Nationen mit größeren Volumina bei der Gewinnung des Elementes sind Peru, Mexiko und Kanada, allerdings sind wir hier schon im einstelligen Prozentbereich.
Einige Eigenschaften des Molybdäns sind dabei in der industriellen Verarbeitung besonders von Interesse. Zum einen besitzt das Metall einen hohen Schmelzpunkt bei 2.623 Grad Celsius, zudem wird es von reduzierenden Säuren nicht angegriffen, womit es Ähnlichkeiten zum Wolfram aufweist. Unbeständigkeiten zeigt Molybdän dagegen unter anderem bei oxidierenden Säuren. Interessant ist zudem die Struktur des Minerals Molybdänit, der wichtigsten Quelle im Abbau für das Metall. In dem Mineral sind Molybdän- und Schwefelteilchen schichtweise angeordnet, was das Material dem Graphit ähnlich macht – mit interessanten Anwendungen in der modernen Hightechwelt.
Molybdän ist in vielen Bereichen der Wirtschaft ein wichtiger Rohstoff. Eine große Rolle dabei spielt insbesondere der hohe Schmelzpunkt und die Widerstandsfähigkeit des Materials, weshalb es für die Herstellung von Metallprodukten, die extremen Bedingungen ausgesetzt sind, genutzt wird.
So ist es also kein Wunder, dass wesentliche Teile der Molybdänförderung in der Stahlerzeugung genutzt werden. Der Rohstoff lässt sich leicht in Metalllegierungen integrieren, sorgt bei Stählen vor allem für eine größere Härte und Korrosionsbeständigkeit. Angesichts des erwarteten Wachstums in der Stahlbranche dürfte auch die Nachfragekurve für Molybdän langfristig vor allem aufgrund der Entwicklungen in Asien nach oben zeigen.
Einsatzbereiche solcher hochfesten und temperaturbeständigen Werkstoffe sind vor allem Bereiche, wo das Material hohen Belastungen ausgesetzt wird. Das kann zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrttechnik der Fall sein, aber auch bei militärischen Gütern, ein Beispiel hierfür ist die Produktion von Gefechtsköpfen. Bereits im Ersten Weltkrieg hat Molybdän Bedeutung bei der Produktion von Waffen erlangt. Ebenso dürfte die Bedeutung von Stählen, die mit Molybdän veredelt wurden, im Bau von Gebäuden und Infrastrukturen wie Brücken, Pipelines und ähnlichem an Bedeutung gewinnen.
Doch der Einsatzbereich geht weit über die dominierende Nutzung in der Stahl- und Metallurgiebranche hinaus. Wichtig ist dabei unter anderem das Molybdänsulfid, eine Verbindung von Molybdän- und Schwefelatomen, die in Schichten angeordnet sind. Diese Struktur gibt dem Material eine Schmierwirkung, weshalb es in Pulverform als trockenes Schmiermittel genutzt wird. Dabei kann es unter anderem für Beschichtungen genommen werden, auch hier gibt es mit Kleinkalibergeschossen wieder eine militärische Verwendung, oder als Beimischung in Schmierfetten oder -ölen sowie speziellen Kunststoffen. Bei letzterer Anwendung sind bekannte Stoffe wie Nylon und Teflon zu nennen.
Die Nanotechnologie eröffnet dem Molybdänsulfid zudem hoch interessante Zukunftsperspektiven, die die Nachfrage nach dem Material erheblich beeinflussen können. So kann das Mineral bei der Entschwefelung von Abgasen helfen oder in Brennstoffzellen genutzt werden.
Einer der interessantesten Hightech-Bereiche aber könnte die Elektronik sein. Molybdänsulfid ist ein Halbleiter und graphitähnlich. Das Material hat zuletzt in seiner Form als Graphen für Aufmerksamkeit gesorgt, als 2010 zwei Wissenschaftler für ihre Graphen-Forschungen den Nobelpreis erhalten haben. Graphen kann unter anderem die Chipindustrie revolutionieren und Silizium als Material ablösen. Doch das könnte auch Molybdänsulfid, wie Forschungen zeigen. Die Molybdänverbindung zeigt extrem vorteilhafte Eigenschaften, ähnlich wie das Graphen, und könnte zum Beispiel beim Bau von Transistoren in der Elektronik völlig neue Welten eröffnen.
