Tungsteno, molibdeno: applicazione in lega

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 13:57

Formazioni minerali naturali che contengono tungsteno in vari composti e concentrazioni industriali, quando l'estrazione è tecnicamente possibile ed economicamente fattibile: tungsteno, molibdeno nei minerali, nonché berillio, stagno, rame, bismuto, occasionalmente mercurio, antimonio, argento, oro, arsenico, tantalio, zolfo, scandio, niobio: il pianeta, a giudicare dal nome del loro gruppo, non è ricco di terre così rare. Un componente associato al minerale di tungsteno - il molibdeno, come la maggior parte degli altri, viene estratto durante l'arricchimento e convertito in concentrati selettivi o collettivi.

Come è apparso il tungsteno

Il chimico svedese Karl Scheele, farmacista di formazione, ha condotto esperimenti nel proprio laboratorio. Lì scoprì manganese, bario, cloro e persino ossigeno per l'umanità. Per tutta la vita non fece altro che fare scoperte, per le quali fu accettato all'Accademia delle scienze di Stoccolma. E anche poco prima della sua morte nel 1781, non fece la sua cosa preferita.fermato, facendoci così un altro meraviglioso regalo.

Durante la sperimentazione, Karl Scheele scoprì che il tungsteno (un minerale poi chiamato scheelite in suo onore) è un sale di un acido ancora sconosciuto. Fu un'enorme scoperta, ma solo due anni dopo, i chimici spagnoli ei suoi studenti isolarono un elemento completamente nuovo da questo minerale, che capovolse tutti i postulati dell'industria. Tuttavia, questa rivoluzione non è avvenuta immediatamente, è passato un secolo prima che diventasse chiaro quali proprietà eccezionali ha il tungsteno.

Separazione

A seconda del deposito, tutti i minerali di tungsteno sono divisi in due tipi: esogeni ed endogeni. Tra questi ultimi ci sono skarn, pegmatite, vena-vena (idrotermale), tipi di minerali genetici grazer, che sono combinati in tre formazioni minerali principali. Questi sono tungsteno - stagno, tungsteno - molibdeno, tungsteno - polimetalli.

A volte il tungsteno si trova nelle pegmatiti, da dove sia esso che la scheelite vengono estratti lungo il percorso, estraendo berillo, cassiterite, tantalio, niobati o spodumene. I depositi di pegmatite - fonti di formazione di placer alluvionali - si sviluppano soprattutto nel sud-est asiatico e in Africa.

Azioni

Il tungsteno, il molibdeno nei minerali sono strettamente correlati alle intrusioni di granito, le loro parti apicali, dove si osservano depositi sul tetto, molto spesso accompagnati da depositi di minerali, sia intra che sovra-intrusivi.

Sono depositi a forma di mantello,isometrica e ovale con lettiera il più delle volte piatta. Ci sono anche corpi minerali colonnari e depositi di forma irregolare. Le riserve di giacimenti in cui sono presenti molibdeno, tungsteno e altri minerali di terre rare non hanno quasi mai grandi riserve. Si stima che il minerale sia solo decine, molto raramente centinaia di migliaia di tonnellate.

Produzione

Molibdeno, tungsteno e altri minerali idrotermali si trovano nelle zone di eso- ed endocontatto di massicci granitici, che formano abbastanza estesi in profondità - fino a un chilometro - intere serie di vene di ripida immersione, molto meno è un calo medio della vena. Ci sono anche magazzini. I corpi minerali sono composti da inclusioni di quarzo-wolframite-cassiterite, quarzo-wolframite, spesso con molibdeno, berillo e bismuto, intervallate da minerali di quarzo-molibdenite-scheelite o quarzo-scheelite.

Di solito tali minerali contengono tungsteno, molibdeno, altri metalli delle terre rare in piccole quantità: tungsteno da mezzo percento a un percento e mezzo, più spesso - meno. E questo con riserve di minerali di diverse migliaia o diverse decine di migliaia di tonnellate, che è anche molto, molto piccola. L'estrazione mineraria viene solitamente effettuata con metodi sotterranei o a cielo aperto.

Metodi di mining

I depositi di tungsteno implicano metodi di estrazione mediante il collasso degli strati o l'ingrandimento orizzontale del minerale in strati in blocchi estratti. Viene utilizzato anche il metodo di riempimento del goaf, utile quando si estraggono vene, depositi di skarn o greisen.

Via apertasuggerisce la presenza di saracinesche, depositi di skarn o greisen o placer. Nelle cave in cui viene estratto il minerale di tungsteno e molibdeno, di solito operano un sistema di trasporto e discariche esterne. In questi casi, l'estrazione mineraria è quasi completamente meccanizzata - il novantacinque percento. Ma il lavoro non finisce qui. I minerali richiedono l'arricchimento, poiché solo un massimo dell'uno e mezzo percento contengono metalli delle terre rare - tungsteno, molibdeno.

Depositi

Sul territorio dell'ex URSS, sono stati esplorati i giacimenti più significativi di minerale di tungsteno in Kazakistan, Siberia orientale ed Estremo Oriente, Caucaso e Asia centrale. Non tutti sono in fase di sviluppo. All'estero la lavorazione del tungsteno e del molibdeno viene effettuata soprattutto in Corea del Sud e Cina. Ci sono i depositi più significativi nel mondo. Inoltre, il tungsteno viene estratto in Portogallo, Australia, Canada, Bolivia, USA, Francia, Austria e Turchia.

Va detto qui che il sud-est asiatico e la sua cintura di minerali del Pacifico hanno più del sessanta percento di tutte le riserve di tungsteno sulla terra. In totale, nei depositi esplorati del pianeta, le riserve totali di tungsteno sono molto inferiori a un milione e mezzo di tonnellate. Ad esempio, ogni anno vengono estratte circa 4.278.200 tonnellate di oro (non nelle riserve, ma messe in uso)

Proprietà

Essendo uno dei metalli più refrattari, il tungsteno è letteralmente indispensabile in tutte le aree associate alle alte temperature. Come l'elemento chimico Wolframium (W) è nel quarto grupposistema periodico. La sua massa atomica è 183, 85 e il numero 74. Ha preso il nome dal suo colore grigio chiaro - dal tedesco Wolf e Rahm sono tradotti come "lupo" e "crema", letteralmente - "schiuma di lupo". Nonostante la sua refrattarietà, è stabile a temperature normali. I minerali che forniscono tungsteno sono scheelite e wolframite.

Il tungsteno è uno dei componenti più importanti degli acciai superduri resistenti al calore - acciai per alta velocità e per utensili, nonché leghe con le stesse proprietà - stellite, win e così via. Ma vediamo il tungsteno puro ogni giorno, perché è ampiamente usato nell'ingegneria elettrica. Ad esempio, i filamenti di tungsteno nelle lampade a incandescenza. È anche indispensabile nell'elettronica radio. I dispositivi elettronici hanno catodi e anodi realizzati con questo metallo.

Gradi di lega

La lavorazione del tungsteno e del molibdeno è difficile ma estremamente redditizia. L'industria conosce diversi marchi, tra i quali ce ne sono più comuni e meno. Il tungsteno è puro, con additivi e in leghe con altri metalli. Pertanto, i gradi BP differiscono: una lega di tungsteno e renio; VL - con ossido di lantanio come additivo; VI - con ossido di ittrio; VT - ossido di torio come additivo; VM - con additivo di silice e torio; VA - con additivi siliconici e alcalino; HF - tungsteno puro.

Il tungsteno funge da base per le leghe dure e una lega di tungsteno e molibdeno è resistente al calore, come alcune altre. Inoltre, con la sua partecipazione, viene preparato acciaio per utensili resistente all'usura. Da queste leghevengono realizzate molte parti di motori - aeronautici e spaziali, in dispositivi di elettrovuoto - varie parti e filamenti. Poiché la densità di questo metallo è molto alta, viene utilizzato per contrappesi, per proiettili e proiettili di artiglieria, per missili balistici (stabilizzazione del volo, il tungsteno può resistere a tutti i centottantamila rivoluzioni al minuto), per rotori ad altissima velocità, vengono utilizzati anche metalli come tungsteno, molibdeno. La loro applicazione, come si vede, è molto ampia e uniforme, si potrebbe dire, elegante.

Aree di applicazione

Senza questi metalli delle terre rare, che sono cromo, molibdeno, tungsteno, né la medicina né la fisica nucleare possono fare oggi. I cristalli singoli di tutti i tungstati servono come rivelatori a scintillazione di raggi X, così come altre radiazioni ionizzanti. Il ditelluride di tungsteno (WTe_{2) viene utilizzato nella conversione dell'energia termica in energia elettrica. Anche la saldatura TIG utilizza il tungsteno come elettrodo.}

I composti di tungsteno sono particolarmente ampiamente utilizzati. I materiali compositi e le leghe dure a base di carburo di tungsteno sono necessari per la lavorazione sia di metalli che di strutture non metalliche. Ciò è particolarmente necessario nell'ingegneria meccanica: fresatura, tornitura, scalpellatura, piallatura. Le leghe dure sono ora indispensabili per la perforazione di pozzi e nell'industria mineraria, e per questo abbiamo bisogno di tungsteno, molibdeno: la produzione sta padroneggiando le nuove tecnologie con il loro aiuto.

Tipi di prodotti in metallo delle terre rare

WS_{2 (solfuro di tungsteno) è un grasso per alte temperature che può resistere fino a cinquecento gradi Celsius. Laddove viene prodotto un elettrolita solido (celle a combustibile ad alta temperatura), viene utilizzato il triossido di tungsteno. Le industrie tessili, delle vernici e delle vernici hanno notevolmente migliorato e complicato le tecnologie, utilizzando composti di tungsteno come catalizzatore e pigmento nella sintesi organica.}

L'industria produce un'enorme varietà di prodotti contenenti tungsteno, molibdeno e altri metalli delle terre rare. I più comuni sono elettrodi, fili, polvere di tungsteno, fogli e bacchette. Gli elettrodi non fondono mai e quindi possono essere utilizzati per la saldatura di acciai altolegati, metalli non ferrosi e materiali con diversa composizione chimica. Nessun altro elettrodo fornirà una saldatura ad alta resistenza.

Molibdeno

Le leghe di molibdeno e il molibdeno stesso sono materiali refrattari. Nella sua forma pura, viene utilizzato sotto forma di filo o nastro per dispositivi di riscaldamento: forni elettrici, anche quelli che funzionano a idrogeno a una temperatura di 1600 ° C. Lo stagno e il filo di molibdeno sono necessari nell'industria radioelettronica, sono utilizzati anche nell'ingegneria dei raggi X, il molibdeno viene utilizzato per realizzare varie parti per tubi a raggi X, lampade elettroniche e dispositivi per il vuoto.

Inoltre, il molibdeno, come il tungsteno, è ampiamente utilizzato per migliorare gli acciai. L'additivo al molibdeno aumenta la forza, la temprabilità, la resistenza alla corrosione, la tenacità. Pertanto, tungsteno e molibdeno vengono utilizzati per creare i prodotti più critici e piùdettagli principali. Per durezza, le stelliti - cromo e cob alto - vengono introdotte in tale lega per saldare i bordi delle parti soggette a usura. Cromo, molibdeno, tungsteno: una tale lega è quasi impossibile da cancellare. Inoltre, gli fu assegnato uno dei primi posti in una serie di leghe resistenti agli acidi e al calore.

Spazio

Una lega di tungsteno e molibdeno nella pelle della testa di qualsiasi razzo e aereo. In termini di forza, il tungsteno è al primo posto e il molibdeno al secondo. Tuttavia, la resistenza specifica a temperature di circa millecinquecento gradi Celsius porta le leghe con molibdeno al primo posto. Se le temperature sono ancora più elevate, il tungsteno e il tantalio sono invincibili. Il molibdeno è usato per realizzare pannelli a nido d'ape di tutti i veicoli spaziali volanti, gusci di capsule e razzi che ritornano sulla Terra, scambiatori di calore, scudi termici, rifiniture dei bordi delle ali, stabilizzatori.

Dove le condizioni di lavoro sono difficili, i metalli delle terre rare aiutano. Da un tale materiale ci si può aspettare un'elevata resistenza all'ossidazione e all'erosione dei gas, un'elevata resistenza e capacità di resistere agli urti. Molte parti di motori a turbogetto e a razzo, gonne posteriori, pale di turbine, otturatori degli ugelli, superfici di controllo, ugelli dei motori a razzo e così via: il molibdeno fa fronte a tutti questi lavori difficili.

Sulla Terra

I materiali promettenti per le apparecchiature che operano in acido fosforico, solforico e cloridrico sono realizzati con molibdeno e sue leghe. È stabile anche nel vetro fuso e quindi l'industria del vetro è ampiamente utilizzatamolibdeno come elettrodi per la fusione.

Barre e stampi per la colata ad alta pressione di leghe di rame, zinco e alluminio sono realizzati con le sue leghe. Con il molibdeno, gli acciai vengono lavorati sotto pressione: stampi per presse, stampi, mandrini di mulini per piercing. Anche lo stesso acciaio al molibdeno è notevolmente migliorato.