Tungsten, molybden: legeringsapplikation

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 14:03

Naturliga mineralformationer som innehåller volfram i olika föreningar och industriella koncentrationer, när brytning är tekniskt möjlig och ekonomiskt genomförbar - volfram, molybden i malmer, samt beryllium, tenn, koppar, vismut, ibland kvicksilver, antimon, silver, guld, arsenik, tantal, svavel, skandium, niob - planeten, att döma av namnet på deras grupp, är inte rik på sådana sällsynta jordartsmetaller. En tillhörande komponent av volframmalm - molybden, som de flesta andra, extraheras under anrikning och omvandlas till selektiva eller kollektiva koncentrat.

Hur volfram såg ut

Svenske kemisten Karl Scheele, farmaceut till utbildning, genomförde experiment i sitt eget laboratorium. Där upptäckte han mangan, barium, klor, till och med syre för mänskligheten. Hela sitt liv gjorde han inget annat än att göra upptäckter, för vilka han blev antagen till Stockholms Vetenskapsakademi. Och till och med kort före sin död 1781 gjorde han inte sin favoritsak.slutade, vilket ger oss ytterligare en underbar gåva.

Under experimenterandet upptäckte Karl Scheele att volfram (ett mineral som senare fick namnet scheelite till hans ära) är ett s alt av någon fortfarande okänd syra. Det var en enorm upptäckt, men bara två år senare isolerade kemister från Spanien och hans elever ett helt nytt grundämne från detta mineral, vilket vände upp och ner på alla postulat inom industrin. Denna revolution skedde dock inte omedelbart, ett sekel gick innan det blev klart vilka exceptionella egenskaper volfram har.

Separation

Beroende på fyndigheten delas alla volframmalmer in i två typer: exogena och endogena. Bland de senare finns skarn, pegmatit, ven-ven (hydrotermisk), betartyper av genetiska malmer, som kombineras till tre huvudsakliga malmformationer. Dessa är volfram - tenn, volfram - molybden, volfram - polymetaller.

Ibland finns volfram i pegmatiter, varifrån både det och scheelite utvinns längs vägen, brytning av beryl, kassiterit, tantal, niobater eller spodumen. Pegmatitavlagringar - källor till alluvial placerbildning - utvecklas mest av allt i Sydostasien och Afrika.

Aktier

Tungsten, molybden i malmer är nära besläktade med granitinträngningar, deras apikala delar, där takavlagringar observeras, ganska ofta åtföljda av malmstamverk, både intra- och supraintrusiva.

De är mantelliknande avlagringar i form,isometrisk och oval med oftast platta sängkläder. Det finns också kolumnformade malmkroppar och oregelbundet formade lagerverk. Reserverna av fyndigheter där molybden, volfram och andra sällsynta jordartsmetaller finns har nästan aldrig stora reserver. Malm uppskattas till endast tiotals, mycket sällan hundratusentals ton.

Produktion

Molybden, volfram och andra hydrotermiska malmer är belägna i zonerna med exo- och endokontakt hos granitmassiv, som bildas ganska utsträckta på djupet - upp till en kilometer - hela serier av ådror av branta dopp, mycket mindre ofta där är en genomsnittlig dopp av venen. Det finns också lagerverk. Malmkroppar är sammansatta av kvarts-wolframit-kassiterit, kvarts-wolframitinneslutningar, ofta med molybden, beryl och vismut, varvat med kvarts-molybdenit-scheelit- eller kvarts-scheelitmalmer.

Vanligtvis innehåller sådana malmer volfram, molybden, andra sällsynta jordartsmetaller i små mängder: volfram från en halv procent till en och en halv procent, oftare - mindre. Och detta är med malmreserver på flera tusen eller flera tiotusentals ton, vilket också är väldigt, väldigt litet. Gruvbrytning utförs vanligtvis med metoder under jord eller dagbrott.

Gruvmetoder

Volframfyndigheter involverar brytningsmetoder antingen genom att kollapsa lager eller genom att horisontellt förstora malm i lager i gruvblock. Goaf-återfyllningsmetoden används också, vilket är bra vid brytning av ådror, skarn eller greisenavlagringar.

Öppen vägantyder förekomsten av jalusier, skarn- eller greisenavlagringar eller placerare. I stenbrott där volfram-, molybdenmalm bryts fungerar vanligtvis ett transportsystem och extern dumpning. I dessa fall är gruvdriften nästan helt mekaniserad - nittiofem procent. Men arbetet slutar inte här. Malmer kräver förädling, eftersom endast högst en och en halv procent innehåller sällsynta jordartsmetaller - volfram, molybden.

Insättningar

På fd Sovjetunionens territorium har de viktigaste fyndigheterna av volframmalm utforskats i Kazakstan, östra Sibirien och Fjärran Östern, Kaukasus och Centralasien. Alla är inte under utveckling. Utomlands sker bearbetningen av volfram och molybden särskilt i Sydkorea och Kina. Det finns de mest betydande fyndigheterna i världen. Dessutom bryts volfram i Portugal, Australien, Kanada, Bolivia, USA, Frankrike, Österrike och Turkiet.

Det måste sägas här att Sydostasien och dess Stillahavsmalmbälte har mer än sextio procent av alla volframreserver på jorden. Tot alt, i de utforskade fyndigheterna på planeten, är de totala reserverna av volfram mycket mindre än en och en halv miljon ton. Till exempel bryts cirka 4 278 200 ton guld årligen (inte i reserver, men tas i bruk)

Properties

Volfram är en av de mest eldfasta metallerna och är bokstavligen oumbärlig i alla områden som är förknippade med höga temperaturer. Hur det kemiska grundämnet Wolframium (W) är i den fjärde gruppenperiodiska systemet. Dess atommassa är 183, 85 och nummer 74. Den fick sitt namn på grund av sin ljusgrå färg - från tyskan Wolf och Rahm översätts som "varg" och "grädde", bokstavligen - "vargskum". Trots sin eldfasthet är den stabil vid vanliga temperaturer. Mineralerna som levererar volfram är scheelite och wolframit.

Tungsten är en av de viktigaste komponenterna i superhårda värmebeständiga stål - höghastighets- och verktygsstål, samt legeringar med samma egenskaper - stellit, win och så vidare. Men vi ser rent volfram varje dag, eftersom det används flitigt inom elektroteknik. Till exempel volframfilament i glödlampor. Den är också oumbärlig inom radioelektronik. Elektroniska enheter har katoder och anoder gjorda av denna metall.

legeringskvaliteter

Bearbetning av volfram och molybden är svår men extremt lönsam. Branschen känner till flera varumärken, bland vilka det finns vanligare och färre. Volfram är rent, med tillsatser och i legeringar med andra metaller. Således skiljer sig BP-kvaliteter - en legering av volfram och rhenium; VL - med lantanoxid som tillsats; VI - med yttriumoxid; VT - toriumoxid som tillsats; VM - med kiseldioxid och toriumtillsats; VA - med kisel-alkali och aluminiumtillsatser; HF - ren volfram.

Tungsten fungerar som grunden för hårda legeringar, och en legering av volfram och molybden är värmebeständig, precis som vissa andra. Med hans deltagande framställs också slitstarkt verktygsstål. Från dessa legeringarmånga delar av motorer tillverkas - flyg och rymd, i elektrovakuumanordningar - olika delar och filament. Eftersom densiteten av denna metall är mycket hög, används den för motvikter, för kulor och artillerigranater, för ballistiska missiler (flygstabilisering, volfram kan motstå alla hundra och åttio tusen varv per minut), för ultrahöghastighetsrotorer, metaller som volfram, molybden används också. Deras tillämpning, som vi ser, är mycket bred och jämn, kan man säga, elegant.

Användningsområden

Utan dessa sällsynta jordartsmetaller, som är krom, molybden, volfram, kan varken medicin eller kärnfysik klara sig idag. Enkristaller av alla volframat fungerar som scintillationsdetektorer för röntgenstrålar, såväl som annan joniserande strålning. Volframditellurid (WTe_{2) används vid omvandlingen av termisk energi till elektrisk energi. Även TIG-svetsning använder volfram som elektrod.}

Volframföreningar används särskilt ofta. Kompositmaterial och hårda legeringar baserade på volframkarbid behövs för bearbetning av både metaller och icke-metalliska strukturer. Detta är särskilt nödvändigt inom maskinteknik: fräsning, svarvning, mejsling, hyvling. Hårda legeringar är nu oumbärliga för att borra brunnar och i gruvindustrin, och för detta behöver vi volfram, molybden - produktionen bemästrar ny teknik med deras hjälp.

Typer av sällsynta jordartsmetallprodukter

WS_{2 (volframsulfid) är ett fett med hög temperatur som tål upp till femhundra grader Celsius. Där en fast elektrolyt produceras (högtemperaturbränsleceller) används volframtrioxid. Textil-, färg- och lackindustrin har avsevärt förbättrat och komplicerat teknik, med volframföreningar som katalysator och pigment i organisk syntes.}

Industry producerar ett stort utbud av produkter som innehåller volfram, molybden och andra sällsynta jordartsmetaller. De vanligaste är elektroder, tråd, volframpulver, plåt och stav. Elektroderna smälter aldrig och kan därför användas för svetsning av höglegerade stål, icke-järnmetaller och material med olika kemisk sammansättning. Ingen annan elektrod kommer att ge en så höghållfast svets.

molybden

Molybdenlegeringar och molybden i sig är eldfasta material. I sin rena form används den i form av en tråd eller tejp för uppvärmningsanordningar - elektriska ugnar, även de som arbetar i väte vid en temperatur på 1600 ° C. Molybdentenn och tråd behövs i den radio-elektroniska industrin, de används också inom röntgenteknik, molybden används för att tillverka olika delar till röntgenrör, elektroniska lampor och vakuumapparater.

Dessutom används molybden, liksom volfram, i stor utsträckning för att förbättra stål. Molybdentillsats ökar styrka, härdbarhet, korrosionsbeständighet, seghet. Därför används volfram och molybden för att skapa de mest kritiska produkterna och mesthuvuddetaljer. För hårdhet införs stelliter - krom och kobolt - i en sådan legering för att svetsa kanterna på slitdelar. Krom, molybden, volfram - en sådan legering är nästan omöjlig att radera. Han fick också en av de första platserna i ett antal syra- och värmebeständiga legeringar.

Space

En legering av volfram och molybden i huden på huvudet på alla raketer och flygplan. När det gäller styrka är volfram på första plats och molybden på andra plats. Men specifik hållfasthet vid temperaturer på cirka ett och ett halvt tusen grader Celsius för legeringar med molybden till första platsen. Om temperaturerna är ännu högre är volfram och tantal oövervinnliga. Molybden används för att tillverka bikakepaneler av alla flygande rymdfarkoster, skal av kapslar och raketer som återvänder till jorden, värmeväxlare, värmesköldar, vingkantsklippning, stabilisatorer.

Där arbetsförhållandena är svåra hjälper sällsynta jordartsmetaller. Från ett sådant material kan man förvänta sig hög motståndskraft mot oxidation och gaserosion, hög hållfasthet och förmåga att motstå stötar. Många delar av turbojet- och raketmotorer, stjärtkjolar, turbinblad, munstycksluckor, kontrollytor, raketmotormunstycken och så vidare - molybden klarar alla dessa svåra jobb.

On Earth

Lovande material för utrustning som arbetar i fosforsyra, svavelsyra och s altsyra är gjorda av molybden och dess legeringar. Det är stabilt även i smält glas, och därför använder glasindustrin i stor utsträckningmolybden som elektroder för smältning.

Stavar och formar för högtrycksgjutning av koppar, zink och aluminiumlegeringar tillverkas av dess legeringar. Med molybden bearbetas stål under tryck - pressformar, stansar, dornar från hålkvarnar. Molybdenstål i sig är också avsevärt förbättrat.