Volfram, molibden: primjena legure

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 13:51

Prirodne mineralne formacije koje sadrže volfram u različitim jedinjenjima i industrijskim koncentracijama, kada je rudarenje tehnički moguće i ekonomski izvodljivo - volfram, molibden u rudama, kao i berilij, kalaj, bakar, bizmut, povremeno živa, antimon, srebro, zlato, arsen, tantal, sumpor, skandij, niobijum - planeta, sudeći po nazivu njihove grupe, nije bogata tako retkim zemnim metalima. Povezana komponenta volframove rude - molibden, kao i većina drugih, ekstrahuje se tokom obogaćivanja i pretvara u selektivne ili kolektivne koncentrate.

Kako se pojavio volfram

Švedski hemičar Karl Scheele, po obrazovanju farmaceut, provodio je eksperimente u vlastitoj laboratoriji. Tamo je otkrio mangan, barijum, hlor, čak i kiseonik za čovečanstvo. Cijelog života nije radio ništa osim otkrića, zbog čega je primljen u Stockholmsku akademiju nauka. Čak ni neposredno prije smrti 1781. godine, nije radio svoju omiljenu stvar.stao, dajući nam tako još jedan divan poklon.

Eksperimentirajući, Karl Scheele je otkrio da je volfram (mineral koji je kasnije nazvan šeelit u njegovu čast) so neke još nepoznate kiseline. Bilo je to ogromno otkriće, ali samo dvije godine kasnije, kemičari iz Španije i njegovi studenti izolovali su potpuno novi element iz ovog minerala, koji je sve postulate u industriji preokrenuo naglavačke. Međutim, ova revolucija se nije dogodila odmah, prošlo je stoljeće prije nego što je postalo jasno kakva izuzetna svojstva ima volfram.

Razdvajanje

U zavisnosti od ležišta, sve volframove rude se dijele na dvije vrste: egzogene i endogene. Među potonjima su skarn, pegmatit, veno-žilni (hidrotermalni), grazerski tipovi genetskih ruda, koji su kombinovani u tri glavne rudne formacije. To su volfram - kalaj, volfram - molibden, volfram - polimetali.

Ponekad se volfram nalazi u pegmatitima, odakle se i on i šeelit vade usput, iskopavajući beril, kasiterit, tantal, niobate ili spodumen. Ležišta pegmatita - izvori formiranja aluvijalnih placera - najviše su razvijena u jugoistočnoj Aziji i Africi.

Akcije

Volfram, molibden u rudama su usko povezani sa granitnim intruzijama, njihovim apikalnim dijelovima, gdje se uočavaju krovne naslage, često praćene rudnim stokama, kako intra- tako i supra-intruzivnih.

U obliku su naslage nalik na plašt,izometrijski i ovalni sa najčešće ravnom podlogom. Tu su i stubasta rudna tijela i štokvork nepravilnog oblika. Rezerve ležišta u kojima su prisutni molibden, volfram i drugi minerali retkih zemalja gotovo nikada nemaju velike rezerve. Ruda se procjenjuje na samo desetine, vrlo rijetko stotine hiljada tona.

Proizvodnja

Molibden, volfram i druge hidrotermalne rude nalaze se u zonama egzo- i endokontakta granitnih masiva, koji formiraju prilično proširene u dubinu - do kilometar - čitav niz vena strmih padova, znatno rjeđe tamo je prosječan pad vene. Tu su i Stockworks. Rudna tijela se sastoje od inkluzija kvarc-volframit-kasiterit, kvarc-volframit, često sa molibdenom, berilom i bizmutom, prošaranom kvarc-molibdenit-šeelit ili kvarc-šeelit rudama.

Obično takve rude sadrže volfram, molibden, druge rijetke zemne metale u malim količinama: volfram od pola do jedan i po posto, češće - manje. I to sa rezervama rude od nekoliko hiljada ili nekoliko desetina hiljada tona, što je takođe jako, jako malo. Rudarstvo se obično izvodi podzemnim ili otvorenim metodama.

Metode rudarenja

Naslage volframa uključuju metode rudarenja ili urušavanjem slojeva ili horizontalnim povećanjem rude u slojevima u iskopanim blokovima. Koristi se i metoda zatrpavanja goaf, što je dobro kada se kopaju vene, skarn ili greisen depoziti.

Otvoreni putsugerira prisustvo kapaka, naslaga ili naslaga skarna ili greisena. U kamenolomima u kojima se kopa volfram, molibden, obično funkcioniše transportni sistem i eksterno odlaganje. U ovim slučajevima rudarenje je gotovo potpuno mehanizirano - devedeset pet posto. Ali posao se ne završava ovdje. Rude zahtijevaju obogaćivanje, jer samo najviše jedan i po posto sadrže rijetke zemne metale - volfram, molibden.

Depoziti

Na teritoriji bivšeg SSSR-a istražena su najznačajnija nalazišta volframove rude u Kazahstanu, Istočnom Sibiru i Dalekom istoku, Kavkazu i Centralnoj Aziji. Ne razvijaju se svi. U inostranstvu se prerada volframa i molibdena vrši posebno u Južnoj Koreji i Kini. Postoje najznačajnija nalazišta u svijetu. Osim toga, volfram se kopa u Portugalu, Australiji, Kanadi, Boliviji, SAD-u, Francuskoj, Austriji i Turskoj.

Ovdje se mora reći da jugoistočna Azija i njen pacifički pojas rude imaju više od šezdeset posto svih rezervi volframa na zemlji. Ukupno, u istraženim naslagama planete, ukupne rezerve volframa su mnogo manje od milion i po tona. Na primjer, godišnje se iskopa oko 4.278.200 tona zlata (ne u rezervama, već se stavlja u upotrebu)

Properties

Budući da je jedan od najvatrostalnijih metala, volfram je bukvalno nezamjenjiv u svim područjima koja su povezana s visokim temperaturama. Kako je hemijski element volframijum (W) u četvrtoj grupiperiodični sistem. Njegova atomska masa je 183, 85 i broj 74. Ime je dobio po svetlosivoj boji - sa njemačkog Wolf i Rahm se prevode kao "vuk" i "krema", doslovno - "vučja pjena". Uprkos svojoj vatrostalnosti, stabilan je na uobičajenim temperaturama. Minerali koji opskrbljuju volfram su šelit i volframit.

Volfram je jedna od najvažnijih komponenti supertvrdih čelika otpornih na toplotu - brzoreznih i alatnih čelika, kao i legura sa istim svojstvima - stelit, win i tako dalje. Ali čisti volfram vidimo svaki dan, jer se široko koristi u elektrotehnici. Na primjer, volframove niti u žaruljama sa žarnom niti. Neophodan je i u radio elektronici. Elektronski uređaji imaju katode i anode napravljene od ovog metala.

Ocjene legure

Prerada volframa i molibdena je teška, ali izuzetno isplativa. Industrija poznaje nekoliko marki, među kojima su češći i manje. Volfram je čist, sa aditivima iu legurama sa drugim metalima. Dakle, BP se razlikuju - legura volframa i renija; VL - sa lantan oksidom kao dodatkom; VI - sa itrijum oksidom; VT - torijum oksid kao aditiv; VM - sa dodatkom silicijum dioksida i torija; VA - sa silikonsko-alkalnim i aluminijumskim aditivima; HF - čisti volfram.

Volfram služi kao osnova za tvrde legure, a legura volframa i molibdena je otporna na toplotu, kao i neke druge. Također, uz njegovo učešće, priprema se alatni čelik otporan na habanje. Od ovih leguraizrađuju se mnogi delovi motora - avijacija i svemir, u elektrovakuum uređajima - razni delovi i filamenti. Pošto je gustina ovog metala veoma velika, koristi se za protivteže, za metke i artiljerijske granate, za balističke rakete (stabilizacija leta, volfram može da izdrži svih sto osamdeset hiljada obrtaja u minuti), za rotore ultra velike brzine Koriste se i metali poput volframa, molibdena. Njihova primena je, kao što vidimo, veoma široka i čak, moglo bi se reći, elegantna.

Područja primjene

Bez ovih retkih zemnih metala, a to su hrom, molibden, volfram, ni medicina ni nuklearna fizika danas ne mogu. Monokristali svih volframata služe kao scintilacioni detektori rendgenskih zraka, kao i drugih jonizujućih zračenja. Volfram ditelurid (WTe_{2) se koristi u pretvaranju toplotne energije u električnu energiju. Čak i TIG zavarivanje koristi volfram kao elektrodu.}

Jedinjenja volframa se posebno koriste. Kompozitni materijali i tvrde legure na bazi volfram karbida potrebni su za obradu metala i nemetalnih konstrukcija. To je posebno neophodno u mašinstvu: glodanje, tokarenje, dletenje, rendisanje. Tvrde legure su danas nezamjenjive za bušenje bušotina i u rudarskoj industriji, a za to su nam potrebni volfram, molibden - uz njihovu pomoć proizvodnja ovladava novim tehnologijama.

Vrste proizvoda od rijetkih zemnih metala

WS_{2 (volfram sulfid) je mast za visoke temperature koja može izdržati do pet stotina stepeni Celzijusa. Tamo gdje se proizvodi čvrsti elektrolit (gorivne ćelije visoke temperature), koristi se volfram trioksid. Industrija tekstila, boja i lakova značajno je poboljšala i zakomplikovala tehnologije, koristeći jedinjenja volframa kao katalizatora i pigmenta u organskoj sintezi.}

Industrija proizvodi veliki izbor proizvoda koji sadrže volfram, molibden i druge metale retkih zemalja. Najčešće su elektrode, žica, volframov prah, lim i šipka. Elektrode se nikada ne tope i stoga se mogu koristiti za zavarivanje visoko legiranih čelika, obojenih metala i materijala različitog hemijskog sastava. Nijedna druga elektroda neće pružiti zavar tako velike čvrstoće.

molibden

Legura molibdena i sam molibden su vatrostalni materijali. U svom čistom obliku koristi se u obliku žice ili trake za uređaje za grijanje - električne peći, čak i one koje rade na vodiku na temperaturi od 1600 ° C. Molibden kalaj i žica su potrebni u radioelektronskoj industriji, koriste se i u rendgenskom inženjerstvu, molibden se koristi za izradu raznih dijelova za rendgenske cijevi, elektronske lampe i vakuumske uređaje.

Pored toga, molibden se, kao i volfram, naširoko koristi za poboljšanje čelika. Dodatak molibdenu povećava čvrstoću, otvrdljivost, otpornost na koroziju, žilavost. Stoga se volfram i molibden koriste za stvaranje najkritičnijih proizvoda i najvišeglavni detalji. Za tvrdoću, steliti - krom i kob alt - uvode se u takvu leguru kako bi se zavarile rubove habajućih dijelova. Krom, molibden, volfram - takvu leguru je gotovo nemoguće izbrisati. Također, dobio je jedno od prvih mjesta u nizu legura otpornih na kiseline i toplinu.

razmak

Legura volframa i molibdena u koži glave svake rakete i aviona. Po snazi je na prvom mjestu volfram, a na drugom molibden. Međutim, specifična čvrstoća na temperaturama od oko hiljadu i po stepeni Celzijusa dovodi legure sa molibdenom na prvo mjesto. Ako su temperature još više, onda su volfram i tantal nepobjedivi. Molibden se koristi za izradu saćastih panela svih letećih svemirskih letelica, školjki kapsula i raketa koje se vraćaju na Zemlju, izmjenjivača toplote, toplotnih štitova, rubova krila, stabilizatora.

Tamo gde su uslovi rada teški, retki zemni metali pomažu. Od takvog materijala može se očekivati visoka otpornost na oksidaciju i plinsku eroziju, veliku čvrstoću i otpornost na udar. Mnogi dijelovi turbomlaznih i raketnih motora, repne suknje, lopatice turbine, zatvarači mlaznica, upravljačke površine, mlaznice raketnih motora i tako dalje - molibden se nosi sa svim ovim teškim poslovima.

Na Zemlji

Obećavajući materijali za opremu koja radi u fosfornoj, sumpornoj i hlorovodoničnoj kiselini napravljeni su od molibdena i njegovih legura. Stabilan je čak iu rastopljenom staklu, pa se stoga staklena industrija široko koristimolibden kao elektrode za topljenje.

Od njegovih legura izrađuju se šipke i kalupi za livenje pod visokim pritiskom od legura bakra, cinka i aluminijuma. Sa molibdenom se čelici obrađuju pod pritiskom - kalupi za presovanje, kalupi, trnovi mlinova za bušenje. Sam molibdenski čelik je također značajno poboljšan.