Tungstênio, molibdênio: aplicação de liga

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 14:01

Formações minerais naturais que contêm tungstênio em vários compostos e concentrações industriais, quando a mineração é tecnicamente possível e economicamente viável - tungstênio, molibdênio em minérios, além de berílio, estanho, cobre, bismuto, ocasionalmente mercúrio, antimônio, prata, ouro, arsênico, tântalo, enxofre, escândio, nióbio - o planeta, a julgar pelo nome de seu grupo, não é rico em tais metais de terras raras. Um componente associado do minério de tungstênio - molibdênio, como a maioria dos outros, é extraído durante o enriquecimento e convertido em concentrados seletivos ou coletivos.

Como surgiu o tungstênio

O químico sueco Karl Scheele, farmacêutico de formação, realizou experimentos em seu próprio laboratório. Lá ele descobriu manganês, bário, cloro e até oxigênio para a humanidade. Durante toda a sua vida, ele não fez nada além de fazer descobertas, pelas quais foi aceito na Academia de Ciências de Estocolmo. E mesmo pouco antes de sua morte em 1781, ele não fez sua coisa favorita.parou, nos dando mais um presente maravilhoso.

Enquanto experimentava, Karl Scheele descobriu que o tungstênio (um mineral mais tarde chamado scheelita em sua homenagem) é um sal de algum ácido ainda desconhecido. Foi uma grande descoberta, mas apenas dois anos depois, químicos da Espanha e seus alunos isolaram um elemento completamente novo desse mineral, que virou de cabeça para baixo todos os postulados da indústria. No entanto, essa revolução não aconteceu imediatamente, um século se passou antes que ficasse claro quais propriedades excepcionais o tungstênio possui.

Separação

Dependendo do depósito, todos os minérios de tungstênio são divididos em dois tipos: exógenos e endógenos. Entre estes últimos estão skarn, pegmatito, veio-veio (hidrotermal), tipos de minérios genéticos pastadores, que são combinados em três formações de minério principais. Estes são tungstênio - estanho, tungstênio - molibdênio, tungstênio - polimetais.

Às vezes o tungstênio é encontrado em pegmatitos, de onde tanto ele quanto a scheelita são extraídos ao longo do caminho, minerando berilo, cassiterita, tântalo, niobato ou espodumênio. Depósitos de pegmatito - fontes de formação de aluviões - são desenvolvidos principalmente no Sudeste Asiático e na África.

Ações

Tungstênio, molibdênio em minérios estão intimamente relacionados às intrusões graníticas, suas partes apicais, onde se observam depósitos de cobertura, muitas vezes acompanhados de estocagem de minério, tanto intra como supra-intrusiva.

São depósitos em forma de manto,isométrico e oval com roupas de cama geralmente planas. Há também corpos de minério colunares e estoques de forma irregular. As reservas de depósitos onde estão presentes molibdênio, tungstênio e outros minerais de terras raras quase nunca possuem grandes reservas. O minério é estimado em apenas dezenas, muito raramente centenas de milhares de toneladas.

Produção

Molibdênio, tungstênio e outros minérios hidrotermais estão localizados nas zonas de exo- e endocontato de maciços graníticos, que formam bastante extensos em profundidade - até um quilômetro - toda série de veios de mergulho acentuado, muito menos frequentemente lá é um mergulho médio da veia. Há também estoques. Corpos de minério são compostos de quartzo-volframita-cassiterita, inclusões de quartzo-volframita, muitas vezes com molibdênio, berilo e bismuto, intercalados com minérios de quartzo-molibdenita-scheelita ou quartzo-scheelita.

Geralmente esses minérios contêm tungstênio, molibdênio, outros metais de terras raras em pequenas quantidades: tungstênio de meio por cento a um e meio por cento, mais frequentemente - menos. E isso com reservas de minério de vários milhares ou várias dezenas de milhares de toneladas, o que também é muito, muito pequeno. A mineração geralmente é realizada por métodos subterrâneos ou a céu aberto.

Métodos de mineração

Depósitos de tungstênio envolvem métodos de mineração por colapso de camadas ou por ampliação horizontal de minério em camadas em blocos minerados. O método de preenchimento de goaf também é usado, o que é bom para minerar veios, depósitos de skarn ou greisen.

Caminho abertosugere a presença de venezianas, depósitos de skarn ou greisen ou colocadores. Em pedreiras onde o minério de tungstênio, molibdênio é extraído, geralmente opera um sistema de transporte e despejo externo. Nesses casos, a mineração é quase totalmente mecanizada - noventa e cinco por cento. Mas o trabalho não termina aqui. Os minérios requerem beneficiamento, pois apenas no máximo um e meio por cento contêm metais de terras raras - tungstênio, molibdênio.

Depósitos

No território da antiga URSS, os depósitos mais significativos de minério de tungstênio foram explorados no Cazaquistão, Sibéria Oriental e Extremo Oriente, Cáucaso e Ásia Central. Nem todos estão sendo desenvolvidos. No exterior, o processamento de tungstênio e molibdênio é realizado principalmente na Coreia do Sul e na China. Existem os depósitos mais significativos do mundo. Além disso, o tungstênio é extraído em Portugal, Austrália, Canadá, Bolívia, EUA, França, Áustria e Turquia.

Deve-se dizer aqui que o Sudeste Asiático e seu cinturão de minério do Pacífico têm mais de sessenta por cento de todas as reservas de tungstênio na Terra. No total, nas jazidas exploradas do planeta, as reservas totais de tungstênio são muito inferiores a um milhão e meio de toneladas. Por exemplo, cerca de 4.278.200 toneladas de ouro são extraídas anualmente (não em reservas, mas colocadas em uso)

Propriedades

Sendo um dos metais mais refratários, o tungstênio é literalmente indispensável em todas as áreas associadas a altas temperaturas. Como o elemento químico Wolframium (W) está no quarto gruposistema periódico. Sua massa atômica é 183, 85 e número 74. Recebeu esse nome devido à sua cor cinza claro - do alemão Wolf e Rahm são traduzidos como "lobo" e "creme", literalmente - "espuma de lobo". Apesar de sua refratariedade, é estável em temperaturas normais. Os minerais que fornecem tungstênio são scheelita e wolframita.

Tungstênio é um dos componentes mais importantes dos aços superduros resistentes ao calor - aços rápidos e de ferramentas, bem como ligas com as mesmas propriedades - stellite, win e assim por diante. Mas vemos tungstênio puro todos os dias, porque é amplamente utilizado na engenharia elétrica. Por exemplo, filamentos de tungstênio em lâmpadas incandescentes. Também é indispensável em eletrônica de rádio. Dispositivos eletrônicos possuem cátodos e ânodos feitos desse metal.

Graus de ligas

O processamento de tungstênio e molibdênio é difícil, mas extremamente lucrativo. A indústria conhece várias marcas, entre as quais as mais comuns e as menos comuns. O tungstênio é puro, com aditivos e em ligas com outros metais. Assim, os graus de BP diferem - uma liga de tungstênio e rênio; VL - com óxido de lantânio como aditivo; VI - com óxido de ítrio; VT - óxido de tório como aditivo; VM - com aditivo de sílica e tório; VA - com aditivos silício-alcalinos e alumínio; HF - tungstênio puro.

Tungstênio serve como base para ligas duras, e uma liga de tungstênio e molibdênio é resistente ao calor, como algumas outras. Além disso, com sua participação, é preparado aço ferramenta resistente ao desgaste. A partir dessas ligasmuitas peças de motores são feitas - aviação e espaço, em dispositivos de eletrovácuo - várias peças e filamentos. Como a densidade deste metal é muito alta, ele é usado para contrapesos, balas e cartuchos de artilharia, mísseis balísticos (estabilização de vôo, o tungstênio pode suportar todas as cento e oitenta mil rotações por minuto), para rotores de velocidade ultra- alta, metais como tungstênio, molibdênio também são usados. Sua aplicação, como vemos, é muito ampla e até, pode-se dizer, elegante.

Áreas de aplicação

Sem esses metais de terras raras, que são cromo, molibdênio, tungstênio, nem a medicina nem a física nuclear podem fazer hoje. Os cristais únicos de todos os tungstatos servem como detectores de cintilação de raios X, bem como outras radiações ionizantes. O ditelureto de tungstênio (WTe_{2) é usado na conversão de energia térmica em energia elétrica. Mesmo a soldagem TIG usa tungstênio como eletrodo.}

Os compostos de tungstênio são especialmente amplamente utilizados. Materiais compostos e ligas duras à base de carboneto de tungstênio são necessários para usinar estruturas metálicas e não metálicas. Isso é especialmente necessário na engenharia mecânica: fresamento, torneamento, cinzelamento, aplainamento. As ligas duras são agora indispensáveis para a perfuração de poços e na indústria de mineração, e para isso precisamos de tungstênio, molibdênio - a produção está dominando novas tecnologias com a ajuda deles.

Tipos de produtos de metais de terras raras

WS_{2 (sulfeto de tungstênio) é uma graxa de alta temperatura que pode suportar até quinhentos graus Celsius. Onde um eletrólito sólido é produzido (células de combustível de alta temperatura), o trióxido de tungstênio é usado. As indústrias têxtil, de tintas e vernizes melhoraram significativamente e complicaram as tecnologias, usando compostos de tungstênio como catalisador e pigmento na síntese orgânica.}

A indústria produz uma enorme variedade de produtos contendo tungstênio, molibdênio e outros metais de terras raras. Os mais comuns são eletrodos, fios, pó de tungstênio, folha e haste. Os eletrodos nunca derretem e, portanto, podem ser usados para soldagem de aços de alta liga, metais não ferrosos e materiais com composição química diferente. Nenhum outro eletrodo fornecerá uma solda de alta resistência.

Molibdênio

As ligas de molibdênio e o próprio molibdênio são materiais refratários. Em sua forma pura, é usado na forma de fio ou fita para dispositivos de aquecimento - fornos elétricos, mesmo aqueles que operam em hidrogênio a uma temperatura de 1600 ° C. Estanho e fio de molibdênio são necessários na indústria de rádio-eletrônica, eles também são usados em engenharia de raios-X, molibdênio é usado para fazer várias peças para tubos de raios-X, lâmpadas eletrônicas e dispositivos de vácuo.

Além disso, o molibdênio, como o tungstênio, é amplamente utilizado para melhorar os aços. O aditivo de molibdênio aumenta a resistência, temperabilidade, resistência à corrosão, tenacidade. Portanto, o tungstênio e o molibdênio são usados para criar os produtos mais críticos e os maisdetalhes principais. Para dureza, stellites - cromo e cob alto - são introduzidos em tal liga para soldar as bordas das peças de desgaste. Cromo, molibdênio, tungstênio - essa liga é quase impossível de apagar. Além disso, ele recebeu um dos primeiros lugares em várias ligas resistentes a ácidos e resistentes ao calor.

Espaço

Uma liga de tungstênio e molibdênio na pele da cabeça de qualquer foguete e aeronave. Em termos de força, o tungstênio está em primeiro lugar e o molibdênio está em segundo lugar. No entanto, a resistência específica a temperaturas de cerca de mil e quinhentos graus Celsius traz as ligas com molibdênio para o primeiro lugar. Se as temperaturas forem ainda mais altas, o tungstênio e o tântalo são invencíveis. O molibdênio é usado para fazer painéis de favo de mel de todas as naves espaciais voadoras, cápsulas e foguetes que retornam à Terra, trocadores de calor, escudos térmicos, acabamento de borda de asa, estabilizadores.

Onde as condições de trabalho são difíceis, os metais de terras raras ajudam. De tal material pode-se esperar alta resistência à oxidação e erosão gasosa, alta resistência e capacidade de resistir ao impacto. Muitas peças de motores turbojato e foguete, saias traseiras, lâminas de turbina, obturadores de bocais, superfícies de controle, bocais de motores de foguete e assim por diante - o molibdênio lida com todos esses trabalhos difíceis.

Na Terra

Materiais promissores para equipamentos que operam em ácidos fosfórico, sulfúrico e clorídrico são feitos de molibdênio e suas ligas. É estável mesmo em vidro fundido e, portanto, a indústria do vidro usa amplamentemolibdênio como eletrodos para fusão.

Hastes e moldes para fundição de alta pressão de ligas de cobre, zinco e alumínio são feitos de suas ligas. Com molibdênio, os aços são processados sob pressão - matrizes de prensa, matrizes, mandris de moinhos de perfuração. O próprio aço molibdênio também foi bastante aprimorado.