טונגסטן, מוליבדן: יישום של סגסוגת

תצורות מינרלים טבעייםמכילים טונגסטן במתחמים שונים בריכוזים תעשייתי כאשר מיצוי אפשרי מבחינה טכנית מבחינה כלכלית, - טונגסטן, עפרות מוליבדן, וכן בריליום, פח, נחושת, ביסמוט, מדי פעם כספית, אנטימון, כסף, זהב, ארסן, טנטלום, גופרית, סקנדיום , ניוביום - מתכות אדמה נדירות כוכב לכת כזה, כפי שהשם של הקבוצה שלהם, לא עשיר. עובר מרכיב טונגסטן עפרות - מוליבדן, כמו רוב אחרים, הוא מוסר תחת ריכוז והועבר תרכיזים סלקטיבית או קולקטיביים.

איך נראה טונגסטן

כימאי שוודי קרל Scheele, על ידי חינוךרוקח, ניסויים שנערכו במעבדה שלו. שם הוא גילה עבור האנושות מנגן, בריום, כלור, אפילו חמצן. כל חייו הוא עשה רק כי הוא עשה תגליות, אשר הוא התקבל האקדמיה לשטוקהולם למדעים. ואפילו זמן קצר לפני מותו בשנת 1781 הוא לא הפסיק לעשות את העסק האהוב עליו, ובכך עושה לנו מתנה אחת יותר נפלא.

ניסוי, קרל Scheele גילה את זהטונגסטן (מינרל, מאוחר יותר בשם בכבודו על ידי Scheelite) הוא מלח של חומצה לא ידועה. זה היה גילוי ענק, אבל רק שנתיים מאוחר יותר כימאים מספרד ותלמידיו מבודדים מן המינרל הזה אלמנט חדש לגמרי שהפך את כל postulates בענף. עם זאת, מהפכה זו לא קרה מיד, עבר מאה שנה לפני שהתברר מה תכונות טונגסטן יוצאת דופן.

הפרדה

בהתאם להפקדה, כל טונגסטןעפרות מחולקים לשני סוגים: אקסוגני אנדוגני. בין אלה הם skarn, pegmatite, וריד וריד (הידרותרמיות), סוגי grayser של עפרות גנטיות המשלבים לתוך שלוש תצורות עפרות הראשי. זה טונגסטן - בדיל, טונגסטן - מוליבדן, טונגסטן - פולימרים.

לפעמים טונגסטן נמצא pegmatites, מאיפהוזה, ואת scheelite שחולצו על ידי עובר, מוביל את מיצוי של בריל, cassiterite, טנטלום, niobate או spodumena. פיקדונות פגטיט - מקורות היווצרות של מרחבי סחף - מפותחים יותר מכל בדרום מזרח אסיה ואפריקה.

מלאי

טונגסטן, מוליבדן עפרות בצורה הקרובה ביותרקשורות עם חדירות גרניט, החלקים האפי שלהם, שבו יש הפקדות occluded, לעתים קרובות מלווה stockworks עפרות הן intra ו nadtrusive.

הם בצורה של גלימההפיקדונות הם איזומטרי אליפסה עם החופה הנפוצה ביותר. כמו כן יש לציין את גופי עפרות של טופס עמודה stockwork של צורה לא סדירה. עתודות של פיקדונות שבו מוליבדן, טונגסטן ואדמה נדירה אחרים נמצאים, כמעט אף פעם לא עתודות גדולות. עפרה מוערכת רק בעשרות, לעתים נדירות מאוד במאות אלפי טונות.

הפקה

מוליבדן, טונגסטן וחצבים הידרותרמיים אחריםהם בתחומים לרכסי הרי גרניט אקסוגני endocontact, המהווים את השני ארוך למדי עמוק - עד קילומטר - סדרה שלמה של חי נפילה תלולה, הרבה פחות הוא חוטי הירידה הממוצעים. כמו כן נמצא stockworks. הגופים עפרות נוצרים קוורץ-wolframite, קסיטריט, תכלילים wolframite-קוורץ, לעתים קרובות עם מוליבדן, בריליום bismuthinite, וביניהם קוורץ-molybdenite-scheelite עפרות קוורץ-scheelite.

בדרך כלל, עפרות כאלה מכילים טונגסטן,מוליבדן, מתכת נוספת מאדמה נדירה בכמויות קטנות: טונגסטן מחצי אחוז לאחוז וחצי, לעתים קרובות יותר - פחות. וזה עם עתודות עפרות של כמה אלפי או כמה עשרות אלפי טונות, שהוא גם מאוד, מעט מאוד. החילוץ נעשה בדרך כלל בשיטות תת קרקעיות או פתוחות.

שיטות החילוץ

פיקדונות טונגסטן מציעים שיטותמיצוי או קריסה של שכבות או על ידי עפרות עפרות אופקית על ידי שכבות בבלוקים בילו. השיטה של ​​הנחת שטח מעובד החוצה מוחל גם, וזה טוב לעיצוב של veins, skarn או greisen פיקדונות.

השיטה הפתוחה מניחה נוכחות של וילונות,או פיקדונות greisen או placers. ב מחצבות, שבו טונגסטן או עפרות molybdenum הוא ממוקש, מערכת התחבורה ואת ההטלה החיצונית בדרך כלל פועלים. במקרים אלה, מיצוי ממוכן כמעט לחלוטין - על ידי תשעים וחמישה אחוזים. אבל כאן העבודה לא נגמרת. עפרות דורשים העשרה, שכן רק לכל היותר אחד וחצי אחוזים הם מכילים מתכות נדירות הארץ - טונגסטן, מוליבדן.

פיקדונות

בשטח של ברית המועצות לשעבר, המשמעותי ביותרטונגסטן עפרות פיקדונות כבר חקרו בקזחסטן, מזרח סיביר והמזרח הרחוק, הקווקז ומרכז אסיה. לא כולם מפותחים. בחו"ל, טונגסטן ו molybdenum מעובדים בעיקר בדרום קוריאה וסין. יש את הפיקדונות המשמעותיים ביותר בעולם. בנוסף, טונגסטן הוא ממוקש בפורטוגל, אוסטרליה, קנדה, בוליביה, ארה"ב, צרפת, אוסטריה וטורקיה.

כאן יש צורך לומר כי דרום מזרח אסיהוחגורת עפרות האוקיינוס ​​השקט שלה יש יותר משישים אחוז של כל עתודות טונגסטן על פני כדור הארץ. בסך הכל פיקדונות reconoitered של כדור הארץ, שומרת לעצמה את סך הכל טונגסטן הם הרבה פחות מ 1 וחצי מיליון טון. לדוגמה, כ 4,278,200 טונות של זהב הם ממוקש מדי שנה (לא עתודות, כלומר, הכניסו לתוך המבצע).

מאפיינים

להיות אחד המתכות עקשן ביותר,טונגסטן הוא פשוט שאין לו תחליף בכל התחומים הקשורים לטמפרטורות גבוהות. כמו אלמנט כימי וולפרמיום (W) הוא בקבוצה הרביעית של מערכת תקופתיים. המשקל האטומי שלו הוא 183.85, ומספר 74. הוא קיבל את השם בגלל צבעו האפור בהיר - מ"גרף וולף "ו"ראם" מתורגמים כ"זאב "ו"קרם", אם פשוטו כמשמעו - "קצף הזאבים". למרות refractiness גבוהה, בטמפרטורות רגילות זה יציב. מינרלים המספקים טונגסטן הם scheelite ו wolframite.

טונגסטן הוא אחד המרכיבים החשובים ביותרUltrahard טמפרטורה גבוהה פלדות - במהירות גבוהה כלי, כמו גם סגסוגות שיש להם את אותם מאפיינים - stellite, לנצח, וכן הלאה. אבל אנחנו רואים טונגסטן טהור מדי יום, כפי שהוא נמצא בשימוש נרחב בהנדסת חשמל. לדוגמה, מנורות נימה חוטים של טונגסטן. הוא גם שאין לו תחליף ברדיו. מכשירים אלקטרוניים יש קתודות ואנודות ממתכת זו.

ציונים של סגסוגות

עיבוד של טונגסטן ו מוליבדן הוא מורכב, אבלרווחי ביותר. התעשייה יודעת כמה מותגים, ביניהם יש נפוץ יותר ופחות. טונגסטן הוא טהור, עם תוספים סגסוגות עם מתכות אחרות. לפיכך, ציונים BP נבדלים: סגסוגת של טונגסטן ורניום; VL - עם תחמוצת לנתן כתוספים; VI - עם תחמוצת איטריום; BT - כתוסף תחמוצת תוריום; VM - עם תוספים צורניים ותוריום; VA - עם תוספי סיליקון ואלומיניום; HF - טונגסטן טהורה.

טונגסטן הוא הבסיס עבור סגסוגות קשה, וסגסוגת טונגסטן מוליבדן - superalloy, כמו כמה אחרים. כמו כן בהשתתפותו מתכוננים פלדת כלי-ידים. סגסוגות אלה לעשות הרבה חלקי מנוע - תעופה וחלל, במכשירים אלקטרוניים אחרים - חלקים שונים הנימה. מאז צפיפות של המתכת היא מאוד גבוהה, הוא משמש counterweights, לקליעים פגזי ארטילריה, טילים בליסטיים (מסנן ייצוב, טונגסטן לעמוד אחד מאה ו שמונים אלף סיבובים לדקה) עבור הרוטורים במהירות גבוהה משמשים גם מתכות כגון טונגסטן מוליבדן. השימוש בהם, כפי שראינו, מאוד נרחב, ואחד אפילו ואפשר לומר מעודן.

יישומים

ללא אלה מתכות נדירות הארץ, מה הםכרום, מוליבדן, טונגסטן, היום אין תרופה ולא פיזיקה גרעינית. גבישים בודדים של כל הטונגסטטים משמשים גלאי נצנוץ עבור צילומי רנטגן, כמו גם עבור קרינה מייננת אחרים. טונגסטן ditelluride (WTE₂) משמשים להמרת אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית. אפילו ארגון ריתוך קשת משתמשת טונגסטן כמו אלקטרודה.

תרכובות טונגסטן נמצאים בשימוש נרחב במיוחד. חומרים מרוכבים וסגסוגות מוצקות, אשר יש בסיס של קרביד טונגסטן, נחוצים לטיפול מכני של מתכות והן מבנים שאינם מתכתיים. במיוחד יש צורך בהנדסת מכונות: כרסום, מפנה, chiselling, הקצעה. עכשיו אנחנו יכולים לעשות בלי סגסוגות קשה כאשר קידוח בארות בתעשיית הכרייה, ועל זה אנחנו צריכים טונגסטן, מוליבדן - הייצור הוא מאסטרינג כל הטכנולוגיות החדשות עם העזרה שלהם.

סוגי מוצרים ממתכות אדמה נדירות

WS₂ (גופרית טונגסטן) - שימון טמפרטורה גבוהה,עמיד לחמש מאות מעלות צלזיוס. בכל מקום שבו אלקטרוליט מוצק מיוצר (טמפרטורה גבוהה תאים דלק), טונגסטן טונגסטן משמש. תעשיית הטקסטיל, הצבע והלכה שיפרה משמעותית את הטכנולוגיה, תוך שימוש בתרכובות טונגסטן כזרז ופיגמנט בסינתזה אורגנית.

התעשייה מייצרת מספר עצוםמגוון רחב של מוצרים המכילים טונגסטן, מוליבדן ועוד מתכות הארץ נדיר. הנפוצים ביותר הם אלקטרודות, חוט, אבקת טונגסטן, סדין וצוות. אלקטרודות לעולם לא להמיס ולכן ניתן להשתמש עבור ריתוך פלדות סגסוגת גבוהה, מתכות ברזליות וחומרים עם הרכב כימי שונה. לא אלקטרודה יספק כזה כוח גבוה של התפר מרותך.

מוליבדן

סגסוגות של מוליבדן והוא עצמו מתייחס חומריםעקשן. בצורתו הטהורה הוא משמש בצורה של חוט או קלטת עבור מכשירי חימום - תנורים חשמליים, אפילו עובד במימן עם טמפרטורה של 1600 מעלות צלזיוס. מוליבדן פח תיל נדרשים בתעשיית האלקטרוניקה, הם משמשים גם radiotechnics, מוליבדן משמש לייצור חלקים שונים עבור שפופרות רנטגן, צינורות אלקטרוניים, התקנים ואקום.

בנוסף, מוליבדן, כמו טונגסטן, הוא מאודזה נעשה שימוש נרחב לשיפור של פלדות. תוספת מוליבדן מגביר כוח, hardenability, עמידות בפני קורוזיה, צמיגות. לכן, טונגסטן ו מוליבדן משמשים את היצירה של המוצרים החשובים ביותר ואת הפרטים החשובים ביותר. לקבלת קשיות, stellite - כרום וקובלט - הוא הציג לתוך סגסוגת כזו כדי לרתך את הקצוות של החלקים שעובדים על ללבוש. כרום, מוליבדן, טונגסטן - סגסוגת כזו כמעט בלתי אפשרי למחוק. כמו כן, הוא קיבל אחד המקומות הראשונים בשורה של חומצה מהירה וחום סגסוגות.

חלל

סגסוגת טונגסטן מוליבדן ציפויראש כל טיל ומטוס. עבור כוח, טונגסטן הוא במקום הראשון, מוליבדן הוא במקום השני. עם זאת, כוח ספציפי בטמפרטורות של אחד וחצי אלף צלזיוס מוביל סגסוגות עם מוליבדן מלכתחילה. אם הטמפרטורות גבוהות עוד יותר, אז טונגסטן טנטלום הם בלתי מנוצחים. מ לוחות מוליבדן חלת דבש של כל חלליות מעופפות, פגזים של כמוסות וטילים מוחזרים לכדור הארץ, מחליפי חום, מסכים תרמיים, כיסוי של הקצוות של הכנפיים, מייצבים נעשים.

איפה תנאי העבודה קשה, עזרהמתכות נדירות. מחומר כזה, ניתן לצפות עמידות גבוהה לחמצון ושחיקת גז, חוזק גבוה ויכולת להחזיק מכה. חלקים רבים של מנועי טורבוז ורקטות, חצאיות זנב, להבי טורבינה, דשי הזרבובית, משטחי בקרה, חרירי מנוע טילים, וכן הלאה - מוליבדן מתמודדים עם כל העבודות הקשות האלה.

על כדור הארץ

חומרים מבטיחים לציוד שהםעבודה במדיום של חומצה זרחתית, גופרית וחומצה הידרוכלורית, עשוי מוליבדן וסגסוגות שלה. הוא יציב אפילו זכוכית מותכת, ולכן תעשיית הזכוכית בשימוש נרחב molybdenum כמו אלקטרודות להיתוך.

מסגסוגות הוא עשה מוטות ותבניותיציקה בלחץ גבוה של נחושת, אבץ וסגסוגות אלומיניום. עם מוליבדן, פלדות מעובדים תחת לחץ - חותמות העיתונות, מת, mandrels של טחנות פירסינג. פלדה molybdenum עצמו גם משפר באופן משמעותי.