Το βολφράμιο είναι ένα βαρύ μέταλλο. Το καρβίδιο του βολφραμίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή

Το βολφράμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του περιοδικού συστήματος του Mendeleev, το οποίο ανήκει στην ομάδα VI. Στη φύση, το βολφράμιο εμφανίζεται ως μείγμα πέντε ισοτόπων. Στη συνηθισμένη του μορφή και φυσιολογικές συνθήκεςείναι ένα σκληρό, ασημί-γκρι μέταλλο. Είναι επίσης το πιο πυρίμαχο από όλα τα μέταλλα.

Κύριες ιδιότητες του βολφραμίου

Το βολφράμιο είναι ένα μέταλλο με αξιοσημείωτες φυσικές και χημικές ιδιότητες. Σχεδόν όλες οι βιομηχανίες σύγχρονη παραγωγήχρησιμοποιείται βολφράμιο. Ο τύπος του εκφράζεται συνήθως ως ο χαρακτηρισμός του οξειδίου μετάλλου - WO 3 . Το βολφράμιο θεωρείται το πιο πυρίμαχο από τα μέταλλα. Υποτίθεται ότι μόνο το seaborgium μπορεί να είναι ακόμα πιο πυρίμαχο. Αλλά είναι αδύνατο να πούμε με βεβαιότητα ακόμη, αφού το seaborgium έχει πολύ μικρό χρόνο ύπαρξης.

Αυτό το μέταλλο έχει ιδιαίτερη φυσική και Χημικές ιδιότητες. Το βολφράμιο έχει πυκνότητα 19300 kg / m 3, το σημείο τήξης του είναι 3410 ° C. Σύμφωνα με αυτή την παράμετρο, κατέχει τη δεύτερη θέση μετά τον άνθρακα - γραφίτη ή το διαμάντι. Στη φύση, το βολφράμιο εμφανίζεται με τη μορφή πέντε σταθερών ισοτόπων. Ο αριθμός μάζας τους κυμαίνεται από 180 έως 186. Το βολφράμιο έχει 6ο σθένος και στις ενώσεις μπορεί να είναι 0, 2, 3, 4 και 5. Το μέταλλο έχει επίσης αρκετά υψηλό επίπεδο θερμικής αγωγιμότητας. Για το βολφράμιο, αυτός ο αριθμός είναι 163 W/(m*deg). Με αυτή την ιδιότητα, υπερβαίνει ακόμη και ενώσεις όπως τα κράματα αλουμινίου. Η μάζα του βολφραμίου οφείλεται στην πυκνότητά του, η οποία είναι ίση με 19 kg / m 3. Η κατάσταση οξείδωσης του βολφραμίου κυμαίνεται από +2 έως +6. Στους υψηλότερους βαθμούς οξείδωσής του, το μέταλλο έχει όξινες ιδιότητες και στους κατώτερους - βασικό.

Στην περίπτωση αυτή, τα κράματα των ενώσεων κατώτερου βολφραμίου θεωρούνται ασταθή. Οι πιο ανθεκτικές είναι ενώσεις με βαθμό +6. Παρουσιάζουν επίσης τις πιο χαρακτηριστικές χημικές ιδιότητες ενός μετάλλου. Το βολφράμιο τείνει να σχηματίζει εύκολα σύμπλοκα. Αλλά το μεταλλικό βολφράμιο είναι συνήθως πολύ ανθεκτικό. Αρχίζει να αλληλεπιδρά με το οξυγόνο μόνο σε θερμοκρασία +400 °C. Το κρυσταλλικό πλέγμα του βολφραμίου ανήκει στον κυβικό σωματοκεντρικό τύπο.

Αλληλεπίδραση με άλλες χημικές ουσίες

Εάν το βολφράμιο αναμιχθεί με ξηρό φθόριο, τότε μπορεί να ληφθεί μια ένωση που ονομάζεται "εξαφθορίδιο", η οποία λιώνει ήδη σε θερμοκρασία 2,5 ° C και βράζει στους 19,5 ° C. Μια παρόμοια ουσία λαμβάνεται με συνδυασμό βολφραμίου με χλώριο. Αλλά μια τέτοια αντίδραση απαιτεί μια αρκετά υψηλή θερμοκρασία - περίπου 600 ° C. Ωστόσο, η ουσία αντιστέκεται εύκολα στην καταστροφική δράση του νερού και πρακτικά δεν υφίσταται αλλαγές στο κρύο. Το βολφράμιο είναι ένα μέταλλο που, χωρίς οξυγόνο, δεν προκαλεί αντίδραση διάλυσης στα αλκάλια. Ωστόσο, διαλύεται εύκολα σε ένα μείγμα HNO 3 και HF. Οι πιο σημαντικές από τις χημικές ενώσεις του βολφραμίου είναι το τριοξείδιο του WO 3, H 2 WO 4 - βολφραμικό οξύ, καθώς και τα παράγωγά του - βολφραμικά άλατα.

Μπορείτε να εξετάσετε μερικές από τις χημικές ιδιότητες του βολφραμίου με εξισώσεις αντίδρασης. Για παράδειγμα, ο τύπος WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O. Σε αυτό, το μέταλλο βολφραμίου ανάγεται από οξείδιο, εκδηλώνεται η ιδιότητά του αλληλεπίδρασης με το υδρογόνο. Αυτή η εξίσωση αντικατοπτρίζει τη διαδικασία λήψης βολφραμίου από το τριοξείδιο του. Ο ακόλουθος τύπος υποδηλώνει μια τέτοια ιδιότητα όπως η πρακτική αδιαλυτότητα του βολφραμίου σε οξέα: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Μία από τις πιο αξιόλογες ουσίες που περιέχουν βολφράμιο είναι το καρβονύλιο. Από αυτό, λαμβάνονται πυκνές και εξαιρετικά λεπτές επικαλύψεις από καθαρό βολφράμιο.

Ιστορικό ανακάλυψης

Το βολφράμιο είναι ένα μέταλλο που πήρε το όνομά του από τη λατινική γλώσσα. Στη μετάφραση, αυτή η λέξη σημαίνει "αφρός λύκου". Ένα τέτοιο ασυνήθιστο όνομα εμφανίστηκε λόγω της συμπεριφοράς του μετάλλου. Συνοδεύοντας το μεταλλεύμα κασσίτερου που εξορύχθηκε, το βολφράμιο παρενέβη στην απελευθέρωση του κασσίτερου. Εξαιτίας αυτού, κατά τη διαδικασία της τήξης σχηματίστηκαν μόνο σκωρίες. Αυτό το μέταλλο λέγεται ότι «τρώει τον κασσίτερο όπως ο λύκος τρώει ένα πρόβατο». Για πολλούς, είναι ενδιαφέρον ποιος ανακάλυψε το χημικό στοιχείο βολφράμιο;

Αυτό επιστημονική ανακάλυψηέγινε ταυτόχρονα σε δύο μέρη από διαφορετικούς επιστήμονες, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο. Το 1781, ο Σουηδός χημικός Scheele απέκτησε τη λεγόμενη «βαριά πέτρα» πειραματιζόμενος με νιτρικό οξύ και σχελίτη. Το 1783, αδελφοί χημικοί από την Ισπανία με το όνομα Eluard ανακοίνωσαν επίσης την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου. Πιο συγκεκριμένα, ανακάλυψαν οξείδιο του βολφραμίου, το οποίο ήταν διαλυμένο σε αμμωνία.

Κράματα με άλλα μέταλλα

Επί του παρόντος, διακρίνονται μονοφασικά και πολυφασικά κράματα βολφραμίου. Περιέχουν ένα ή περισσότερα εξωτερικά στοιχεία. Η πιο διάσημη ένωση είναι ένα κράμα βολφραμίου και μολυβδαινίου. Η προσθήκη μολυβδαινίου δίνει στο βολφράμιο την αντοχή του σε εφελκυσμό. Επίσης, ενώσεις βολφραμίου με τιτάνιο, άφνιο και ζιρκόνιο ανήκουν στην κατηγορία των μονοφασικών κραμάτων. Το ρήνιο δίνει τη μεγαλύτερη πλαστικότητα στο βολφράμιο. Ωστόσο, η πρακτική εφαρμογή ενός τέτοιου κράματος είναι μια αρκετά επίπονη διαδικασία, καθώς το ρήνιο είναι πολύ δύσκολο να ληφθεί.

Δεδομένου ότι το βολφράμιο είναι ένα από τα πιο πυρίμαχα υλικά, η απόκτηση κραμάτων βολφραμίου δεν είναι εύκολη υπόθεση. Όταν αυτό το μέταλλο μόλις αρχίζει να βράζει, άλλα περνούν ήδη σε υγρή ή αέρια κατάσταση. Αλλά οι σύγχρονοι επιστήμονες είναι σε θέση να αποκτήσουν κράματα χρησιμοποιώντας τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης. Κράματα που περιέχουν βολφράμιο, νικέλιο και κοβάλτιο χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή προστατευτικού στρώματος σε εύθραυστα υλικά.

Η σύγχρονη μεταλλουργική βιομηχανία παράγει επίσης κράματα χρησιμοποιώντας σκόνη βολφραμίου. Η δημιουργία του απαιτεί ειδικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας περιβάλλοντος κενού. Λόγω ορισμένων χαρακτηριστικών της αλληλεπίδρασης του βολφραμίου με άλλα στοιχεία, οι μεταλλουργοί προτιμούν να δημιουργούν κράματα όχι με χαρακτηριστικό δύο φάσεων, αλλά με τη χρήση 3, 4 ή περισσότερων συστατικών. Αυτά τα κράματα είναι ιδιαίτερα ισχυρά, αλλά με αυστηρή τήρηση των τύπων. Με τις παραμικρές αποκλίσεις στα ποσοστιαία συστατικά, το κράμα μπορεί να αποδειχθεί εύθραυστο και ακατάλληλο για χρήση.

Βολφράμιο - ένα στοιχείο που χρησιμοποιείται στην τεχνολογία

Τα νήματα των συνηθισμένων λαμπτήρων κατασκευάζονται από αυτό το μέταλλο. Καθώς και σωλήνες για μηχανήματα ακτίνων Χ, εξαρτήματα φούρνων κενού που πρέπει να χρησιμοποιούνται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Ο χάλυβας, ο οποίος περιλαμβάνει βολφράμιο, έχει πολύ υψηλό επίπεδο αντοχής. Τέτοια κράματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εργαλείων σε διάφορους τομείς: για διάνοιξη φρεατίων, στην ιατρική και στη μηχανολογία.

Το κύριο πλεονέκτημα της ένωσης χάλυβα και βολφραμίου είναι η αντοχή στη φθορά και η χαμηλή πιθανότητα βλάβης. Το πιο διάσημο κράμα βολφραμίου στην κατασκευή ονομάζεται "win". Επίσης, αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται ευρέως σε χημική βιομηχανία. Με την προσθήκη του δημιουργούνται βαφές και χρωστικές. Το οξείδιο του βολφραμίου 6 χρησιμοποιείται ιδιαίτερα ευρέως σε αυτόν τον τομέα. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή καρβιδίων και αλογονιδίων βολφραμίου. Ένα άλλο όνομα αυτής της ουσίας είναι τριοξείδιο του βολφραμίου. Το 6 χρησιμοποιείται ως κίτρινη χρωστική ουσία σε χρώματα για κεραμικά και γυάλινα σκεύη.

Τι είναι τα βαριά κράματα;

Όλα τα κράματα με βάση το βολφράμιο που έχουν υψηλό δείκτη πυκνότητας ονομάζονται βαριά. Λαμβάνονται μόνο με μεθόδους μεταλλουργίας σκόνης. Το βολφράμιο είναι πάντα η βάση των βαρέων κραμάτων, όπου η περιεκτικότητά του μπορεί να είναι έως και 98%. Εκτός από αυτό το μέταλλο, νικέλιο, χαλκός και σίδηρος προστίθενται σε βαριά κράματα. Ωστόσο, μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν χρώμιο, ασήμι, κοβάλτιο, μολυβδαίνιο. Τα πιο δημοφιλή κράματα είναι το VMZh (βολφράμιο - νικέλιο - σίδηρος) και το VNM (βολφράμιο - νικέλιο - χαλκός). Το υψηλό επίπεδο πυκνότητας τέτοιων κραμάτων τους επιτρέπει να απορροφούν επικίνδυνη ακτινοβολία γάμμα. Από αυτά κατασκευάζονται σφόνδυλοι, ηλεκτρικές επαφές, ρότορες για γυροσκόπια.

Καρβίδιο του Wolfram

Περίπου το ήμισυ του βολφραμίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανθεκτικών μετάλλων, ιδιαίτερα του καρβιδίου του βολφραμίου, το οποίο έχει σημείο τήξης 2770 C. Το καρβίδιο βολφραμίου είναι μια χημική ένωση που περιέχει ίσο αριθμό ατόμων άνθρακα και βολφραμίου. Αυτό το κράμα έχει ειδικές χημικές ιδιότητες. Το βολφράμιο του δίνει τέτοια δύναμη που σε αυτόν τον δείκτη ξεπερνάει τον χάλυβα δύο φορές.

Το καρβίδιο βολφραμίου χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή αντικειμένων κοπής, τα οποία πρέπει να είναι πολύ ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες και στην τριβή. Επίσης από αυτό το στοιχείο κατασκευάζονται:

Ανταλλακτικά αεροσκαφών, κινητήρες αυτοκινήτων.
Εξαρτήματα για διαστημόπλοια.
Ιατρικά χειρουργικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται στον τομέα της κοιλιακής χειρουργικής. Τέτοια όργανα είναι πιο ακριβά από τον συνηθισμένο ιατρικό χάλυβα, αλλά είναι πιο παραγωγικά.
Κοσμήματα, ειδικά βέρες. Αυτή η δημοτικότητα του βολφραμίου συνδέεται με τη δύναμή του, η οποία για όσους παντρεύονται συμβολίζει τη δύναμη των σχέσεων, καθώς και την εμφάνιση. Τα χαρακτηριστικά του γυαλισμένου βολφραμίου είναι τέτοια που διατηρεί μια καθρέφτη, λαμπερή εμφάνιση για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Μπάλες για στυλόκατηγορία πολυτελείας.

Win - κράμα βολφραμίου

Περίπου στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1920, άρχισαν να παράγονται κράματα για εργαλεία κοπής σε πολλές χώρες, τα οποία προέρχονταν από καρβίδια βολφραμίου και μεταλλικό κοβάλτιο. Στη Γερμανία, ένα τέτοιο κράμα ονομαζόταν vidia, στις Ηνωμένες Πολιτείες - carbola. Στη Σοβιετική Ένωση, ένα τέτοιο κράμα ονομαζόταν "win". Αυτά τα κράματα έχουν αποδειχθεί εξαιρετικά για την κατεργασία προϊόντων από χυτοσίδηρο. Το Pobedite είναι ένα κράμα κεραμομετάλλων με εξαιρετικά υψηλό επίπεδο αντοχής. Κατασκευάζεται σε μορφή πιάτων. διάφορες μορφέςκαι μεγέθη.

Η διαδικασία κατασκευής ενός Pobedit καταλήγει στα εξής: λαμβάνεται σκόνη καρβιδίου βολφραμίου, λεπτή σκόνη νικελίου ή κοβαλτίου και όλα αναμειγνύονται και συμπιέζονται σε ειδικές φόρμες. Οι πλάκες που συμπιέζονται με αυτόν τον τρόπο υποβάλλονται σε περαιτέρω θερμική επεξεργασία. Αυτό δίνει ένα πολύ σκληρό κράμα. Αυτά τα ένθετα δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την κοπή χυτοσιδήρου, αλλά και για την κατασκευή εργαλείων διάτρησης. Οι πλάκες από την Pobedit συγκολλούνται σε εξοπλισμό διάτρησης χρησιμοποιώντας χαλκό.

Η επικράτηση του βολφραμίου στη φύση

Αυτό το μέταλλο είναι πολύ σπάνιο στο περιβάλλον. Μετά από όλα τα στοιχεία, κατατάσσεται στην 57η θέση και περιέχεται σε μορφή βολφραμίου clarke. Το μέταλλο σχηματίζει επίσης ορυκτά - σχελίτη και βολφραμίτη. Το βολφράμιο μεταναστεύει στα υπόγεια ύδατα είτε ως δικό του ιόν είτε ως διάφορες ενώσεις. Αλλά η υψηλότερη συγκέντρωσή του στα υπόγεια ύδατα είναι αμελητέα. Είναι εκατοστά του mg/l και πρακτικά δεν αλλάζει τις χημικές τους ιδιότητες. Το βολφράμιο μπορεί επίσης να εισέλθει σε φυσικά υδάτινα σώματα από τα λύματα των φυτών και των εργοστασίων.

Επίδραση στο ανθρώπινο σώμα

Το βολφράμιο πρακτικά δεν εισέρχεται στο σώμα με νερό ή φαγητό. Μπορεί να υπάρχει κίνδυνος εισπνοής σωματιδίων βολφραμίου με βιομηχανικό αέρα. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι ανήκει στην κατηγορία των βαρέων μετάλλων, το βολφράμιο δεν είναι τοξικό. Η δηλητηρίαση βολφραμίου εμφανίζεται μόνο σε αυτούς που σχετίζονται με την παραγωγή βολφραμίου. Ταυτόχρονα, ο βαθμός επιρροής του μετάλλου στο σώμα είναι διαφορετικός. Για παράδειγμα, η σκόνη βολφραμίου, το καρβίδιο του βολφραμίου και ουσίες όπως ο ανυδρίτης βολφραμίου μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στους πνεύμονες. Τα κύρια συμπτώματά του είναι γενική κακουχία, πυρετός. Πιο σοβαρά συμπτώματα εμφανίζονται με δηλητηρίαση με κράματα βολφραμίου. Αυτό συμβαίνει κατά την εισπνοή της σκόνης των κραμάτων και οδηγεί σε βρογχίτιδα, πνευμοσκλήρωση.

Το μεταλλικό βολφράμιο, που εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα, δεν απορροφάται στα έντερα και σταδιακά αποβάλλεται. Οι ενώσεις βολφραμίου, οι οποίες είναι διαλυτές, μπορεί να αποτελούν μεγάλο κίνδυνο. Αποτίθενται στη σπλήνα, τα οστά και το δέρμα. Με παρατεταμένη έκθεση σε ενώσεις βολφραμίου, μπορεί να εμφανιστούν συμπτώματα όπως εύθραυστα νύχια, ξεφλούδισμα του δέρματος και διάφορα είδη δερματίτιδας.

Αποθέματα βολφραμίου σε διάφορες χώρες

Οι μεγαλύτεροι πόροι βολφραμίου βρίσκονται στη Ρωσία, τον Καναδά και την Κίνα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, περίπου 943 χιλιάδες τόνοι αυτού του μετάλλου βρίσκονται σε εγχώριες περιοχές. Σύμφωνα με αυτές τις εκτιμήσεις, η συντριπτική πλειοψηφία των αποθεμάτων βρίσκεται στη Νότια Σιβηρία και την Άπω Ανατολή. Το μερίδιο των εξερευνημένων πόρων είναι πολύ ασήμαντο - είναι μόνο περίπου 7%.

Όσον αφορά τον αριθμό των εξερευνημένων κοιτασμάτων βολφραμίου, η Ρωσία είναι δεύτερη μόνο μετά την Κίνα. Τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται στις περιοχές της Καμπαρντίνο-Μπαλκαρίας και της Μπουριατίας. Όμως σε αυτά τα κοιτάσματα δεν εξορύσσεται καθαρό βολφράμιο, αλλά τα μεταλλεύματά του, τα οποία περιέχουν επίσης μολυβδαίνιο, χρυσό, βισμούθιο, τελλούριο, σκάνδιο και άλλες ουσίες. Τα δύο τρίτα των όγκων βολφραμίου που λαμβάνονται από εξερευνημένες πηγές περιέχονται σε πυρίμαχα μεταλλεύματα, όπου το κύριο ορυκτό που περιέχει βολφράμιο είναι ο σχελίτης. Το μερίδιο των μεταλλευμάτων που εμπλουτίζονται εύκολα αντιπροσωπεύει μόνο το ένα τρίτο της συνολικής παραγωγής. Τα χαρακτηριστικά του βολφραμίου που εξορύσσεται στη Ρωσία είναι χαμηλότερα από εκείνα στο εξωτερικό. Τα μεταλλεύματα περιέχουν υψηλό ποσοστό τριοξειδίου του βολφραμίου. Υπάρχουν πολύ λίγα κοιτάσματα αλλουβιακών μετάλλων στη Ρωσία. Η άμμος βολφραμίου είναι επίσης χαμηλής ποιότητας, με μεγάλη ποσότητα οξειδίων.

Βολφράμιο στα Οικονομικά

Η παγκόσμια παραγωγή βολφραμίου άρχισε να αυξάνεται γύρω στο 2009, όταν η ασιατική βιομηχανία άρχισε να ανακάμπτει. Η Κίνα παραμένει ο μεγαλύτερος παραγωγός βολφραμίου. Για παράδειγμα, το 2013, η παραγωγή αυτής της χώρας αντιπροσώπευε το 81% της παγκόσμιας προσφοράς. Περίπου το 12% της ζήτησης για βολφράμιο συνδέεται με την παραγωγή φωτιστικά. Σύμφωνα με τους ειδικούς, η χρήση βολφραμίου σε αυτόν τον τομέα θα μειωθεί με φόντο τη χρήση LED και λαμπτήρες φθορισμούτόσο στο σπίτι όσο και στη δουλειά.

Πιστεύεται ότι η ζήτηση για βολφράμιο στη βιομηχανία ηλεκτρονικών θα αυξηθεί. Η υψηλή αντοχή στη φθορά του βολφραμίου και η ικανότητά του να αντέχει την ηλεκτρική ενέργεια το καθιστούν το καταλληλότερο μέταλλο για την παραγωγή ρυθμιστών τάσης. Ωστόσο, όσον αφορά τον όγκο, αυτή η ζήτηση εξακολουθεί να είναι αρκετά μικρή και εκτιμάται ότι έως το 2018 θα αυξηθεί μόνο κατά 2%. Ωστόσο, σύμφωνα με τις προβλέψεις των επιστημόνων, στο εγγύς μέλλον θα πρέπει να υπάρξει αύξηση της ζήτησης για καρβίδιο με τσιμέντο. Αυτό οφείλεται στην αύξηση της παραγωγής αυτοκινήτων στις ΗΠΑ, την Κίνα, την Ευρώπη, καθώς και την αύξηση της μεταλλευτική βιομηχανία. Πιστεύεται ότι έως το 2018 η ζήτηση για βολφράμιο θα αυξηθεί κατά 3,6%.

Η χρήση καθαρού μετάλλου και κραμάτων που περιέχουν βολφράμιο βασίζεται κυρίως στην πυρίμαχη, σκληρότητα και χημική αντοχή τους. Το καθαρό βολφράμιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή νημάτων για ηλεκτρικούς λαμπτήρες και σωλήνες καθοδικών ακτίνων, στην παραγωγή χωνευτηρίων για την εξάτμιση μετάλλων, στις επαφές των διανομέων ανάφλεξης αυτοκινήτων, στους στόχους των σωλήνων ακτίνων Χ. ως περιελίξεις και θερμαντικά στοιχεία ηλεκτρικούς φούρνουςκαι ως δομικό υλικό για το διάστημα και άλλα οχήματα που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Χάλυβες υψηλής ταχύτητας (17,5-18,5% βολφράμιο), stellite (με βάση το κοβάλτιο με προσθήκη Cr, W, C), χάλυβας (ανοξείδωτος χάλυβας με βάση Ni) και πολλά άλλα κράματα περιέχουν βολφράμιο. Η βάση για την παραγωγή εργαλείων και κραμάτων ανθεκτικών στη θερμότητα είναι το σιδηροντουγκφράμιο (68-86% W, έως 7% Mo και σίδηρος), το οποίο λαμβάνεται εύκολα με άμεση αναγωγή συμπυκνωμάτων βολφραμίτη ή σχελίτη. Το "Pobedit" - ένα πολύ σκληρό κράμα που περιέχει 80-87% βολφράμιο, 6-15% κοβάλτιο, 5-7% άνθρακα, είναι απαραίτητο στην επεξεργασία μετάλλων, στις βιομηχανίες εξόρυξης και πετρελαίου.

Τα βολφραμικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές φθορισμού, άλλα άλατα βολφραμίου χρησιμοποιούνται στη χημική βιομηχανία και στη βυρσοδεψία. Το δισουλφίδιο βολφραμίου είναι ένα ξηρό λιπαντικό υψηλής θερμοκρασίας, σταθερό έως τους 500° C. Στην κατασκευή χρωμάτων χρησιμοποιούνται μπρούτζοι βολφραμίου και άλλες ενώσεις στοιχείων. Πολλές ενώσεις βολφραμίου είναι εξαιρετικοί καταλύτες.

Για πολλά χρόνια από την ανακάλυψή του, το βολφράμιο παρέμεινε μια εργαστηριακή σπανιότητα, μόνο το 1847 η Oxland έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την παραγωγή βολφραμικού νατρίου, βολφραμίου και βολφραμίου από κασσιτρίτη (πέτρα κασσίτερου). Το δεύτερο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, που αποκτήθηκε από την Oxland το 1857, περιέγραφε την παραγωγή κραμάτων σιδήρου-βολφραμίου, τα οποία αποτελούν τη βάση των σύγχρονων χάλυβων υψηλής ταχύτητας.

Στα μέσα του 19ου αι έγιναν οι πρώτες προσπάθειες να χρησιμοποιηθεί βολφράμιο στην παραγωγή χάλυβα, αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν ήταν δυνατό να εισαχθούν αυτές οι εξελίξεις στη βιομηχανία λόγω της υψηλής τιμής του μετάλλου. Η αυξημένη ζήτηση για κραματοποιημένους και υψηλής αντοχής χάλυβες οδήγησε στην κυκλοφορία χάλυβων υψηλής ταχύτητας στη Bethlehem Steel. Δείγματα αυτών των κραμάτων παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά το 1900 στην Παγκόσμια Έκθεση στο Παρίσι.

Τεχνολογία κατασκευής νημάτων βολφραμίου και η ιστορία της.

Οι όγκοι παραγωγής σύρματος βολφραμίου έχουν μικρό μερίδιο μεταξύ όλων των βιομηχανιών που χρησιμοποιούν βολφράμιο, αλλά η ανάπτυξη της τεχνολογίας για την παραγωγή του έχει παίξει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη της μεταλλουργίας σκόνης πυρίμαχων ενώσεων.

Από το 1878, όταν ο Swan παρουσίασε τις λάμπες από κάρβουνο με οκτώ και δεκαέξι κεριά που εφηύρε στο Newcastle, υπήρξε αναζήτηση για περισσότερα κατάλληλο υλικόγια την κατασκευή νημάτων. Η πρώτη λάμπα άνθρακα είχε απόδοση μόνο 1 lumen/watt, η οποία αυξήθηκε τα επόμενα 20 χρόνια με τροποποιήσεις στις μεθόδους επεξεργασίας του άνθρακα κατά δυόμισι. Μέχρι το 1898, η απόδοση φωτός τέτοιων λαμπτήρων ήταν 3 lumens/watt. Εκείνες τις μέρες, τα νημάτια άνθρακα θερμάνονταν περνώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε μια ατμόσφαιρα βαρέων ατμών υδρογονανθράκων. Κατά την πυρόλυση του τελευταίου, ο άνθρακας που προέκυψε γέμισε τους πόρους και τις ανωμαλίες του νήματος, δίνοντάς του μια λαμπερή μεταλλική λάμψη.

Στα τέλη του 19ου αιώνα Ο von Welsbach έφτιαξε το πρώτο μεταλλικό νήμα για λαμπτήρες πυρακτώσεως. Το έφτιαξε από όσμιο (T pl = 2700 ° C). Τα νήματα οσμίου είχαν απόδοση 6 lumens / watt, ωστόσο, το όσμιο είναι ένα σπάνιο και εξαιρετικά ακριβό στοιχείο της ομάδας πλατίνας, επομένως δεν έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή οικιακών συσκευών. Το ταντάλιο, με σημείο τήξης 2996°C, χρησιμοποιήθηκε ευρέως με τη μορφή τραβηγμένου σύρματος από το 1903 έως το 1911 χάρη στην εργασία του von Bolton της Siemens και του Halske. Η απόδοση των λαμπτήρων τανταλίου ήταν 7 lumens/watt.

Το βολφράμιο άρχισε να χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες πυρακτώσεως το 1904 και αντικατέστησε όλα τα άλλα μέταλλα σε αυτή την χωρητικότητα μέχρι το 1911. Ένας συμβατικός λαμπτήρας πυρακτώσεως με νήμα βολφραμίου έχει λάμψη 12 lumens / watt και οι λαμπτήρες που λειτουργούν υπό υψηλή τάση - 22 lumens / watt. Οι σύγχρονοι λαμπτήρες φθορισμού με κάθοδο βολφραμίου έχουν απόδοση περίπου 50 lumens/watt.

Το 1904, η Siemens-Halske προσπάθησε να εφαρμόσει τη διαδικασία σύρματος που αναπτύχθηκε για το ταντάλιο σε πιο πυρίμαχα μέταλλα όπως το βολφράμιο και το θόριο. Η ακαμψία και η έλλειψη ελατότητας του βολφραμίου εμπόδισαν τη διαδικασία να λειτουργήσει ομαλά. Ωστόσο, αργότερα, το 1913-1914, αποδείχθηκε ότι το λιωμένο βολφράμιο μπορούσε να κυλινδριστεί και να τραβήξει χρησιμοποιώντας μια διαδικασία μερικής αναγωγής. Ένα ηλεκτρικό τόξο πέρασε ανάμεσα σε μια ράβδο βολφραμίου και μια μερικώς τηγμένη σταγόνα βολφραμίου που τοποθετήθηκε σε ένα χωνευτήριο γραφίτη επικαλυμμένο στο εσωτερικό με σκόνη βολφραμίου και βρίσκεται σε ατμόσφαιρα υδρογόνου. Έτσι, λήφθηκαν μικρές σταγόνες λιωμένου βολφραμίου, περίπου 10 mm σε διάμετρο και 20-30 mm σε μήκος. Αν και με δυσκολία, ήταν ήδη δυνατή η συνεργασία μαζί τους.

Τα ίδια χρόνια, ο Just και ο Hannaman κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια διαδικασία για την κατασκευή νημάτων βολφραμίου. Λεπτή σκόνη μετάλλου αναμίχθηκε με ένα οργανικό συνδετικό, η προκύπτουσα πάστα πέρασε μέσα από κλωστές και θερμάνθηκε σε ειδική ατμόσφαιρα για να αφαιρεθεί το συνδετικό, και ελήφθη ένα λεπτό νήμα από καθαρό βολφράμιο.

Η γνωστή διαδικασία εξώθησης αναπτύχθηκε το 1906-1907 και χρησιμοποιήθηκε μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1910. Πολύ λεπτά αλεσμένη μαύρη σκόνη βολφραμίου αναμίχθηκε με δεξτρίνη ή άμυλο μέχρις ότου σχηματίστηκε μια πλαστική μάζα. υδραυλική πίεσηαυτή η μάζα μεταφέρθηκε μέσω λεπτών διαμαντένιων κόσκινων. Το νήμα που αποκτήθηκε έτσι ήταν αρκετά ισχυρό για να τυλιχτεί σε καρούλια και να στεγνώσει. Στη συνέχεια, οι κλωστές κόπηκαν σε «φουρκέτες», οι οποίες θερμάνθηκαν σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου σε θερμή θερμοκρασία για να αφαιρέσουν την υπολειμματική υγρασία και τους ελαφρούς υδρογονάνθρακες. Κάθε «φουρκέτα» στερεωνόταν σε σφιγκτήρα και θερμαινόταν σε ατμόσφαιρα υδρογόνου σε μια φωτεινή λάμψη περνώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό οδήγησε στην τελική απομάκρυνση των ανεπιθύμητων ακαθαρσιών. Σε υψηλές θερμοκρασίες, μεμονωμένα μικρά σωματίδια βολφραμίου συγχωνεύονται και σχηματίζουν ένα ομοιόμορφο στερεό μεταλλικό νήμα. Αυτά τα νήματα είναι ελαστικά, αν και εύθραυστα.

Στις αρχές του 20ου αιώνα Ο Yust και ο Hannaman ανέπτυξαν μια διαφορετική διαδικασία που ξεχωρίζει για την πρωτοτυπία της. Ένα νήμα άνθρακα διαμέτρου 0,02 mm επικαλύφθηκε με βολφράμιο με θέρμανση σε ατμόσφαιρα υδρογόνου και ατμού εξαχλωριούχου βολφραμίου. Το νήμα που επιστρώθηκε με αυτόν τον τρόπο θερμάνθηκε σε μια φωτεινή λάμψη σε υδρογόνο υπό μειωμένη πίεση. Σε αυτή την περίπτωση, το κέλυφος του βολφραμίου και ο πυρήνας του άνθρακα συντήχθηκαν πλήρως μεταξύ τους, σχηματίζοντας καρβίδιο βολφραμίου. Το νήμα που προέκυψε είχε άσπρο χρώμακαι ήταν εύθραυστο. Στη συνέχεια, το νήμα θερμάνθηκε σε ένα ρεύμα υδρογόνου, το οποίο αλληλεπιδρούσε με τον άνθρακα, αφήνοντας ένα συμπαγές νήμα από καθαρό βολφράμιο. Τα νήματα είχαν τα ίδια χαρακτηριστικά με αυτά που ελήφθησαν στη διαδικασία εξώθησης.

Το 1909 ένας Αμερικανός Coolidgeκατάφερε να αποκτήσει ελατό βολφράμιο χωρίς τη χρήση πληρωτικών, αλλά μόνο με τη βοήθεια λογικής θερμοκρασίας και μηχανική κατεργασία. Το κύριο πρόβλημα στην απόκτηση σύρματος βολφραμίου ήταν η ταχεία οξείδωση του βολφραμίου σε υψηλές θερμοκρασίες και η παρουσία μιας δομής κόκκων στο προκύπτον βολφράμιο, η οποία οδήγησε στην ευθραυστότητά του.

Η σύγχρονη παραγωγή σύρματος βολφραμίου είναι μια σύνθετη και ακριβής τεχνολογική διαδικασία. Η πρώτη ύλη είναι κονιοποιημένο βολφράμιο που λαμβάνεται με την αναγωγή του παραβολφραμικού αμμωνίου.

Η σκόνη βολφραμίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή σύρματος πρέπει να είναι υψηλής καθαρότητας. Συνήθως, σκόνες βολφραμίου διαφόρων προελεύσεων αναμειγνύονται για να μετρηθεί η ποιότητα του μετάλλου. Αναμιγνύονται σε μύλους και, για να αποφευχθεί η οξείδωση του μετάλλου που θερμαίνεται από την τριβή, διοχετεύεται ρεύμα αζώτου στον θάλαμο. Στη συνέχεια η σκόνη συμπιέζεται σε καλούπια από χάλυβα σε υδραυλικές ή πνευματικές πρέσες (5-25 kg/mm2). Εάν χρησιμοποιούνται μολυσμένες σκόνες, η συμπαγής είναι εύθραυστη και προστίθεται ένα πλήρως οξειδώσιμο οργανικό συνδετικό υλικό για την εξάλειψη αυτού του αποτελέσματος. Στο επόμενο στάδιο, πραγματοποιείται προκαταρκτική πυροσυσσωμάτωση των ράβδων. Όταν θέρμανση και ψύξη συμπυκνώνεται σε ροή υδρογόνου, τους μηχανικές ιδιότητεςβελτιώνονται. Τα συμπαγή είναι ακόμα αρκετά εύθραυστα και η πυκνότητά τους είναι 60-70% της πυκνότητας του βολφραμίου, έτσι οι ράβδοι υποβάλλονται σε πυροσυσσωμάτωση σε υψηλή θερμοκρασία. Η ράβδος συσφίγγεται μεταξύ υδρόψυκτων επαφών και σε ατμόσφαιρα ξηρού υδρογόνου διέρχεται ρεύμα για να τη θερμάνει σχεδόν μέχρι το σημείο τήξης της. Λόγω της θέρμανσης, το βολφράμιο συντήκεται και η πυκνότητά του αυξάνεται στο 85-95% του κρυσταλλικού, ταυτόχρονα αυξάνονται τα μεγέθη κόκκων, αναπτύσσονται κρύσταλλοι βολφραμίου. Ακολουθεί σφυρηλάτηση σε υψηλή θερμοκρασία (1200-1500 ° C). Σε μια ειδική συσκευή, οι ράβδοι περνούν μέσα από έναν θάλαμο, ο οποίος συμπιέζεται από ένα σφυρί. Για ένα πέρασμα, η διάμετρος της ράβδου μειώνεται κατά 12%. Όταν σφυρηλατούνται, οι κρύσταλλοι βολφραμίου επιμηκύνονται, δημιουργώντας μια ινώδη δομή. Μετά τη σφυρηλάτηση ακολουθεί το σχέδιο του σύρματος. Οι ράβδοι λιπαίνονται και περνούν από κόσκινο διαμαντιού ή καρβιδίου βολφραμίου. Ο βαθμός εκχύλισης εξαρτάται από τον σκοπό των προϊόντων που προκύπτουν. Η προκύπτουσα διάμετρος σύρματος είναι περίπου 13 μm.

Ποια είναι η πυκνότητα του βολφραμίου; Σε τι βασίζεται η εφαρμογή του; Ας αναζητήσουμε μαζί απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις.

Κανονισμοί στο Π.Σ

Αυτό το χημικό στοιχείο βρίσκεται στην έκτη ομάδα του περιοδικού συστήματος. Ο αύξων αριθμός του είναι 74, η τιμή της σχετικής ατομικής μάζας είναι 183,85. Τα ιδιαίτερα καθορίζονται από το υψηλό σημείο τήξης του. Θεωρείται ένα από τα πέντε σταθερά ισότοπα που βρίσκονται στο φυσικό βολφράμιο, τα οποία έχουν παρόμοιους αριθμούς μάζας από 180 έως 186.

Άνοιγμα στοιχείου

Αυτό το χημικό στοιχείο ανακαλύφθηκε στα τέλη του 18ου αιώνα. Ο K. Scheele κατάφερε να το απομονώσει από ένα ορυκτό στο οποίο το μέταλλο περιείχε τη μορφή οξειδίου. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το βολφράμιο δεν είχε πρακτικά καμία βιομηχανική εφαρμογή και δεν ήταν σε ζήτηση. Μόλις στα μέσα του 19ου αιώνα, το μέταλλο άρχισε να χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στην κατασκευή ανθεκτικού χάλυβα.

Στον φλοιό της γης δεδομένο στοιχείοείναι σε μικρές ποσότητες. Δεν εμφανίζεται σε ελεύθερη μορφή, βρίσκεται μόνο με τη μορφή ορυκτών. Σε βιομηχανική κλίμακα χρησιμοποιούνται τα οξείδια του.

Φυσικές ιδιότητες

19300 είναι η πυκνότητα του βολφραμίου kg/m3 στο φυσιολογικές συνθήκες. Το μέταλλο σχηματίζει ένα ογκοκεντρικό κυβικό πλέγμα. Έχει καλή θερμοχωρητικότητα. Ο υψηλός συντελεστής θερμοκρασίας του βολφραμίου εξηγεί την ανθεκτικότητά του. Το σημείο τήξης είναι 3380 βαθμοί Κελσίου. Οι μηχανικές του ιδιότητες επηρεάζονται από την προεπεξεργασία του. Λαμβάνοντας υπόψη την πυκνότητα του βολφραμίου στα 20 s 19,3 g/cm3, μπορεί να φτάσει στην κατάσταση μιας μονοκρυσταλλικής ίνας. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την κατασκευή σύρματος από αυτό. Σε θερμοκρασία δωματίου, το βολφράμιο έχει μικρή πλαστικότητα.

Χαρακτηριστικά του βολφραμίου

Η βασική πυκνότητα του βολφραμίου δίνει σε αυτό το μέταλλο ορισμένες ιδιότητες. Έχει αρκετά χαμηλό ρυθμό εξάτμισης, υψηλό σημείο βρασμού. Όσον αφορά το βολφράμιο, είναι τρεις φορές χαμηλότερο από αυτό του χαλκού. Ακριβώς υψηλής πυκνότηταςΤο βολφράμιο περιορίζει το εύρος της χρήσης του. Επιπλέον, η χρήση του επηρεάζεται από την αυξημένη ευθραυστότητα του σε χαμηλές θερμοκρασίες, την αστάθεια στην οξείδωση από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Με εξωτερικά χαρακτηριστικάΤο βολφράμιο είναι παρόμοιο με το χάλυβα. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή κραμάτων που χαρακτηρίζονται από αυξημένη αντοχή. Η επεξεργασία του βολφραμίου πραγματοποιείται μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ποιότητες βολφραμίου

Όχι μόνο η πυκνότητα του βολφραμίου, αλλά και τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται στη μεταλλουργία, αντικατοπτρίζονται στην ποιότητα αυτού του μετάλλου. Για παράδειγμα, το VA περιλαμβάνει ένα μείγμα βολφραμίου με αλουμίνιο και πυρίτιο. Η προκύπτουσα ποιότητα χαρακτηρίζεται από αυξημένη θερμοκρασία αρχικής ανακρυστάλλωσης, αντοχή μετά την ανόπτηση.

Το VL περιλαμβάνει την προσθήκη οξειδίου του λανθανίου στο βολφράμιο ως πρόσθετο, το οποίο αυξάνει τις ιδιότητες εκπομπής του μετάλλου.

Το MW είναι ένα κράμα βολφραμίου και μολυβδαινίου. Μια τέτοια σύνθεση αυξάνει την αντοχή, διατηρεί την ολκιμότητα του μετάλλου μετά την ανόπτηση.

Πεδίο χρήσης του βολφραμίου

Οι μοναδικές ιδιότητες αυτού του μετάλλου προκαθορίζουν την εφαρμογή του. Χρησιμοποιείται εμπορικά και σε καθαρή μορφήκαι ως κράματα.

Το βολφράμιο στην καθημερινή ζωή χρησιμοποιείται κυρίως για ηλεκτρικούς σκοπούς.

Είναι αυτός που χρησιμοποιείται ως κύριο συστατικό (κραματικό στοιχείο) στην παραγωγή χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Κατά μέσο όρο, η περιεκτικότητα σε βολφράμιο είναι από εννέα έως είκοσι τοις εκατό. Επιπλέον, είναι συστατικό των χαλύβων εργαλείων.

Τέτοια πιρούνια χάλυβα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή φρέζας, τρυπάνια, διάτρηση, μήτρες. Για παράδειγμα, το P6M5 δείχνει ότι ο χάλυβας είναι κραμένος με κοβάλτιο και μολυβδαίνιο. Επιπλέον, περιέχεται βολφράμιο στο οποίο χωρίζονται σε είδη βολφραμίου-κοβαλτίου και βολφραμίου.

Το βολφράμιο στην καθημερινή ζωή στην καθαρή του μορφή πρακτικά δεν είναι σε ζήτηση. Το καρβίδιο βολφραμίου είναι μια ένωση αυτού του μετάλλου με άνθρακα. Η ένωση χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα, ανθεκτικότητα και αντοχή στη φθορά. Με βάση το καρβίδιο του βολφραμίου, κατασκευάζονται σκληρά κράματα παραγωγικά εργαλεία, που περιέχουν περίπου 90 τοις εκατό βολφράμιο και περίπου 10 τοις εκατό κοβάλτιο. Τα κοπτικά μέρη των εργαλείων διάτρησης και κοπής είναι κατασκευασμένα από σκληρά κράματα.

Ποικιλίες χάλυβα με βάση το βολφράμιο

Ανθεκτικό στη φθορά και βασίζεται στην ανθεκτικότητα του βολφραμίου. Οι ενώσεις βολφραμίου με χρώμιο και κοβάλτιο, που ονομάζονται στελλίτες, είναι κοινές στη βιομηχανία. Εφαρμόζονται με επιφάνειες για φθορά εξαρτημάτων βιομηχανικών εξαρτημάτων μηχανών.

Τα «βαριά» και τα κράματα επαφής είναι μείγματα βολφραμίου με ασήμι ή χαλκό. Θεωρούνται ως επαρκώς αποτελεσματικά υλικά επαφής, επομένως χρησιμοποιούνται για την παραγωγή εξαρτημάτων εργασίας διακόπτες κυκλώματος, ηλεκτροδίων για σημειακή συγκόλληση, καθώς και την κατασκευή διακοπτών.

Με τη μορφή σύρματος, σφυρήλατα προϊόντα, ταινίες βολφραμίου χρησιμοποιούνται στη ραδιομηχανική, στην κατασκευή ηλεκτρικών λαμπτήρων, καθώς και στην τεχνολογία ακτίνων Χ. Είναι αυτό το μέταλλο που θεωρείται το καλύτερο υλικό για τη δημιουργία σπειρών και νημάτων.

Οι ράβδοι και τα καλώδια βολφραμίου είναι απαραίτητα για την κατασκευή ηλεκτρικών θερμαντήρων, καθώς οι θερμαντήρες με βάση το βολφράμιο είναι ικανοί να λειτουργούν σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου, υδρογόνου και επίσης σε κενό.

Μία από τις πιο σημαντικές χρήσεις του βολφραμίου είναι η συγκόλληση. Από αυτό δημιουργούνται ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται για συγκόλληση τόξου. Τα ηλεκτρόδια που προκύπτουν θεωρούνται μη αναλώσιμα.

Λήψη πυρίμαχου μετάλλου

Πόσο αξίζει το βολφράμιο; Η τιμή ανά κιλό κυμαίνεται από 900 έως 1200 ρούβλια. Ανήκει στην ομάδα των σπάνιων μεταλλικών στοιχείων. Εκτός από το βολφράμιο, το ρουβίδιο και το μολυβδαίνιο περιλαμβάνονται επίσης εδώ. Τα σπάνια μέταλλα έχουν μικρή κλίμακα χρήσης, δεδομένης της ασήμαντης περιεκτικότητάς τους στον φλοιό της γης. Κανένα από τα αναφερόμενα μέταλλα δεν μπορεί να ληφθεί με άμεση αναγωγή από πρώτες ύλες. Αρχικά, οι πρώτες ύλες μεταποιούνται σε διάφορες χημικές ουσίες. Σημειώστε ότι υπάρχει και ειδικό πρόσθετος εμπλουτισμόςμεταλλεύματα πριν από την πλήρη επεξεργασία τους.

Υπάρχουν τρία στάδια στην τεχνολογική αλυσίδα για την απόκτηση σπάνιου βολφραμίου. Αρχικά, το μετάλλευμα αποσυντίθεται, διαχωρίζοντας το εξαγόμενο μέταλλο από τη μάζα των πρώτων υλών, καθώς και τη συγκέντρωσή του στο ίζημα ή σε διάλυμα. Στη συνέχεια, λαμβάνονται χημικά καθαρές ενώσεις, πραγματοποιείται απομόνωση, καθώς και καθαρισμός της χημικής ουσίας. Στο τρίτο στάδιο, το μέταλλο απομονώνεται από το οξείδιο που έχει καθαριστεί από ακαθαρσίες.

Ο βολφραμίτης χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βολφραμίου. Αυτό το μετάλλευμα περιέχει περίπου δύο τοις εκατό καθαρό μέταλλο. Ο εμπλουτισμός μεταλλεύματος πραγματοποιείται με επίπλευση, βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητικό ή μαγνητικό διαχωρισμό. Μετά τον εμπλουτισμό, σχηματίζεται ένα συμπύκνωμα βολφραμίου, το οποίο περιέχει περίπου 65 τοις εκατό οξείδιο του βολφραμίου (6). Εκτός από το μέταλλο, τέτοια συμπυκνώματα περιέχουν ακαθαρσίες θείου, χαλκού, φωσφόρου, αρσενικού, βισμούθιου, αντιμονίου. Πόσο κοστίζει αυτό το βολφράμιο; Η τιμή ανά κιλό είναι περίπου χίλια ρούβλια. Για την παρασκευή σκόνης βολφραμίου, είναι απαραίτητο να μειωθεί ο ανυδρίτης του με άνθρακα ή υδρογόνο.

Χρησιμοποιείται κυρίως η μέθοδος της υδρογόνωσης, καθώς ο άνθρακας προσθέτει ευθραυστότητα στο μέταλλο και επηρεάζει αρνητικά τη μηχανική του ικανότητα. Χρησιμοποιείται για την παρασκευή σκόνης βολφραμίου ειδικές μεθόδους, που επιτρέπουν σε κάποιον να αναλύσει τη σύνθεση, το μέγεθος των κόκκων, καθώς και τη σύνθεση των σχηματισμένων κόκκων.

Το συμπαγές υδρογόνο, κυρίως με τη μορφή πλινθωμάτων ή ράβδων, χρησιμοποιείται ως τεμάχια στην κατασκευή ημικατεργασμένων προϊόντων όπως ταινία και σύρμα.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται δύο μέθοδοι για τη δημιουργία συμπαγούς βολφραμίου. Η πρώτη μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση μεταλλουργίας σκόνης. Σύμφωνα με τη δεύτερη μέθοδο, επιτρέπεται η χρήση κλιβάνων ηλεκτρικού τόξου, που περιλαμβάνουν τη χρήση αναλώσιμων ηλεκτροδίων.

Τα πιο κοινά προϊόντα που κατασκευάζονται από μέταλλο βολφραμίου και έχουν ιδιαίτερη σημασία είναι οι ράβδοι βολφραμίου. Με σφυρηλάτηση, λαμβάνονται από τις ράβδους σε ειδική σφυρηλάτηση. Ισχύουν τελικών προϊόντωνσε διάφορες βιομηχανίεςσύγχρονη βιομηχανία. Για παράδειγμα, από αυτά λαμβάνονται μη αναλώσιμα ηλεκτρόδια συγκόλλησης. Επιπλέον, ράβδοι βολφραμίου χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία θερμαντήρων. Έχουν ζήτηση σε συσκευές εκκένωσης αερίου, ηλεκτρικούς λαμπτήρες.

Το περιεχόμενο του άρθρου

ΒΟΛΦΡΑΜΙΟ- (Wolframium), W - χημικό στοιχείο 6 (VIb) της ομάδας του περιοδικού συστήματος του D.I. Mendeleev, ατομικός αριθμός 74, ατομική μάζα 183,85. Είναι γνωστά 33 ισότοπα βολφραμίου: από 158 W έως 190 W. Έχουν βρεθεί πέντε ισότοπα στη φύση, τρία από τα οποία είναι σταθερά: 180 W (το ποσοστό μεταξύ των φυσικών ισοτόπων είναι 0,120%), 182 W (26,498%), 186 W (28,426%), και τα άλλα δύο είναι ασθενώς ραδιενεργά: 183 W (14,314%, T ½ = 1,1 10 17 έτη), 184 W (30,642%, T ½ = 3 10 17 έτη). Η διαμόρφωση του κελύφους ηλεκτρονίων είναι 4f 14 5d 4 6s 2 . Η πιο χαρακτηριστική κατάσταση οξείδωσης είναι +6. Είναι γνωστές ενώσεις με καταστάσεις οξείδωσης βολφραμίου +5, +4, +3, +2 και 0.

Πίσω στον 14ο-16ο αιώνα. μεταλλωρύχοι και μεταλλουργοί στα Ορεινά Όρη της Σαξονίας παρατήρησαν ότι ορισμένα μεταλλεύματα διέκοψαν την αναγωγή της πέτρας κασσίτερου (το ορυκτό κασιρίτη, SnO 2) και οδήγησαν σε σκωρίαση του λιωμένου μετάλλου. Στην επαγγελματική γλώσσα εκείνης της εποχής, η διαδικασία αυτή χαρακτηριζόταν ως εξής: «Αυτά τα μεταλλεύματα βγάζουν τον τενεκέ και τον καταβροχθίζουν, όπως ο λύκος καταβροχθίζει το πρόβατο». Οι ανθρακωρύχοι έδωσαν σε αυτή την «ενοχλητική» ράτσα τα ονόματα «Wolfert» και «Wolfrahm», που σημαίνει «αφρός λύκου» ή «αφρός στο στόμα ενός θυμωμένου λύκου». Ο Γερμανός χημικός και μεταλλουργός Georg Agricola στο θεμελιώδες έργο του Δώδεκα βιβλία για τα μέταλλα(1556) οδηγεί Λατινική ονομασίααυτού του ορυκτού - Spuma Lupi, ή Lupus spuma, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα χαρτί εντοπισμού από το δημοφιλές γερμανικό όνομα.

Το 1779 ο Peter Wulf εξερεύνησε το ορυκτό που τώρα ονομάζεται βολφραμίτης (FeWO 4 Χ MnWO 4) και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πρέπει να περιέχει μια προηγουμένως άγνωστη ουσία. Το 1783, στην Ισπανία, οι αδερφοί d'Elguyar (Juan Jose και Fausto D'Elhuyar de Suvisa) απομόνωσαν την «όξινη γη» από αυτό το ορυκτό με τη βοήθεια νιτρικού οξέος, ένα κίτρινο ίζημα ενός άγνωστου μεταλλικού οξειδίου, διαλυτό στο νερό αμμωνίας. . Στο ορυκτό βρέθηκαν επίσης οξείδια σιδήρου και μαγγανίου. Ο Χουάν και ο Φάουστο άβωσαν τη "γη" με κάρβουνο και πήραν ένα μέταλλο, το οποίο πρότειναν να ονομάσουν "βολφράμιο", και το ίδιο το ορυκτό - "βολφραμίτη". Έτσι, οι Ισπανοί χημικοί d'Elguiar ήταν οι πρώτοι που δημοσίευσαν πληροφορίες για την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου.

Αργότερα έγινε γνωστό ότι για πρώτη φορά το οξείδιο του βολφραμίου βρέθηκε όχι στον "κασσιτεροφάγο" - τον βολφραμίτη, αλλά σε ένα άλλο ορυκτό.

Το 1758, ο Σουηδός χημικός και ορυκτολόγος Axel Fredrik Cronstedt ανακάλυψε και περιέγραψε ένα ασυνήθιστα βαρύ ορυκτό (CaWO 4, που αργότερα ονομάστηκε scheelite), το οποίο ονόμασε Tung Sten, που σημαίνει «βαριά πέτρα» στα σουηδικά. Ο Kronstedt ήταν πεπεισμένος ότι αυτό το ορυκτό περιέχει ένα νέο, που δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη, στοιχείο.

Το 1781, ο μεγάλος Σουηδός χημικός Karl Scheele διέλυσε τη «βαριά πέτρα» με νιτρικό οξύ, ανακαλύπτοντας, εκτός από το άλας ασβεστίου, «κίτρινη γη», που δεν μοιάζει με τη λευκή «γη μολυβδαίνιου», την οποία απομόνωσε για πρώτη φορά πριν από τρία χρόνια. . Είναι ενδιαφέρον ότι ένας από τους αδελφούς d "Elguillard δούλευε εκείνη την εποχή στο εργαστήριό του. Ο Scheele ονόμασε το μέταλλο "βολφράμιο", από το όνομα του ορυκτού από το οποίο απομονώθηκε για πρώτη φορά το κίτρινο οξείδιο. Άρα το ίδιο στοιχείο είχε δύο ονόματα.

Το 1821, ο von Leonhard πρότεινε να ονομαστεί το ορυκτό CaWO 4 scheelite.

Το όνομα βολφράμιο βρίσκεται στο Lomonosov. Ο Solovyov και ο Hess (1824) το αποκαλούν wolframium, Dvigubsky (1824) - wolframium.

Ακόμη και στις αρχές του 20ου αιώνα. στη Γαλλία, την Ιταλία και τις αγγλοσαξονικές χώρες, το στοιχείο «βολφράμιο» ονομάστηκε Tu (από το βολφράμιο). Μόλις στα μέσα του περασμένου αιώνα καθιερώθηκε το σύγχρονο σύμβολο W.

Βολφράμιο στη φύση. Είδη καταθέσεων.

Το βολφράμιο είναι ένα μάλλον σπάνιο στοιχείο, το clarke του (ποσοστιαίο περιεχόμενο στον φλοιό της γης) είναι 1,3 10 -4% (57η θέση μεταξύ των χημικών στοιχείων).

Το βολφράμιο εμφανίζεται κυρίως ως βολφραμικά άλατα σιδήρου και μαγγανίου ή ασβεστίου, και μερικές φορές ως στοιχεία μολύβδου, χαλκού, θορίου και σπάνιων γαιών.

Το πιο κοινό ορυκτό βολφραμίτη είναι ένα στερεό διάλυμα βολφραμικών σιδήρου και μαγγανίου (Fe, Mn)WO 4 . Πρόκειται για βαρείς σκληρούς κρυστάλλους που έχουν χρώμα από καφέ έως μαύρο, ανάλογα με το ποιο στοιχείο κυριαρχεί στη σύνθεσή τους. Αν υπάρχει περισσότερο μαγγάνιο (Mn:Fe> 4:1), τότε οι κρύσταλλοι είναι μαύροι, αλλά αν κυριαρχεί ο σίδηρος (Fe:Mn> 4:1), είναι καφέ. Το πρώτο ορυκτό ονομάζεται hübnerite, το δεύτερο - φερβερίτης. Ο βολφραμίτης είναι παραμαγνητικός και καλός αγωγός του ηλεκτρισμού.

Από τα άλλα ορυκτά βολφραμίου, ο σχελίτης, το βολφραμικό ασβέστιο CaWO 4, είναι βιομηχανικής σημασίας. Σχηματίζει κρυστάλλους, που λάμπουν σαν γυαλί, ανοιχτού κίτρινου, μερικές φορές σχεδόν λευκού χρώματος. Ο Scheelite δεν μαγνητίζεται, αλλά έχει ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα - την ικανότητα φωταύγειας. Όταν φωτίζεται με υπεριώδεις ακτίνες, φθορίζει έντονο μπλε στο σκοτάδι. Η πρόσμιξη μολυβδαινίου αλλάζει το χρώμα της λάμψης του σχελίτη: γίνεται απαλό μπλε και μερικές φορές ακόμη και κρεμ. Αυτή η ιδιότητα του scheelite, που χρησιμοποιείται στη γεωλογική εξερεύνηση, χρησιμεύει ως χαρακτηριστικό αναζήτησης που σας επιτρέπει να ανιχνεύσετε κοιτάσματα ορυκτών.

Κατά κανόνα, τα κοιτάσματα μεταλλευμάτων βολφραμίου συνδέονται με περιοχές διανομής γρανιτών. Οι μεγάλοι κρύσταλλοι βολφραμίτη ή σχελίτη είναι πολύ σπάνιοι. Συνήθως, τα ορυκτά παρεμβάλλονται μόνο σε αρχαίους γρανιτικούς βράχους. Η μέση συγκέντρωση βολφραμίου σε αυτά είναι μόνο 1-2%, επομένως είναι μάλλον δύσκολο να το εξαγάγετε. Συνολικά, είναι γνωστά περίπου 15 ορυκτά του ίδιου του βολφραμίου. Μεταξύ αυτών είναι ο ρασοΐτης και ο στολσίτης, οι οποίοι είναι δύο διαφορετικές κρυσταλλικές τροποποιήσεις του βολφραμικού μολύβδου PbWO 4 . Άλλα ορυκτά είναι προϊόντα αποσύνθεσης ή δευτερογενείς μορφές των κοινών ορυκτών βολφραμίτης και σχελίτης, όπως η ώχρα του βολφραμίου και ο υδροβολφραμίτης, που είναι ένα ένυδρο οξείδιο του βολφραμίου που σχηματίζεται από τον βολφραμίτη. Ο ρουσσελίτης είναι ένα ορυκτό που περιέχει οξείδια του βισμούθιου και του βολφραμίου. Το μόνο μη οξείδιο ορυκτό βολφραμίου είναι ο βολφραμίου WS 2, τα κύρια αποθέματα του οποίου συγκεντρώνονται στις ΗΠΑ. Συνήθως η περιεκτικότητα σε βολφράμιο στα ανεπτυγμένα κοιτάσματα κυμαίνεται από 0,3 έως 1,0% WO 3 .

Όλα τα κοιτάσματα βολφραμίου είναι πυριγενούς ή υδροθερμικής προέλευσης. Καθώς το μάγμα ψύχεται, εμφανίζεται διαφορική κρυστάλλωση, έτσι ο σχελίτης και ο βολφραμίτης βρίσκονται συχνά ως φλέβες όπου το μάγμα έχει διεισδύσει σε ρωγμές στον φλοιό της γης. Τα περισσότερα από τα κοιτάσματα βολφραμίου συγκεντρώνονται σε νεαρές οροσειρές - τις Άλπεις, τα Ιμαλάια και τη ζώνη του Ειρηνικού. Σύμφωνα με το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ για το 2003 (U.S. Geological Surveys), περίπου το 62% των παγκόσμιων αποθεμάτων βολφραμίου βρίσκεται στην Κίνα. Σημαντικά κοιτάσματα αυτού του στοιχείου έχουν επίσης διερευνηθεί στις ΗΠΑ (Καλιφόρνια, Κολοράντο), Καναδά, Ρωσία, Νότια Κορέα, Βολιβία, Βραζιλία, Αυστραλία και Πορτογαλία.

Τα παγκόσμια αποθέματα μεταλλευμάτων βολφραμίου υπολογίζονται σε 2,9 106 τόνους σε μέταλλο. Η Κίνα έχει τα μεγαλύτερα αποθέματα (1,8 106 τόνοι), ο Καναδάς και η Ρωσία μοιράζονται τη δεύτερη θέση (2,6 105 και 2,5 105 τόνοι, αντίστοιχα). Οι Ηνωμένες Πολιτείες βρίσκονται στην τρίτη θέση (1,4 105 τόνοι), αλλά τώρα σχεδόν όλα τα αμερικανικά κοιτάσματα έχουν ναφθαλιστεί. Μεταξύ άλλων χωρών, σημαντικά αποθέματα έχουν η Πορτογαλία (αποθέματα 25.000 τόνων), η Βόρεια Κορέα (35.000 τόνοι), η Βολιβία (53.000 τόνοι) και η Αυστρία (10.000 τόνοι).

Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή μεταλλευμάτων βολφραμίου είναι 5,95·10 4 τόνοι σε μέταλλο, εκ των οποίων οι 49,5·10 4 τόνοι (83%) εξορύσσονται στην Κίνα. Η Ρωσία παράγει 3400 τόνους, ο Καναδάς - 3000 τόνους.

Το King Island στην Αυστραλία παράγει 2000–2400 τόνους μεταλλεύματος βολφραμίου ετησίως. Στην Αυστρία, ο σχελίτης εξορύσσεται στις Άλπεις (επαρχίες Σάλτσμπουργκ και Steiermark). Ένα κοινό κοίτασμα βολφραμίου-χρυσού-βισμούθιου (τα ορυχεία Kanung και το κοίτασμα Calzas στο Yukon) αναπτύσσεται στη βορειοανατολική Βραζιλία, με εκτιμώμενο απόθεμα χρυσού 1 εκατομμύριο ουγγιές και 30.000 τόνους οξειδίου του βολφραμίου. Ο παγκόσμιος ηγέτης στην ανάπτυξη πρώτων υλών βολφραμίου είναι η Κίνα (πεδία Jianshi (60% της κινεζικής παραγωγής βολφραμίου), Χουνάν (20%), Γιουνάν (8%), Γκουανγκντόνγκ (6%), Γκουανγκτζί και Εσωτερική Μογγολία (2% το καθένα) και άλλα). Ο όγκος της ετήσιας παραγωγής στην Πορτογαλία (κοίτασμα Panashira) υπολογίζεται σε 720 τόνους βολφραμίου ετησίως. Στη Ρωσία, τα κύρια κοιτάσματα μεταλλευμάτων βολφραμίου βρίσκονται σε δύο περιοχές: στην Άπω Ανατολή (κοίτασμα Lermontovskoye, 1700 τόνοι συμπυκνώματος ετησίως) και στον Βόρειο Καύκασο (Kabardino-Balkaria, Tyrnyauz). Το εργοστάσιο στο Nalchik επεξεργάζεται το μετάλλευμα σε οξείδιο του βολφραμίου και παραβολφραμικό αμμώνιο.

Ο μεγαλύτερος καταναλωτής βολφραμίου είναι η Δυτική Ευρώπη - το μερίδιό της στην παγκόσμια αγορά είναι 30%. Η Βόρεια Αμερική και η Κίνα αντιπροσωπεύουν το 25% της συνολικής κατανάλωσης, ενώ η Ιαπωνία αντιπροσωπεύει το 12-13%. Η ζήτηση βολφραμίου στις χώρες της ΚΑΚ υπολογίζεται σε 3.000 τόνους μετάλλου ετησίως.

Πάνω από το μισό (58%) του συνόλου των μετάλλων που καταναλώνονται χρησιμοποιείται για την παραγωγή καρβιδίου του βολφραμίου, σχεδόν το ένα τέταρτο (23%) - με τη μορφή διαφόρων κραμάτων και χάλυβα. Για την κατασκευή βολφραμίου "έλασης" (νήματα για λαμπτήρες πυρακτώσεως, ηλεκτρικές επαφέςκ.λπ.) αντιπροσωπεύει το 8% του παραγόμενου βολφραμίου και το υπόλοιπο 9% χρησιμοποιείται στην παραγωγή χρωστικών και καταλυτών.

Επεξεργασία πρώτων υλών βολφραμίου.

Το πρωτογενές μετάλλευμα περιέχει περίπου 0,5% οξείδιο του βολφραμίου. Μετά την επίπλευση και τον διαχωρισμό μη μαγνητικών συστατικών, παραμένει ένας βράχος που περιέχει περίπου 70% WO 3. Το εμπλουτισμένο μετάλλευμα (και το οξειδωμένο θραύσμα βολφραμίου) στη συνέχεια εκπλένεται με ανθρακικό νάτριο ή υδροξείδιο:

4FeWO 4 + O 2 + 4Na 2 CO 3 = 4NaWO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2

6MnWO 4 + O 2 + 6Na 2 CO 3 = 6Na 2 WO 4 + 2Mn 3 O 4 + 6CO 2

WO 3 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 WO 4 + CO 2

WO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 WO 4 + H 2 O

Na 2 WO 4 + CaCl 2 \u003d 2NaCl + CaWO 4 Ї.

Το προκύπτον διάλυμα απαλλάσσεται από μηχανικές ακαθαρσίες και στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία. Αρχικά, το βολφραμικό ασβέστιο κατακρημνίζεται και ακολουθεί η αποσύνθεσή του με υδροχλωρικό οξύ και η διάλυση του προκύπτοντος WO 3 σε υδατική αμμωνία. Μερικές φορές ο καθαρισμός του πρωτογενούς βολφραμικού νατρίου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ρητίνες ανταλλαγής ιόντων. Το τελικό προϊόν της διαδικασίας είναι το παραβολφραμικό αμμώνιο:

CaWO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 Ї + CaCl 2

H 2 WO 4 \u003d WO 3 + H 2 O

WO 3 + 2NH 3 · H 2 O (συγκ.) \u003d (NH 4) 2 WO 4 + H 2 O

12(NH 4) 2 WO 4 + 14HCl (πολύ αραιό) \u003d (NH 4) 10 H 2 W 12 O 42 + 14NH 4 Cl + 6H 2 O

Ένας άλλος τρόπος απομόνωσης βολφραμίου από εμπλουτισμένο μετάλλευμα είναι η επεξεργασία με χλώριο ή υδροχλώριο. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στο σχετικά χαμηλό σημείο βρασμού των χλωριούχων και οξοχλωριδίων βολφραμίου (300°C). Η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη λήψη βολφραμίου υψηλής καθαρότητας.

Το συμπύκνωμα βολφραμίτη μπορεί να λιωθεί απευθείας με άνθρακα ή οπτάνθρακα σε θάλαμο ηλεκτρικού τόξου. Αυτό παράγει το σιδηροτυγφράμιο, το οποίο χρησιμοποιείται στην κατασκευή κραμάτων στη βιομηχανία χάλυβα. Στο τήγμα χάλυβα μπορεί επίσης να προστεθεί καθαρό συμπύκνωμα σχελίτη.

Περίπου το 30% της παγκόσμιας κατανάλωσης βολφραμίου παρέχεται από την επεξεργασία δευτερογενών πρώτων υλών. Μολυσμένα υπολείμματα καρβιδίου βολφραμίου, τσιπς, πριονίδι και κονιοποιημένα υπολείμματα βολφραμίου οξειδώνονται και μετατρέπονται σε παραβολφραμικό αμμώνιο. Τα θραύσματα χάλυβα υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή των ίδιων χάλυβων (έως και 60–70% του συνόλου του τήγματος). Τα υπολείμματα βολφραμίου από λαμπτήρες πυρακτώσεως, ηλεκτρόδια και χημικά αντιδραστήρια πρακτικά δεν ανακυκλώνονται.

Το κύριο ενδιάμεσο προϊόν στην παραγωγή βολφραμίου είναι το παραβολφραμικό αμμώνιο (NH 4) 10 W 12 O 41 · 5H 2 O. Είναι επίσης η κύρια μεταφερόμενη ένωση βολφραμίου. Με τη φρύξη του παραβολφραμικού αμμωνίου, λαμβάνεται οξείδιο του βολφραμίου (VI), το οποίο στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία με υδρογόνο στους 700–1000°C για να ληφθεί μεταλλική σκόνη βολφραμίου. Το καρβίδιο του βολφραμίου λαμβάνεται με πυροσυσσωμάτωση με σκόνη άνθρακα στους 900–2200°C (διαδικασία ενανθράκωσης).

Το 2002, η τιμή του παραβολφραμικού αμμωνίου, της κύριας εμπορικής ένωσης του βολφραμίου, ήταν περίπου 9.000 $ ανά τόνο σε όρους μετάλλου. ΣΕ Πρόσφαταπαρατηρήθηκε πτωτική τάση στις τιμές των προϊόντων βολφραμίου λόγω της μεγάλης προσφοράς από την Κίνα και τις χώρες της πρώην ΕΣΣΔ.

Στη Ρωσία, τα προϊόντα βολφραμίου παράγονται από: Skopinsky Hydrometallurgical Plant "Metallurg" (περιοχή Ryazan, συμπύκνωμα βολφραμίου και ανυδρίτης), Vladikavkaz Plant "Pobedit" (Βόρεια Οσετία, σκόνη βολφραμίου και πλινθώματα), Nalchik Hydrometallurgical Plant (Kabardino-tungstenia , καρβίδιο βολφραμίου ), Εργοστάσιο σκληρών κραμάτων Kirovgrad (περιοχή Sverdlovsk, καρβίδιο βολφραμίου, σκόνη βολφραμίου), Elektrostal (Περιοχή Μόσχας, παραβολφραμικό αμμώνιο, καρβίδιο βολφραμίου), Ηλεκτρομεταλλουργικό εργοστάσιο Chelyabinsk (σιδηρομεταλλουργικό).

Ιδιότητες μιας απλής ουσίας.

Το μεταλλικό βολφράμιο έχει ανοιχτό γκρι χρώμα. Μετά τον άνθρακα, έχει το υψηλότερο σημείο τήξης από όλα απλές ουσίες. Η τιμή του προσδιορίζεται εντός της περιοχής 3387–3422° C. Το βολφράμιο έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες και τον χαμηλότερο συντελεστή διαστολής μεταξύ όλων των μετάλλων. Το σημείο βρασμού είναι 5400–5700° C. Το βολφράμιο είναι ένα από τα βαρύτερα μέταλλα με πυκνότητα 19250 kg/m 3 . Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του βολφραμίου στους 0° C είναι περίπου το 28% της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του αργύρου, που είναι το πιο ηλεκτρικά αγώγιμο μέταλλο. Το καθαρό βολφράμιο είναι αρκετά εύκολο στην επεξεργασία, αλλά συνήθως περιέχει ακαθαρσίες άνθρακα και οξυγόνου, γεγονός που δίνει στο μέταλλο τη γνωστή σκληρότητά του.

Το βολφράμιο έχει πολύ υψηλό συντελεστή εφελκυσμού και συμπίεσης, πολύ υψηλή θερμική αντίσταση ερπυσμού, υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, υψηλό συντελεστή εκπομπής ηλεκτρονίων, ο οποίος μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με κράμα βολφραμίου με ορισμένα οξείδια μετάλλων.

Το βολφράμιο είναι χημικά ανθεκτικό. Υδροχλωρικό, θειικό, νιτρικό, υδροφθορικό οξύ, aqua regia, υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, αμμωνία (έως 700 ° C), υδράργυρος και ατμοί υδραργύρου, αέρας και οξυγόνο (έως 400 ° C), νερό, υδρογόνο, άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα (έως 800 ° C), το υδροχλώριο (έως 600 ° C) δεν επηρεάζει το βολφράμιο. Αμμωνία αναμεμειγμένη με υπεροξείδιο του υδρογόνου, υγρό και βραστό θείο, χλώριο (πάνω από 250 ° C), υδρόθειο σε θερμές θερμοκρασίες, ζεστό aqua regia, μείγμα υδροφθορικών και νιτρικών οξέων, τήγματα νιτρικών, νιτρωδών, χλωρικού καλίου, διοξειδίου του μολύβδου αντιδρούν με βολφράμιο, νιτρώδες νάτριο, ζεστό νιτρικό οξύ, φθόριο, βρώμιο, ιώδιο. Το καρβίδιο του βολφραμίου σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση άνθρακα με βολφράμιο σε θερμοκρασίες πάνω από 1400 ° C, οξείδιο - από αλληλεπίδραση με υδρατμούς και διοξείδιο του θείου (σε θερμοκρασία κόκκινης θερμότητας), διοξείδιο του άνθρακα (πάνω από 1200 ° C), οξείδια αλουμινίου, μαγνήσιο και θόριο.

Ιδιότητες των σημαντικότερων ενώσεων του βολφραμίου.

Μεταξύ των σημαντικότερων ενώσεων του βολφραμίου είναι το οξείδιο, το χλωρίδιο, το καρβίδιο και το παραβολφραμικό αμμώνιο.

Οξείδιο του βολφραμίου (VI).Το WO 3 είναι μια ανοιχτοκίτρινη κρυσταλλική ουσία, γίνεται πορτοκαλί όταν θερμαίνεται, σημείο τήξεως 1473 ° C, σημείο βρασμού - 1800 ° C. Το αντίστοιχο βολφραμικό οξύ είναι ασταθές, ένα διένυδρο κατακρημνίζεται σε ένα υδατικό διάλυμα, χάνοντας ένα μόριο νερού στους 70– 100 ° C και το δεύτερο - στους 180–350 ° C. Όταν το WO 3 αντιδρά με αλκάλια, σχηματίζονται βολφραμικά άλατα.

Ανιόντα βολφραμικών οξέων τείνουν να σχηματίζουν πολυενώσεις. Κατά την αντίδραση με πυκνά οξέα, σχηματίζονται μικτοί ανυδρίτες:

12WO 3 + H 3 PO 4 (βρασμός, συμπ.) = H 3

Όταν το οξείδιο του βολφραμίου αλληλεπιδρά με το μεταλλικό νάτριο, σχηματίζεται ένα μη στοιχειομετρικό βολφραμικό νάτριο, το οποίο ονομάζεται «χάλκινο βολφραμίου»:

WO3+ ΧΝα = Να Χ WO3

Κατά την αναγωγή του οξειδίου του βολφραμίου με υδρογόνο, τη στιγμή της απομόνωσης, σχηματίζονται ενυδατωμένα οξείδια με μικτή κατάσταση οξείδωσης - «μπλε βολφραμίου» WO 3– n(OH) n , n= 0,5–0,1.

WO 3 + Zn + HCl ® ("μπλε"), W 2 O 5 (OH) (καφέ)

Οξείδιο του βολφραμίου (VI).ένα ενδιάμεσο προϊόν στην παραγωγή βολφραμίου και των ενώσεων του. Αποτελεί συστατικό ορισμένων βιομηχανικά σημαντικών καταλυτών υδρογόνωσης και χρωστικών για κεραμικά.

Πιο ψηλά χλωριούχο βολφράμιοΤο WCl 6 σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση οξειδίου του βολφραμίου (ή μεταλλικού βολφραμίου) με χλώριο (καθώς και με φθόριο) ή τετραχλωράνθρακα. Διαφέρει από άλλες ενώσεις βολφραμίου από το χαμηλό σημείο βρασμού του (347°C). Με τον δικό του τρόπο χημική φύσηΤο χλωρίδιο είναι ένα χλωρίδιο οξέος του βολφραμικού οξέος, επομένως, όταν αλληλεπιδρούν με το νερό, σχηματίζονται ατελή χλωρίδια οξέος και όταν αλληλεπιδρούν με αλκάλια, σχηματίζονται άλατα. Ως αποτέλεσμα της αναγωγής του χλωριούχου βολφραμίου με αλουμίνιο παρουσία μονοξειδίου του άνθρακα, σχηματίζεται καρβονύλιο βολφραμίου:

WCl 6 + 2Al + 6CO \u003d Ї + 2AlCl 3 (σε αιθέρα)

Το WC καρβιδίου βολφραμίου λαμβάνεται με αντίδραση κονιοποιημένου βολφραμίου με άνθρακα σε αναγωγική ατμόσφαιρα. Η σκληρότητα, συγκρίσιμη με το διαμάντι, καθορίζει το εύρος της εφαρμογής του.

Το βολφραμικό αμμώνιο (NH 4) 2 WO 4 είναι σταθερό μόνο σε διάλυμα αμμωνίας. Σε αραιό υδροχλωρικό οξύ, καθιζάνει το παραβολφραμικό αμμώνιο (NH 4) 10 H 2 W 12 O 42, το οποίο είναι το κύριο ενδιάμεσο προϊόν βολφραμίου στην παγκόσμια αγορά. Το παραβολφραμικό αμμώνιο αποσυντίθεται εύκολα όταν θερμαίνεται:

(NH 4) 10 H 2 W 12 O 42 \u003d 10NH 3 + 12WO 3 + 6H 2 O (400 - 500 ° C)

Η χρήση βολφραμίου

Η χρήση καθαρού μετάλλου και κραμάτων που περιέχουν βολφράμιο βασίζεται κυρίως στην πυρίμαχη, σκληρότητα και χημική αντοχή τους. Το καθαρό βολφράμιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή νημάτων για ηλεκτρικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως και σωλήνες καθόδου, στην παραγωγή χωνευτηρίων για την εξάτμιση μετάλλων, στις επαφές διανομέων ανάφλεξης αυτοκινήτων, σε στόχους σωλήνων ακτίνων Χ. ως περιελίξεις και θερμαντικά στοιχεία σε ηλεκτρικούς κλιβάνους και ως δομικό υλικό για χώρο και άλλα οχήματα που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι χάλυβες υψηλής ταχύτητας (17,5–18,5% βολφράμιο), ο stellite (με βάση το κοβάλτιο με προσθήκη Cr, W, C), το hastalloy (ανοξείδωτος χάλυβας με βάση το Ni) και πολλά άλλα κράματα περιέχουν βολφράμιο. Το σιδηροτόγκφραμιο (68–86% W, έως 7% Mo και σίδηρος), το οποίο λαμβάνεται εύκολα με άμεση αναγωγή συμπυκνωμάτων βολφραμίτη ή σχελίτη, είναι η βάση για την παραγωγή εργαλείων και κραμάτων ανθεκτικών στη θερμότητα. Το "Pobedit" είναι ένα πολύ σκληρό κράμα που περιέχει 80-87% βολφράμιο, 6-15% κοβάλτιο, 5-7% άνθρακα, απαραίτητο στην επεξεργασία μετάλλων, την εξόρυξη και τη βιομηχανία πετρελαίου.

Τεχνολογία κατασκευής νημάτων βολφραμίου και η ιστορία της.

Από το 1878, όταν ο Swan παρουσίασε στο Newcastle τους λαμπτήρες άνθρακα με οκτώ και δεκαέξι κεριά που είχε εφεύρει, υπήρχε αναζήτηση για ένα πιο κατάλληλο υλικό για την κατασκευή νημάτων. Η πρώτη λάμπα άνθρακα είχε απόδοση μόνο 1 lumen/watt, η οποία αυξήθηκε τα επόμενα 20 χρόνια με τροποποιήσεις στις μεθόδους επεξεργασίας του άνθρακα κατά δυόμισι. Μέχρι το 1898, η απόδοση φωτός τέτοιων λαμπτήρων ήταν 3 lumens/watt. Εκείνες τις μέρες, τα νημάτια άνθρακα θερμάνονταν περνώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε μια ατμόσφαιρα βαρέων ατμών υδρογονανθράκων. Κατά την πυρόλυση του τελευταίου, ο άνθρακας που προέκυψε γέμισε τους πόρους και τις ανωμαλίες του νήματος, δίνοντάς του μια λαμπερή μεταλλική λάμψη.

Στα τέλη του 19ου αιώνα Ο von Welsbach έφτιαξε το πρώτο μεταλλικό νήμα για λαμπτήρες πυρακτώσεως. Το έφτιαξε από όσμιο (T pl = 2700 ° C). Τα νήματα οσμίου είχαν απόδοση 6 lumens / watt, ωστόσο, το όσμιο είναι ένα σπάνιο και εξαιρετικά ακριβό στοιχείο της ομάδας της πλατίνας, επομένως δεν έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή οικιακών συσκευών. Το ταντάλιο, με σημείο τήξης 2996°C, χρησιμοποιήθηκε ευρέως με τη μορφή τραβηγμένου σύρματος από το 1903 έως το 1911 χάρη στην εργασία του von Bolton της Siemens και του Halske. Η απόδοση των λαμπτήρων τανταλίου ήταν 7 lumens/watt.

Το βολφράμιο άρχισε να χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες πυρακτώσεως το 1904 και αντικατέστησε όλα τα άλλα μέταλλα ως τέτοια μέχρι το 1911. Ένας συμβατικός λαμπτήρας πυρακτώσεως με νήμα βολφραμίου έχει λάμψη 12 lumens / watt και λαμπτήρες που λειτουργούν υπό υψηλή τάση - 22 lumens / watt. Οι σύγχρονοι λαμπτήρες φθορισμού με κάθοδο βολφραμίου έχουν απόδοση περίπου 50 lumens/watt.

Το 1904, η Siemens-Halske προσπάθησε να εφαρμόσει τη διαδικασία σύρματος που αναπτύχθηκε για το ταντάλιο σε πιο πυρίμαχα μέταλλα όπως το βολφράμιο και το θόριο. Η ακαμψία και η έλλειψη ελατότητας του βολφραμίου εμπόδισαν τη διαδικασία να λειτουργήσει ομαλά. Ωστόσο, αργότερα, το 1913-1914, αποδείχθηκε ότι το λιωμένο βολφράμιο μπορούσε να τυλιχθεί και να τραβήξει χρησιμοποιώντας μια διαδικασία μερικής αναγωγής. Ένα ηλεκτρικό τόξο πέρασε ανάμεσα σε μια ράβδο βολφραμίου και μια μερικώς τηγμένη σταγόνα βολφραμίου που τοποθετήθηκε σε ένα χωνευτήριο γραφίτη επικαλυμμένο στο εσωτερικό με σκόνη βολφραμίου και βρίσκεται σε ατμόσφαιρα υδρογόνου. Έτσι, λήφθηκαν μικρές σταγόνες λιωμένου βολφραμίου, περίπου 10 mm σε διάμετρο και 20–30 mm σε μήκος. Αν και με δυσκολία, ήταν ήδη δυνατή η συνεργασία μαζί τους.

Το 1906-1907 αναπτύχθηκε η γνωστή διαδικασία διέλασης και χρησιμοποιήθηκε μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1910. Πολύ λεπτά αλεσμένη μαύρη σκόνη βολφραμίου αναμίχθηκε με δεξτρίνη ή άμυλο μέχρις ότου σχηματίστηκε μια πλαστική μάζα. Η υδραυλική πίεση ανάγκασε αυτή τη μάζα να περάσει από λεπτά κόσκινα με διαμάντια. Το νήμα που αποκτήθηκε έτσι ήταν αρκετά ισχυρό για να τυλιχτεί σε καρούλια και να στεγνώσει. Στη συνέχεια, οι κλωστές κόπηκαν σε «φουρκέτες», οι οποίες θερμάνθηκαν σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου σε θερμή θερμοκρασία για να αφαιρέσουν την υπολειμματική υγρασία και τους ελαφρούς υδρογονάνθρακες. Κάθε «φουρκέτα» στερεωνόταν σε σφιγκτήρα και θερμαινόταν σε ατμόσφαιρα υδρογόνου σε μια φωτεινή λάμψη περνώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό οδήγησε στην τελική απομάκρυνση των ανεπιθύμητων ακαθαρσιών. Σε υψηλές θερμοκρασίες, μεμονωμένα μικρά σωματίδια βολφραμίου συγχωνεύονται και σχηματίζουν ένα ομοιόμορφο στερεό μεταλλικό νήμα. Αυτά τα νήματα είναι ελαστικά, αν και εύθραυστα.

Στις αρχές του 20ου αιώνα Ο Yust και ο Hannaman ανέπτυξαν μια διαφορετική διαδικασία που ξεχωρίζει για την πρωτοτυπία της. Ένα νήμα άνθρακα διαμέτρου 0,02 mm επικαλύφθηκε με βολφράμιο με θέρμανση σε ατμόσφαιρα υδρογόνου και ατμού εξαχλωριούχου βολφραμίου. Το νήμα που επιστρώθηκε με αυτόν τον τρόπο θερμάνθηκε σε μια φωτεινή λάμψη σε υδρογόνο υπό μειωμένη πίεση. Σε αυτή την περίπτωση, το κέλυφος του βολφραμίου και ο πυρήνας του άνθρακα συντήχθηκαν πλήρως μεταξύ τους, σχηματίζοντας καρβίδιο βολφραμίου. Το νήμα που προέκυψε ήταν λευκό και εύθραυστο. Στη συνέχεια, το νήμα θερμάνθηκε σε ένα ρεύμα υδρογόνου, το οποίο αλληλεπιδρούσε με τον άνθρακα, αφήνοντας ένα συμπαγές νήμα από καθαρό βολφράμιο. Τα νήματα είχαν τα ίδια χαρακτηριστικά με αυτά που ελήφθησαν στη διαδικασία εξώθησης.

Το 1909, η αμερικανική Coolidge κατάφερε να αποκτήσει ελατό βολφράμιο χωρίς τη χρήση πληρωτικών, αλλά μόνο με τη βοήθεια λογικής θερμοκρασίας και μηχανικής επεξεργασίας. Το κύριο πρόβλημα στην απόκτηση σύρματος βολφραμίου ήταν η ταχεία οξείδωση του βολφραμίου σε υψηλές θερμοκρασίες και η παρουσία μιας δομής κόκκων στο προκύπτον βολφράμιο, η οποία οδήγησε στην ευθραυστότητά του.

Η σκόνη βολφραμίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή σύρματος πρέπει να είναι υψηλής καθαρότητας. Συνήθως, σκόνες βολφραμίου διαφόρων προελεύσεων αναμειγνύονται για να μετρηθεί η ποιότητα του μετάλλου. Αναμιγνύονται σε μύλους και, για να αποφευχθεί η οξείδωση του μετάλλου που θερμαίνεται από την τριβή, διοχετεύεται ρεύμα αζώτου στον θάλαμο. Στη συνέχεια, η σκόνη συμπιέζεται σε καλούπια από χάλυβα σε υδραυλικές ή πνευματικές πρέσες (5–25 kg/mm2). Εάν χρησιμοποιούνται μολυσμένες σκόνες, η συμπαγής είναι εύθραυστη και προστίθεται ένα πλήρως οξειδώσιμο οργανικό συνδετικό υλικό για την εξάλειψη αυτού του αποτελέσματος. Στο επόμενο στάδιο, πραγματοποιείται προκαταρκτική πυροσυσσωμάτωση των ράβδων. Όταν τα συμπαγή θερμαίνονται και ψύχονται σε ροή υδρογόνου, βελτιώνονται οι μηχανικές τους ιδιότητες. Τα συμπαγή είναι ακόμα αρκετά εύθραυστα και η πυκνότητά τους είναι 60-70% της πυκνότητας του βολφραμίου, επομένως οι ράβδοι υποβάλλονται σε πυροσυσσωμάτωση σε υψηλή θερμοκρασία. Η ράβδος συσφίγγεται μεταξύ υδρόψυκτων επαφών και σε ατμόσφαιρα ξηρού υδρογόνου διέρχεται ρεύμα για να τη θερμάνει σχεδόν μέχρι το σημείο τήξης της. Λόγω της θέρμανσης, το βολφράμιο συντήκεται και η πυκνότητά του αυξάνεται στο 85-95% της κρυσταλλικής τιμής· ταυτόχρονα, τα μεγέθη των κόκκων αυξάνονται και οι κρύσταλλοι βολφραμίου αναπτύσσονται. Ακολουθεί σφυρηλάτηση σε υψηλή θερμοκρασία (1200–1500°C). Σε μια ειδική συσκευή, οι ράβδοι περνούν μέσα από έναν θάλαμο, ο οποίος συμπιέζεται από ένα σφυρί. Για ένα πέρασμα, η διάμετρος της ράβδου μειώνεται κατά 12%. Όταν σφυρηλατούνται, οι κρύσταλλοι βολφραμίου επιμηκύνονται, δημιουργώντας μια ινώδη δομή. Μετά τη σφυρηλάτηση ακολουθεί το σχέδιο του σύρματος. Οι ράβδοι λιπαίνονται και περνούν από κόσκινο διαμαντιού ή καρβιδίου βολφραμίου. Ο βαθμός εκχύλισης εξαρτάται από τον σκοπό των προϊόντων που προκύπτουν. Η προκύπτουσα διάμετρος σύρματος είναι περίπου 13 μm.

Ο βιολογικός ρόλος του βολφραμίου

περιορισμένος. Ο γείτονάς του στην ομάδα, το μολυβδαίνιο, είναι απαραίτητος σε ένζυμα που εξασφαλίζουν τη δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου. Προηγουμένως, το βολφράμιο χρησιμοποιήθηκε στη βιοχημική έρευνα μόνο ως ανταγωνιστής του μολυβδαινίου, δηλ. η αντικατάσταση του μολυβδαινίου από βολφράμιο στο ενεργό κέντρο του ενζύμου οδήγησε στην απενεργοποίησή του. Ενζυμα, αντίθετα, που απενεργοποιήθηκαν κατά την αντικατάσταση του βολφραμίου με το μολυβδαίνιο, βρέθηκαν σε θερμόφιλους μικροοργανισμούς. Μεταξύ αυτών είναι οι μυρμηκικές αφυδρογονάσες, οι οξειδορεδουκτάσες αλδεΰδης φερρεδοξίνης. φορμαλδεΰδη-φερρεδο-ξιν-οξειδορεδουκτάση; υδρατάση ακετυλενίου; αναγωγάση καρβοξυλικού οξέος. Οι δομές ορισμένων από αυτά τα ένζυμα, όπως η οξειδορεδουκτάση της φερρεδοξίνης της αλδεΰδης, έχουν τώρα προσδιοριστεί.

Οι σοβαρές επιπτώσεις της έκθεσης στο βολφράμιο και τις ενώσεις του στον άνθρωπο δεν έχουν εντοπιστεί. Η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλές δόσεις σκόνης βολφραμίου μπορεί να προκαλέσει πνευμονιοκονίαση, μια ασθένεια που προκαλείται από όλες τις βαριές σκόνες που εισέρχονται στους πνεύμονες. Τα πιο συχνά συμπτώματα αυτού του συνδρόμου είναι βήχας, αναπνευστικά προβλήματα, ατοπικό άσθμα, αλλαγές στους πνεύμονες, η εκδήλωση των οποίων μειώνεται μετά τη διακοπή της επαφής με το μέταλλο.

Ηλεκτρονικό υλικό: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/tungsten/

Γιούρι Κρουτιακόφ

Βιβλιογραφία:

Colin J. Smithells Βολφράμιο, M., Metallurgizdat, 1958
Agte K., Vacek I. Βολφράμιο και μολυβδαίνιο, Μ., Ενέργεια, 1964
Figurovsky N.A. Ονομάζεται η ανακάλυψη των στοιχείων και η προέλευσή τους uy. Μ., Επιστήμη, 1970
Δημοφιλής βιβλιοθήκη χημικών στοιχείων. M., Nauka, 1983
US Geological Survey Minerals Yearbook 2002
Lvov N.P., Nosikov A.N., Antipov A.N. Ένζυμα που περιέχουν βολφράμιο, τ. 6, 7. Biochemistry, 2002

Η παγκόσμια παραγωγή βολφραμίου είναι περίπου 32 χιλιάδες τόνοι ετησίως. Από τις αρχές του αιώνα μας, έχει επανειλημμένα βιώσει απότομες ανόδους και εξίσου απότομες πτώσεις. Το διάγραμμα δείχνει ότι οι κορυφές στην καμπύλη παραγωγής αντιστοιχούν ακριβώς στις κορυφές του πρώτου και του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου. Και τώρα το βολφράμιο είναι ένα καθαρά στρατηγικό μέταλλο

Διάγραμμα παγκόσμιας παραγωγής βολφραμίου (σε χιλιάδες τόνους) το πρώτο μισό του 20ού αιώνα.
Από χάλυβα βολφραμίου και άλλα κράματα που περιέχουν βολφράμιο ή τα καρβίδια του, κατασκευάζονται θωράκιση δεξαμενών, κελύφη τορπιλών και κοχύλια, τα περισσότερα σημαντικές λεπτομέρειεςαεροσκάφη και κινητήρες.

Το βολφράμιο είναι ένα απαραίτητο συστατικό καλύτερες μάρκεςχάλυβας εργαλείων. Γενικά, η μεταλλουργία απορροφά σχεδόν το 95% του συνόλου του εξορυσσόμενου βολφραμίου. (Είναι χαρακτηριστικό ότι χρησιμοποιεί ευρέως όχι μόνο καθαρό βολφράμιο, αλλά κυρίως φθηνότερο σιδηροτούνγκφραμιο - ένα κράμα που περιέχει 80% W και περίπου 20% Fe· λαμβάνεται σε φούρνους ηλεκτρικού τόξου).

Τα κράματα βολφραμίου έχουν πολλές αξιοσημείωτες ιδιότητες. Το λεγόμενο βαρύ μέταλλο (από βολφράμιο, νικέλιο και χαλκό) χρησιμοποιείται για την κατασκευή δοχείων στα οποία αποθηκεύονται ραδιενεργές ουσίες. Του προστατευτική δράση 40% υψηλότερο από τον μόλυβδο. Το κράμα αυτό χρησιμοποιείται και στην ακτινοθεραπεία, καθώς δημιουργεί επαρκή προστασία με σχετικά μικρό πάχος οθόνης.

Ένα κράμα καρβιδίου βολφραμίου με 16% κοβάλτιο είναι τόσο σκληρό που μπορεί να αντικαταστήσει εν μέρει το διαμάντι κατά τη διάνοιξη φρεατίων.

Τα ψευδοκράματα βολφραμίου με χαλκό και ασήμι είναι ένα εξαιρετικό υλικό για διακόπτες και διακόπτες για ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης: διαρκούν έξι φορές περισσότερο από τις συμβατικές επαφές χαλκού.

Η χρήση του βολφραμίου στις τρίχες των ηλεκτρικών λαμπτήρων συζητήθηκε στην αρχή του άρθρου. Η αναγκαιότητα του βολφραμίου σε αυτόν τον τομέα εξηγείται όχι μόνο από την ανθεκτικότητά του, αλλά και από την ολκιμότητά του. Από ένα κιλό βολφραμίου σύρεται ένα σύρμα μήκους 3,5 χλμ., δηλ. αυτό το κιλό είναι αρκετό για να φτιάξει νήματα για 23.000 λαμπτήρες 60 watt. Λόγω αυτής της ιδιότητας, η παγκόσμια ηλεκτρική βιομηχανία καταναλώνει μόνο περίπου 100 τόνους βολφραμίου ετησίως.

ΣΕ τα τελευταία χρόνιαοι χημικές ενώσεις του βολφραμίου έχουν αποκτήσει μεγάλη πρακτική σημασία. Ειδικότερα, το φωσφοβολφραμικό ετεροπολυοξύ χρησιμοποιείται για την παραγωγή βερνικιών και φωτεινών, ανθεκτικών στο φως χρωμάτων. Ένα διάλυμα βολφραμικού νατρίου Na2WO4 προσδίδει στα υφάσματα αντοχή στη φωτιά και αντοχή στο νερό, ενώ τα βολφραμικά μέταλλα αλκαλικής γαίας, το κάδμιο και τα στοιχεία σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται για την κατασκευή λέιζερ και φωτεινών χρωμάτων.

Το παρελθόν και το παρόν του βολφραμίου δίνουν κάθε λόγο να το θεωρήσουμε σκληρά δουλεμένο μέταλλο.