Tungsten, molibdenum: aplikasi paduan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Formasi mineral alami yang mengandung tungsten dalam berbagai senyawa dan konsentrasi industri, ketika penambangan memungkinkan secara teknis dan ekonomis - tungsten, molibdenum dalam bijih, serta berilium, timah, tembaga, bismut, terkadang merkuri, antimon, perak, emas, arsenik, tantalum, belerang, skandium, niobium - planet ini, dilihat dari nama kelompoknya, tidak kaya akan logam tanah jarang seperti itu. Komponen terkait bijih tungsten - molibdenum, seperti kebanyakan lainnya, diekstraksi selama pengayaan dan diubah menjadi konsentrat selektif atau kolektif.

Bagaimana tungsten muncul

Ahli kimia Swedia Karl Scheele, seorang apoteker dengan pelatihan, melakukan eksperimen di laboratoriumnya sendiri. Di sana ia menemukan mangan, barium, klorin, bahkan oksigen untuk umat manusia. Sepanjang hidupnya dia tidak melakukan apa-apa selain membuat penemuan, dan dia diterima di Akademi Ilmu Pengetahuan Stockholm. Dan bahkan sesaat sebelum kematiannya pada tahun 1781, dia tidak melakukan hal favoritnya.berhenti, sehingga memberi kami hadiah luar biasa lainnya.

Saat bereksperimen, Karl Scheele menemukan bahwa tungsten (mineral yang kemudian dinamai scheelite untuk menghormatinya) adalah garam dari beberapa asam yang masih belum diketahui. Itu adalah penemuan besar, tetapi hanya dua tahun kemudian, ahli kimia dari Spanyol dan murid-muridnya mengisolasi elemen yang sama sekali baru dari mineral ini, yang membalikkan semua postulat dalam industri. Namun, revolusi ini tidak segera terjadi, satu abad berlalu sebelum menjadi jelas apa sifat luar biasa yang dimiliki tungsten.

Perpisahan

Bergantung pada depositnya, semua bijih tungsten dibagi menjadi dua jenis: eksogen dan endogen. Di antara yang terakhir adalah skarn, pegmatite, vena-vena (hidrotermal), jenis bijih genetik grazer, yang digabungkan menjadi tiga formasi bijih utama. Ini adalah tungsten - timah, tungsten - molibdenum, tungsten - polimetal.

Terkadang tungsten ditemukan di pegmatit, dari mana keduanya dan scheelite diekstraksi di sepanjang jalan, menambang beryl, cassiterite, tantalum, niobates atau spodumene. Endapan pegmatit - sumber pembentukan placer aluvial - paling banyak berkembang di Asia Tenggara dan Afrika.

Saham

Tungsten, molibdenum dalam bijih terkait erat dengan intrusi granit, bagian apikalnya, di mana endapan atap diamati, cukup sering disertai dengan stockwork bijih, baik intra- dan supra-intrusif.

Mereka adalah endapan seperti jubah,isometrik dan oval dengan alas yang paling sering datar. Ada juga badan bijih kolumnar dan stockworks berbentuk tidak beraturan. Cadangan deposit di mana molibdenum, tungsten dan mineral tanah jarang lainnya hadir hampir tidak pernah memiliki cadangan yang besar. Bijih diperkirakan hanya puluhan, sangat jarang ratusan ribu ton.

Produksi

Molibdenum, tungsten, dan bijih hidrotermal lainnya terletak di zona ekso- dan endokontak massa granit, yang membentuk kedalaman yang cukup panjang - hingga satu kilometer - seluruh rangkaian urat kemiringan yang curam, apalagi di sana adalah rata-rata dip vena. Ada juga stockwork. Badan bijih terdiri dari kuarsa-wolframite-cassiterite, inklusi kuarsa-wolframite, seringkali dengan molibdenum, beril dan bismut, diselingi dengan bijih kuarsa-molibdenit-scheelite atau kuarsa-scheelite.

Biasanya bijih tersebut mengandung tungsten, molibdenum, logam tanah jarang lainnya dalam jumlah kecil: tungsten dari setengah persen hingga satu setengah persen, lebih sering - lebih sedikit. Dan ini dengan cadangan bijih beberapa ribu atau beberapa puluh ribu ton, yang juga sangat, sangat kecil. Penambangan biasanya dilakukan dengan metode underground atau open pit.

Metode penambangan

Deposit tungsten melibatkan metode penambangan baik dengan meruntuhkan lapisan atau dengan memperbesar bijih secara horizontal dalam lapisan di blok yang ditambang. Metode goaf backfill juga digunakan, yang bagus untuk menambang vena, endapan skarn atau greisen.

Jalan terbukamenunjukkan adanya penutup jendela, endapan atau placer skarn atau greisen. Di tambang di mana tungsten, bijih molibdenum ditambang, sistem transportasi dan pembuangan eksternal biasanya beroperasi. Dalam kasus ini, penambangan hampir sepenuhnya mekanis - sembilan puluh lima persen. Tetapi pekerjaan tidak berakhir di sini. Bijih memerlukan benefisiasi, karena hanya maksimal satu setengah persen yang mengandung logam tanah jarang - tungsten, molibdenum.

Deposit

Di wilayah bekas Uni Soviet, deposit bijih tungsten yang paling signifikan telah dieksplorasi di Kazakhstan, Siberia Timur dan Timur Jauh, Kaukasus, dan Asia Tengah. Tidak semuanya sedang dikembangkan. Di luar negeri, pengolahan tungsten dan molibdenum dilakukan terutama di Korea Selatan dan China. Ada simpanan paling signifikan di dunia. Selain itu, tungsten ditambang di Portugal, Australia, Kanada, Bolivia, AS, Prancis, Austria, dan Turki.

Harus dikatakan di sini bahwa Asia Tenggara dan sabuk bijih Pasifiknya memiliki lebih dari enam puluh persen dari semua cadangan tungsten di bumi. Secara total, dalam deposit yang dieksplorasi di planet ini, total cadangan tungsten jauh lebih sedikit dari satu setengah juta ton. Misalnya, sekitar 4.278.200 ton emas ditambang setiap tahun (bukan sebagai cadangan, tetapi mulai digunakan)

Properti

Menjadi salah satu logam yang paling tahan api, tungsten secara harfiah sangat diperlukan di semua area yang berhubungan dengan suhu tinggi. Bagaimana unsur kimia Wolframium (W) berada di kelompok keempatsistem periodik. Massa atomnya adalah 183, 85, dan nomor 74. Ia mendapatkan namanya karena warna abu-abu terang - dari Serigala Jerman dan Rahm diterjemahkan sebagai "serigala" dan "krim", secara harfiah - "busa serigala". Meskipun refraktori, stabil pada suhu biasa. Mineral yang memasok tungsten adalah scheelite dan wolframite.

Tungsten adalah salah satu komponen terpenting dari baja tahan panas superhard - kecepatan tinggi dan baja perkakas, serta paduan dengan sifat yang sama - stellite, win, dan sebagainya. Tapi kita melihat tungsten murni setiap hari, karena banyak digunakan dalam teknik listrik. Misalnya, filamen tungsten pada lampu pijar. Ini juga sangat diperlukan dalam elektronik radio. Perangkat elektronik memiliki katoda dan anoda yang terbuat dari logam ini.

Nilai paduan

Pemrosesan tungsten dan molibdenum sulit tetapi sangat menguntungkan. Industri mengetahui beberapa merek, di antaranya ada yang lebih umum dan lebih sedikit. Tungsten murni, dengan aditif dan paduan dengan logam lain. Dengan demikian, nilai BP berbeda - paduan tungsten dan renium; VL - dengan lantanum oksida sebagai aditif; VI - dengan yttrium oksida; VT - thorium oksida sebagai aditif; VM - dengan aditif silika dan thorium; VA - dengan aditif silikon-alkali dan aluminium; HF - tungsten murni.

Tungsten berfungsi sebagai dasar untuk paduan keras, dan paduan tungsten dan molibdenum tahan panas, seperti yang lainnya. Juga, dengan partisipasinya, baja perkakas tahan aus disiapkan. Dari paduan inibanyak bagian mesin dibuat - penerbangan dan luar angkasa, dalam perangkat elektrovakum - berbagai bagian dan filamen. Karena kepadatan logam ini sangat tinggi, digunakan untuk penyeimbang, untuk peluru dan peluru artileri, untuk rudal balistik (stabilisasi penerbangan, tungsten dapat menahan semua seratus delapan puluh ribu putaran per menit), untuk rotor berkecepatan sangat tinggi., logam seperti tungsten, molibdenum juga digunakan. Penerapannya, seperti yang kita lihat, sangat luas dan bahkan, bisa dikatakan, elegan.

Area aplikasi

Tanpa logam tanah jarang ini, yaitu kromium, molibdenum, tungsten, baik kedokteran maupun fisika nuklir tidak dapat melakukannya hari ini. Kristal tunggal dari semua tungstat berfungsi sebagai detektor kilau sinar-X, serta radiasi pengion lainnya. Tungsten ditelluride (WTe_{2) digunakan dalam konversi energi panas menjadi energi listrik. Bahkan pengelasan TIG menggunakan tungsten sebagai elektroda.}

Senyawa tungsten sangat banyak digunakan. Bahan komposit dan paduan keras berdasarkan tungsten karbida diperlukan untuk pemesinan struktur logam dan non-logam. Ini terutama diperlukan dalam teknik mesin: penggilingan, pembubutan, pemahatan, perencanaan. Paduan keras sekarang sangat diperlukan untuk pengeboran sumur dan industri pertambangan, dan untuk ini kita membutuhkan tungsten, molibdenum - produksi menguasai teknologi baru dengan bantuan mereka.

Jenis produk logam tanah jarang

WS_{2 (tungsten sulfida) adalah gemuk suhu tinggi yang dapat bertahan hingga lima ratus derajat Celcius. Di mana elektrolit padat diproduksi (sel bahan bakar suhu tinggi), tungsten trioksida digunakan. Industri tekstil, cat dan pernis telah secara signifikan meningkatkan dan memperumit teknologi, menggunakan senyawa tungsten sebagai katalis dan pigmen dalam sintesis organik.}

Industri menghasilkan berbagai macam produk yang mengandung tungsten, molibdenum dan logam tanah jarang lainnya. Yang paling umum adalah elektroda, kawat, bubuk tungsten, lembaran dan batang. Elektroda tidak pernah meleleh dan oleh karena itu dapat digunakan untuk mengelas baja paduan tinggi, logam non-ferrous dan bahan dengan komposisi kimia yang berbeda. Tidak ada elektroda lain yang akan memberikan lasan kekuatan tinggi seperti itu.

Molibdenum

Paduan molibdenum dan molibdenum itu sendiri adalah bahan tahan api. Dalam bentuknya yang murni, digunakan dalam bentuk kawat atau pita untuk alat pemanas - tungku listrik, bahkan yang beroperasi dalam hidrogen pada suhu 1600 ° C. Timah dan kawat molibdenum dibutuhkan dalam industri radio-elektronik, juga digunakan dalam rekayasa sinar-X, molibdenum digunakan untuk membuat berbagai bagian untuk tabung sinar-X, lampu elektronik, dan perangkat vakum.

Selain itu, molibdenum, seperti tungsten, banyak digunakan untuk memperbaiki baja. Aditif molibdenum meningkatkan kekuatan, kemampuan mengeras, ketahanan korosi, ketangguhan. Oleh karena itu, tungsten dan molibdenum digunakan untuk membuat produk yang paling penting dan paling pentingrincian utama. Untuk kekerasan, stellite - kromium dan kob alt - dimasukkan ke dalam paduan semacam itu untuk mengelas tepi bagian yang aus. Chrome, molibdenum, tungsten - paduan seperti itu hampir tidak mungkin untuk dihapus. Selain itu, ia mendapat peringkat pertama dalam sejumlah paduan tahan asam dan tahan panas.

Ruang

Sebuah paduan tungsten dan molibdenum di kulit kepala roket dan pesawat terbang. Dalam hal kekuatan, tungsten di tempat pertama, dan molibdenum di tempat kedua. Namun, kekuatan spesifik pada suhu sekitar satu setengah ribu derajat Celcius membawa paduan dengan molibdenum ke tempat pertama. Jika suhunya bahkan lebih tinggi, maka tungsten dan tantalum tidak terkalahkan. Molibdenum digunakan untuk membuat panel sarang lebah dari semua pesawat ruang angkasa terbang, cangkang kapsul dan roket yang kembali ke Bumi, penukar panas, pelindung panas, trim tepi sayap, stabilisator.

Di mana kondisi kerja sulit, logam tanah jarang membantu. Dari bahan seperti itu orang dapat mengharapkan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi dan erosi gas, kekuatan tinggi dan kemampuan untuk menahan benturan. Banyak bagian dari mesin turbojet dan roket, tail skirt, bilah turbin, penutup nosel, permukaan kontrol, nozel mesin roket, dan sebagainya - molibdenum mengatasi semua pekerjaan sulit ini.

Di Bumi

Material yang menjanjikan untuk peralatan yang beroperasi dalam asam fosfat, sulfat, dan klorida terbuat dari molibdenum dan paduannya. Stabil bahkan dalam gelas cair, dan oleh karena itu industri kaca banyak digunakanmolibdenum sebagai elektroda untuk peleburan.

Batang dan cetakan untuk pengecoran tekanan tinggi dari paduan tembaga, seng dan aluminium dibuat dari paduannya. Dengan molibdenum, baja diproses di bawah tekanan - cetakan tekan, cetakan, mandrel dari pabrik penusuk. Baja molibdenum itu sendiri juga sangat ditingkatkan.