Tungsteno, molibdeno: aplicación de aleación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-02 13:53

Formaciones minerales naturales que contienen tungsteno en varios compuestos y concentraciones industriales, cuando la extracción es técnicamente posible y económicamente factible: tungsteno, molibdeno en minerales, así como berilio, estaño, cobre, bismuto, ocasionalmente mercurio, antimonio, plata, oro, arsénico, tantalio, azufre, escandio, niobio: el planeta, a juzgar por el nombre de su grupo, no es rico en metales de tierras raras. Un componente asociado del mineral de tungsteno, el molibdeno, como la mayoría de los demás, se extrae durante el enriquecimiento y se convierte en concentrados selectivos o colectivos.

Cómo apareció el tungsteno

El químico sueco Karl Scheele, farmacéutico de formación, realizó experimentos en su propio laboratorio. Allí descubrió manganeso, bario, cloro, incluso oxígeno para la humanidad. Toda su vida no hizo más que hacer descubrimientos, por lo que fue aceptado en la Academia de Ciencias de Estocolmo. E incluso poco antes de su muerte en 1781, no hizo lo que más le gustaba.detenido, dándonos así otro maravilloso regalo.

Mientras experimentaba, Karl Scheele descubrió que el tungsteno (un mineral que más tarde se llamó scheelita en su honor) es una sal de un ácido aún desconocido. Fue un gran descubrimiento, pero solo dos años después, químicos españoles y sus alumnos aislaron un elemento completamente nuevo de este mineral, lo que puso patas arriba todos los postulados en la industria. Sin embargo, esta revolución no sucedió de inmediato, pasó un siglo antes de que quedara claro qué propiedades excepcionales tiene el tungsteno.

Separación

Dependiendo del depósito, todos los minerales de tungsteno se dividen en dos tipos: exógenos y endógenos. Entre estos últimos se encuentran skarn, pegmatita, veta-veta (hidrotermal), tipos de minerales genéticos de pastoreo, que se combinan en tres formaciones minerales principales. Estos son tungsteno - estaño, tungsteno - molibdeno, tungsteno - polimetales.

A veces, el tungsteno se encuentra en las pegmatitas, de donde se extraen tanto él como la scheelita en el camino, extrayendo berilo, casiterita, tantalio, niobatos o espodumeno. Los depósitos de pegmatitas, fuentes de formación de placeres aluviales, se desarrollan principalmente en el sudeste de Asia y África.

Acciones

El tungsteno y el molibdeno en los minerales están estrechamente relacionados con las intrusiones de granito, sus partes apicales, donde se observan depósitos en el techo, muy a menudo acompañados de stockworks de mineral, tanto intra como supraintrusivos.

Son depósitos en forma de manto,isométrico y ovalado con la mayoría de las veces ropa de cama plana. También hay cuerpos de minerales columnares y stockworks de forma irregular. Las reservas de yacimientos donde están presentes el molibdeno, el tungsteno y otros minerales de tierras raras casi nunca tienen grandes reservas. El mineral se estima en solo decenas, muy raramente cientos de miles de toneladas.

Producción

El molibdeno, el tungsteno y otros minerales hidrotermales se encuentran en las zonas de exo y endocontacto de los macizos graníticos, que forman bastante extendidas en profundidad -hasta un kilómetro- toda una serie de vetas de fuerte buzamiento, mucho menos frecuentes allí es un buzamiento promedio de la vena. También hay stockworks. Los cuerpos minerales están compuestos de cuarzo-wolframita-cassiterita, inclusiones de cuarzo-wolframita, a menudo con molibdeno, berilo y bismuto, intercalados con minerales de cuarzo-molibdenita-scheelita o cuarzo-scheelita.

Por lo general, estos minerales contienen tungsteno, molibdeno y otros metales de tierras raras en pequeñas cantidades: tungsteno de medio por ciento a uno y medio por ciento, más a menudo, menos. Y esto es con reservas de mineral de varios miles o varias decenas de miles de toneladas, que también es muy, muy pequeña. La minería se lleva a cabo generalmente por métodos subterráneos o a cielo abierto.

Métodos de minería

Los depósitos de tungsteno implican métodos de extracción ya sea mediante el colapso de capas o mediante la ampliación horizontal del mineral en capas en bloques extraídos. También se usa el método de relleno goaf, que es bueno cuando se extraen vetas, depósitos de skarn o greisen.

Camino abiertosugiere la presencia de depósitos o placeres de obturadores, skarn o greisen. En las canteras donde se extrae mineral de tungsteno y molibdeno, suele funcionar un sistema de transporte y vertido externo. En estos casos, la minería está casi completamente mecanizada: noventa y cinco por ciento. Pero el trabajo no termina aquí. Los minerales requieren beneficio, ya que solo un máximo de uno y medio por ciento contienen metales de tierras raras: tungsteno, molibdeno.

Depósitos

En el territorio de la antigua URSS, los depósitos más importantes de mineral de tungsteno se han explorado en Kazajstán, Siberia Oriental y el Lejano Oriente, el Cáucaso y Asia Central. No todos se están desarrollando. En el extranjero, el procesamiento de tungsteno y molibdeno se lleva a cabo especialmente en Corea del Sur y China. Allí se encuentran los yacimientos más significativos del mundo. Además, el tungsteno se extrae en Portugal, Australia, Canadá, Bolivia, EE. UU., Francia, Austria y Turquía.

Hay que decir aquí que el sudeste de Asia y su cinturón mineral del Pacífico tienen más del sesenta por ciento de todas las reservas de tungsteno en la tierra. En total, en los depósitos explorados del planeta, las reservas totales de tungsteno son mucho menos de un millón y medio de toneladas. Por ejemplo, se extraen anualmente alrededor de 4.278.200 toneladas de oro (no en reservas, pero puestas en uso)

Propiedades

Al ser uno de los metales más refractarios, el tungsteno es literalmente indispensable en todas las áreas asociadas con altas temperaturas. Cómo el elemento químico Wolframium (W) está en el cuarto gruposistema periódico. Su masa atómica es 183, 85 y el número 74. Obtuvo su nombre debido a su color gris claro, del alemán Wolf y Rahm se traducen como "lobo" y "crema", literalmente, "espuma de lobo". A pesar de su refractariedad, es estable a temperaturas ordinarias. Los minerales que suministran el tungsteno son la scheelita y la wolframita.

El tungsteno es uno de los componentes más importantes de los aceros superduros resistentes al calor: aceros para herramientas y de alta velocidad, así como aleaciones con las mismas propiedades: estelita, acero, etc. Pero vemos tungsteno puro todos los días, porque se usa mucho en ingeniería eléctrica. Por ejemplo, filamentos de tungsteno en lámparas incandescentes. También es indispensable en la electrónica de radio. Los dispositivos electrónicos tienen cátodos y ánodos hechos de este metal.

Grados de aleación

El procesamiento de tungsteno y molibdeno es difícil pero extremadamente rentable. La industria conoce varias marcas, entre las que hay más comunes y menos. El tungsteno es puro, con aditivos y en aleaciones con otros metales. Por lo tanto, los grados de BP difieren: una aleación de tungsteno y renio; VL - con óxido de lantano como aditivo; VI - con óxido de itrio; VT - óxido de torio como aditivo; VM - con aditivo de sílice y torio; VA - con aditivos de silicio-álcali y aluminio; HF - tungsteno puro.

El tungsteno sirve como base para aleaciones duras, y una aleación de tungsteno y molibdeno es resistente al calor, como algunas otras. Además, con su participación, se prepara acero para herramientas resistente al desgaste. De estas aleacionesSe fabrican muchas partes de motores - aviación y espacio, en dispositivos de electrovacío - varias partes y filamentos. Dado que la densidad de este metal es muy alta, se utiliza para contrapesos, para balas y proyectiles de artillería, para misiles balísticos (estabilización de vuelo, el tungsteno puede soportar las ciento ochenta mil revoluciones por minuto), para rotores de ultra alta velocidad., también se utilizan metales como tungsteno, molibdeno. Su aplicación, como vemos, es muy amplia e incluso, se podría decir, elegante.

Áreas de aplicación

Sin estos metales de tierras raras, que son cromo, molibdeno, tungsteno, ni la medicina ni la física nuclear pueden funcionar hoy. Los cristales individuales de todos los tungstatos sirven como detectores de centelleo de rayos X, así como de otras radiaciones ionizantes. El ditellururo de tungsteno (WTe_{2) se utiliza en la conversión de energía térmica en energía eléctrica. Incluso la soldadura TIG utiliza tungsteno como electrodo.}

Los compuestos de tungsteno son especialmente utilizados. Los materiales compuestos y las aleaciones duras basadas en carburo de tungsteno son necesarios para mecanizar estructuras tanto metálicas como no metálicas. Esto es especialmente necesario en la ingeniería mecánica: fresado, torneado, cincelado, cepillado. Las aleaciones duras ahora son indispensables para perforar pozos y en la industria minera, y para esto necesitamos tungsteno, molibdeno: la producción está dominando nuevas tecnologías con su ayuda.

Tipos de productos de metales de tierras raras

WS_{2 (sulfuro de tungsteno) es una grasa para altas temperaturas que puede soportar hasta quinientos grados Celsius. Cuando se produce un electrolito sólido (pilas de combustible de alta temperatura), se utiliza trióxido de tungsteno. Las industrias textil, de pinturas y barnices han mejorado significativamente y complicado las tecnologías, utilizando compuestos de tungsteno como catalizador y pigmento en la síntesis orgánica.}

La industria produce una gran variedad de productos que contienen tungsteno, molibdeno y otros metales de tierras raras. Los más comunes son los electrodos, el alambre, el polvo de tungsteno, la lámina y la varilla. Los electrodos nunca se funden y, por lo tanto, pueden usarse para soldar aceros de alta aleación, metales no ferrosos y materiales con diferente composición química. Ningún otro electrodo proporcionará una soldadura de tan alta resistencia.

Molibdeno

Las aleaciones de molibdeno y el propio molibdeno son materiales refractarios. En su forma pura, se usa en forma de alambre o cinta para dispositivos de calefacción: hornos eléctricos, incluso aquellos que funcionan con hidrógeno a una temperatura de 1600 ° C. El estaño y el alambre de molibdeno son necesarios en la industria radioelectrónica, también se utilizan en la ingeniería de rayos X, el molibdeno se utiliza para fabricar varias piezas para tubos de rayos X, lámparas electrónicas y dispositivos de vacío.

Además, el molibdeno, como el tungsteno, se usa ampliamente para mejorar los aceros. El aditivo de molibdeno aumenta la fuerza, la templabilidad, la resistencia a la corrosión y la tenacidad. Por lo tanto, el tungsteno y el molibdeno se utilizan para crear los productos más críticos y los másdetalles principales. Para la dureza, se introducen estelitas (cromo y cob alto) en dicha aleación para soldar los bordes de las piezas de desgaste. Cromo, molibdeno, tungsteno: esta aleación es casi imposible de borrar. Además, obtuvo uno de los primeros lugares en varias aleaciones resistentes a los ácidos y al calor.

Espacio

Una aleación de tungsteno y molibdeno en la piel de la cabeza de cualquier cohete y avión. En términos de resistencia, el tungsteno está en primer lugar y el molibdeno en segundo lugar. Sin embargo, la resistencia específica a temperaturas de aproximadamente mil quinientos grados centígrados lleva a las aleaciones con molibdeno al primer lugar. Si las temperaturas son aún más altas, el tungsteno y el tantalio son invencibles. El molibdeno se usa para hacer paneles de nido de abeja de todas las naves espaciales voladoras, carcasas de cápsulas y cohetes que regresan a la Tierra, intercambiadores de calor, escudos térmicos, molduras en los bordes de las alas, estabilizadores.

Donde las condiciones de trabajo son difíciles, los metales de tierras raras ayudan. De un material de este tipo se puede esperar una alta resistencia a la oxidación y la erosión por gases, alta resistencia y capacidad para soportar impactos. Muchas piezas de turborreactores y motores de cohetes, faldones traseros, álabes de turbinas, obturadores de toberas, superficies de control, toberas de motores de cohetes, etc., el molibdeno hace frente a todos estos trabajos difíciles.

En la Tierra

Los materiales prometedores para equipos que operan en ácidos fosfórico, sulfúrico y clorhídrico están hechos de molibdeno y sus aleaciones. Es estable incluso en vidrio fundido y, por lo tanto, la industria del vidrio usa ampliamentemolibdeno como electrodos para fundir.

A partir de sus aleaciones se fabrican varillas y moldes para la fundición a alta presión de aleaciones de cobre, zinc y aluminio. Con molibdeno, los aceros se procesan bajo presión: troqueles de prensa, troqueles, mandriles de molinos de perforación. El acero de molibdeno en sí mismo también se ha mejorado mucho.