التنغستن ، الموليبدينوم: تطبيق سبيكة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-02 13:49

التكوينات المعدنية الطبيعية التي تحتوي على التنجستن في مختلف المركبات والتركيزات الصناعية ، عندما يكون التعدين ممكنًا تقنيًا ومجديًا اقتصاديًا - التنجستن والموليبدينوم في الخامات ، وكذلك البريليوم والقصدير والنحاس والبزموت وأحيانًا الزئبق والأنتيمون والفضة ، الذهب ، الزرنيخ ، التنتالوم ، الكبريت ، سكانديوم ، النيوبيوم - الكوكب ، بناءً على اسم مجموعتهم ، ليس غنيًا بمثل هذه المعادن الأرضية النادرة. عنصر مرتبط من خام التنجستن - الموليبدينوم ، مثل معظم الآخرين ، يتم استخراجه أثناء التخصيب وتحويله إلى مركزات انتقائية أو جماعية.

كيف ظهر التنغستن

أجرى الكيميائي السويدي كارل شيل ، الصيدلاني بالتدريب ، تجارب في مختبره الخاص. هناك اكتشف المنجنيز والباريوم والكلور وحتى الأكسجين للبشرية. طوال حياته لم يفعل شيئًا سوى اكتشاف الاكتشافات ، والتي من أجلها تم قبوله في أكاديمية ستوكهولم للعلوم. وحتى قبل وفاته بفترة وجيزة عام 1781 ، لم يفعل الشيء المفضل لديه.توقفت فاعطينا هدية أخرى رائعة

أثناء إجراء التجارب ، اكتشف كارل شيل أن التنغستن (معدن سُمي لاحقًا باسم السكيليت) هو ملح من بعض الأحماض التي لا تزال غير معروفة. لقد كان اكتشافًا هائلاً ، ولكن بعد عامين فقط ، عزل الكيميائيون من إسبانيا وطلابه عنصرًا جديدًا تمامًا من هذا المعدن ، مما قلب جميع الافتراضات في الصناعة رأسًا على عقب. ومع ذلك ، فإن هذه الثورة لم تحدث على الفور ، مضى قرن قبل أن يتضح ما هي الخصائص الاستثنائية التي يمتلكها التنجستن.

الفصل

اعتمادًا على الرواسب ، يتم تقسيم جميع خامات التنجستن إلى نوعين: خارجي وداخلي. ومن بين الأنواع الأخيرة الخامات الجينية ، والبغماتيت ، والوريد - الوريد (الحرارية المائية) ، وأنواع الرعي من الخامات الجينية ، والتي يتم دمجها في ثلاثة تكوينات خام رئيسية. هذه هي التنغستن - القصدير ، التنغستن - الموليبدينوم ، التنغستن - متعدد المعادن.

في بعض الأحيان يوجد التنجستن في البغماتيت ، حيث يتم استخراج كل من السكيليت على طول الطريق ، وتعدين البريل ، وحجر القصدير ، والتنتالوم ، والنيوبات أو الإسبودومين. تم تطوير رواسب البغماتيت - مصادر تكوين الغريني الغريني - أكثر من كل شيء في جنوب شرق آسيا وأفريقيا.

الأسهم

التنغستن ، الموليبدينوم في الخامات ترتبط ارتباطًا وثيقًا باختراق الجرانيت ، وأجزائها القمية ، حيث يتم ملاحظة رواسب السقف ، وغالبًا ما تكون مصحوبة بمخزون خام ، سواء داخل أو فوق التدخل.

هي رواسب تشبه العباءة في الشكل ،متساوي القياس وبيضاوي مع الفراش المسطح في أغلب الأحيان. هناك أيضًا أجسام خام عمودية وأعمال مخزون غير منتظمة الشكل. لا تحتوي احتياطيات الرواسب التي يوجد بها الموليبدينوم والتنغستن والمعادن الأرضية النادرة الأخرى على احتياطيات كبيرة تقريبًا. يُقدر الخام بعشرات فقط ، ونادرًا جدًا بمئات الآلاف من الأطنان.

الإنتاج

يقع الموليبدينوم والتنغستن وخامات أخرى من الخامات الحرارية المائية في مناطق التلامس الخارجي والداخلي لكتل الجرانيت ، والتي تتشكل بشكل ممتد في العمق - يصل إلى كيلومتر واحد - سلسلة كاملة من الأوردة شديدة الانحدار ، وغالبًا ما تكون هناك هو انخفاض متوسط في الوريد. هناك أيضا مخزون. تتكون أجسام الخامات من شوائب كوارتز ولفراميت وحجر القصدير ، وشوائب كوارتز ولفراميت ، غالبًا مع الموليبدينوم ، والبريل والبزموت ، وتتخللها خامات الكوارتز - الموليبدينيت - السكيليت أو خامات الكوارتز - السيكليت.

عادة تحتوي هذه الخامات على التنجستن والموليبدينوم والمعادن الأرضية النادرة الأخرى بكميات صغيرة: التنجستن من نصف في المئة إلى واحد ونصف في المئة ، في كثير من الأحيان - أقل. وهذا مع احتياطيات خام تصل إلى عدة آلاف أو عدة عشرات الآلاف من الأطنان ، وهي أيضًا صغيرة جدًا جدًا. عادة ما يتم التعدين عن طريق طرق الحفر تحت الأرض أو المفتوحة.

طرق التعدين

تتضمن رواسب التنجستن طرق التعدين إما عن طريق انهيار الطبقات أو عن طريق تكبير الخام أفقيًا في طبقات في كتل ملغومة. كما يتم استخدام طريقة ردم goaf ، وهو أمر جيد عند تعدين الأوردة أو الخيوط أو الرواسب الخضراء.

طريقة مفتوحةيوحي بوجود مصراع أو رواسب أو رواسب خضراء. في المحاجر حيث يتم استخراج التنجستن وخام الموليبدينوم ، عادة ما يعمل نظام النقل والإغراق الخارجي. في هذه الحالات ، يكون التعدين آليًا بالكامل تقريبًا - خمسة وتسعون بالمائة. لكن العمل لا ينتهي هنا. الخامات تتطلب تثمينًا ، نظرًا لأن حدًا أقصى واحدًا ونصف بالمائة فقط تحتوي على معادن أرضية نادرة - التنجستن ، الموليبدينوم.

الودائع

على أراضي الاتحاد السوفياتي السابق ، تم استكشاف أهم رواسب خام التنغستن في كازاخستان وشرق سيبيريا والشرق الأقصى والقوقاز وآسيا الوسطى. لم يتم تطوير كل منهم. في الخارج ، تتم معالجة التنغستن والموليبدينوم خاصة في كوريا الجنوبية والصين. هناك أهم الودائع في العالم. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخراج التنغستن في البرتغال وأستراليا وكندا وبوليفيا والولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا والنمسا وتركيا.

يجب أن يقال هنا أن جنوب شرق آسيا وحزام خام المحيط الهادئ بها أكثر من ستين في المائة من جميع احتياطيات التنغستن على الأرض. في المجموع ، في الرواسب المستكشفة للكوكب ، يكون إجمالي احتياطيات التنغستن أقل بكثير من مليون ونصف مليون طن. على سبيل المثال ، يتم استخراج حوالي 4278200 طن من الذهب سنويًا (ليس في الاحتياطيات ، ولكن يتم استخدامه)

خصائص

لكونه أحد أكثر المعادن مقاومة للحرارة ، فإن التنجستن لا غنى عنه حرفيًا في جميع المناطق المرتبطة بدرجات حرارة عالية. كيف يوجد العنصر الكيميائي Wolframium (W) في المجموعة الرابعةالنظام الدوري. كتلتها الذرية هي 183 ، 85 ، ورقم 74. حصلت على اسمها بسبب لونها الرمادي الفاتح - من الذئب الألماني ورام تترجم على أنها "ذئب" و "كريم" ، حرفيا - "رغوة الذئب". على الرغم من مقاومته للحرارة ، إلا أنه مستقر في درجات الحرارة العادية. المعادن التي تزود التنجستن هي السكيليت وولفراميت.

التنغستن هو أحد أهم مكونات الفولاذ المقاوم للحرارة فائق الصلابة - الفولاذ عالي السرعة والأدوات ، بالإضافة إلى السبائك التي لها نفس الخصائص - الأقمار الصناعية والفولاذ وما إلى ذلك. لكننا نرى التنغستن النقي كل يوم ، لأنه يستخدم على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية. على سبيل المثال ، خيوط التنغستن في المصابيح المتوهجة. كما أنه لا غنى عنه في الإلكترونيات اللاسلكية. الأجهزة الإلكترونية بها كاثودات وأنودات مصنوعة من هذا المعدن.

سبائك الدرجات

معالجة التنغستن والموليبدينوم صعبة ولكنها مربحة للغاية. تعرف الصناعة العديد من العلامات التجارية ، من بينها أكثر شيوعًا وأقل. التنغستن نقي ، مع مواد مضافة وفي سبائك مع معادن أخرى. وهكذا ، تختلف درجات BP - سبيكة من التنجستن والرينيوم ؛ VL - مع أكسيد اللانثانم كمادة مضافة ؛ السادس - مع أكسيد الإيتريوم ؛ VT - أكسيد الثوريوم كمادة مضافة ؛ VM - مع إضافة السيليكا والثوريوم ؛ VA - مع إضافات السيليكون والقلويات والألمنيوم ؛ HF - التنغستن النقي.

التنغستن بمثابة أساس للسبائك الصلبة ، وسبائك التنغستن والموليبدينوم مقاومة للحرارة ، مثل البعض الآخر. أيضا ، بمشاركته ، تم إعداد الفولاذ المقاوم للاهتراء. من هذه السبائكيتم تصنيع أجزاء كثيرة من المحركات - الطيران والفضاء ، في أجهزة الفراغ الكهربائي - الأجزاء والخيوط المختلفة. نظرًا لأن كثافة هذا المعدن عالية جدًا ، فإنه يستخدم للأثقال الموازنة والرصاص وقذائف المدفعية والصواريخ الباليستية (استقرار الطيران ، يمكن أن يتحمل التنجستن جميع الثورات المائة والثمانين ألفًا في الدقيقة) ، للدوارات فائقة السرعة والمعادن مثل التنغستن والموليبدينوم تستخدم أيضا. تطبيقهم ، كما نرى ، واسع جدًا وحتى ، يمكن للمرء أن يقول ، إنه أنيق.

مجالات التطبيق

بدون هذه المعادن الأرضية النادرة ، والتي هي الكروم والموليبدينوم والتنغستن ، لا الطب ولا الفيزياء النووية يمكن أن تفعل اليوم. تعمل البلورات المفردة من جميع التنغستات ككاشفات وميض للأشعة السينية ، بالإضافة إلى الإشعاعات المؤينة الأخرى. يستخدم Ditelluride التنجستن (WTe_{2) في تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية. حتى اللحام TIG يستخدم التنغستن كقطب كهربائي.}

تستخدم مركبات التنجستن على نطاق واسع بشكل خاص. المواد المركبة والسبائك الصلبة القائمة على كربيد التنجستن ضرورية لتصنيع المعادن والهياكل غير المعدنية. هذا ضروري بشكل خاص في الهندسة الميكانيكية: الطحن ، الخراطة ، النقش ، التسوية. أصبحت السبائك الصلبة الآن لا غنى عنها لحفر الآبار وفي صناعة التعدين ، ولهذا نحتاج إلى التنجستن والموليبدينوم - يتقن الإنتاج التقنيات الجديدة بمساعدتهم.

أنواع المنتجات المعدنية الأرضية النادرة

WS_{2(كبريتيد التنجستن) هو شحم عالي الحرارة يمكنه تحمل ما يصل إلى خمسمائة درجة مئوية. عند إنتاج إلكتروليت صلب (خلايا وقود عالية الحرارة) ، يتم استخدام ثالث أكسيد التنغستن. لقد حسنت صناعات النسيج والطلاء والورنيش بشكل كبير من التقنيات المعقدة ، باستخدام مركبات التنجستن كمحفز وصبغة في التخليق العضوي.}

تنتج الصناعة مجموعة كبيرة ومتنوعة من المنتجات التي تحتوي على التنجستن والموليبدينوم والمعادن الأرضية النادرة الأخرى. الأكثر شيوعًا هي الأقطاب الكهربائية والأسلاك ومسحوق التنغستن والصفائح والقضيب. لا تذوب الأقطاب الكهربائية أبدًا وبالتالي يمكن استخدامها في لحام سبائك الفولاذ عالية الجودة والمعادن غير الحديدية والمواد ذات التركيب الكيميائي المختلف. لن يوفر أي قطب كهربائي آخر مثل هذا اللحام عالي القوة.

الموليبدينوم

الموليبدينوم وسبائك الموليبدينوم نفسها هي مواد مقاومة للصهر. في شكله النقي ، يتم استخدامه على شكل سلك أو شريط لأجهزة التسخين - أفران كهربائية ، حتى تلك التي تعمل في الهيدروجين عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية. هناك حاجة إلى قصدير الموليبدينوم والأسلاك في صناعة الإلكترونيات الراديوية ، كما أنها تستخدم في هندسة الأشعة السينية ، ويستخدم الموليبدينوم لصنع أجزاء مختلفة لأنابيب الأشعة السينية والمصابيح الإلكترونية وأجهزة التفريغ.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الموليبدينوم ، مثل التنجستن ، على نطاق واسع لتحسين الفولاذ. تزيد مادة الموليبدينوم من القوة والصلابة ومقاومة التآكل والصلابة. لذلك ، يتم استخدام التنغستن والموليبدينوم لإنشاء المنتجات الأكثر أهمية والأكثر أهميةالتفاصيل الرئيسية. للصلابة ، يتم إدخال الستيليت - الكروم والكوبالت - في مثل هذه السبيكة من أجل لحام حواف أجزاء التآكل. الكروم والموليبدينوم والتنغستن - يكاد يكون من المستحيل محو هذه السبائك. كما حصل على أحد المراكز الأولى في عدد من السبائك المقاومة للأحماض والحرارة.

الفضاء

سبيكة من التنجستن والموليبدينوم في جلد رأس أي صاروخ وطائرة. من حيث القوة ، يأتي التنجستن في المقام الأول ، والموليبدينوم في المرتبة الثانية. ومع ذلك ، فإن القوة المحددة عند درجات حرارة تبلغ حوالي ألف ونصف درجة مئوية تجعل السبائك التي تحتوي على الموليبدينوم في المقام الأول. إذا كانت درجات الحرارة أعلى ، فإن التنغستن والتنتالوم لا يقهران. يستخدم الموليبدينوم لصنع ألواح قرص العسل لجميع المركبات الفضائية الطائرة ، وقذائف الكبسولات والصواريخ التي تعود إلى الأرض ، والمبادلات الحرارية ، والدروع الحرارية ، وتقليم حافة الجناح ، والمثبتات.

عندما تكون ظروف العمل صعبة ، تساعد المعادن الأرضية النادرة. من هذه المادة يمكن للمرء أن يتوقع مقاومة عالية للأكسدة وتآكل الغاز ، وقوة عالية وقدرة على تحمل الصدمات. أجزاء كثيرة من المحركات التوربينية والصاروخية ، وحواف الذيل ، وشفرات التوربينات ، ومصاريع الفوهة ، وأسطح التحكم ، وفوهات محرك الصواريخ وما إلى ذلك - يتكيف الموليبدينوم مع كل هذه الوظائف الصعبة.

على الأرض

المواد الواعدة للمعدات التي تعمل في أحماض الفوسفوريك والكبريتيك والهيدروكلوريك مصنوعة من الموليبدينوم وسبائكه. إنه مستقر حتى في الزجاج المصهور ، وبالتالي تستخدم صناعة الزجاج على نطاق واسعالموليبدينوم كقطب كهربائي للذوبان.

قضبان وقوالب الصب عالي الضغط من سبائك النحاس والزنك والألمنيوم مصنوعة من سبائكها. باستخدام الموليبدينوم ، تتم معالجة الفولاذ تحت الضغط - يموت الصحافة ، ويموت ، مغزل من المطاحن الثاقبة. تم أيضًا تحسين فولاذ الموليبدينوم نفسه بشكل كبير.