Wolfram, Molybdän: Legierungsanwendung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 13:52

Natürliche Mineralformationen, die Wolfram in verschiedenen Verbindungen und industriellen Konzentrationen enth alten, wenn der Abbau technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll ist - Wolfram, Molybdän in Erzen, sowie Beryllium, Zinn, Kupfer, Wismut, gelegentlich Quecksilber, Antimon, Silber, Gold, Arsen, Tantal, Schwefel, Scandium, Niob - der Planet ist nach dem Namen ihrer Gruppe nicht reich an solchen Seltenerdmetallen. Eine Begleitkomponente von Wolframerz – Molybdän – wird, wie die meisten anderen, während der Anreicherung extrahiert und in selektive oder kollektive Konzentrate umgewandelt.

Wie Wolfram erschien

Der schwedische Chemiker Karl Scheele, ein ausgebildeter Apotheker, führte Experimente in seinem eigenen Labor durch. Dort entdeckte er Mangan, Barium, Chlor, ja sogar Sauerstoff für die Menschheit. Sein ganzes Leben lang machte er nichts anderes als Entdeckungen, für die er in die Stockholmer Akademie der Wissenschaften aufgenommen wurde. Und auch kurz vor seinem Tod im Jahr 1781 tat er nicht seine Lieblingsbeschäftigung.gestoppt, was uns ein weiteres wunderbares Geschenk macht.

Beim Experimentieren entdeckte Karl Scheele, dass Wolfram (ein Mineral, das später ihm zu Ehren Scheelit genannt wurde) ein Salz einer noch unbekannten Säure ist. Es war eine riesige Entdeckung, aber nur zwei Jahre später isolierten Chemiker aus Spanien und seine Studenten ein völlig neues Element aus diesem Mineral, das alle Postulate der Industrie auf den Kopf stellte. Diese Revolution kam jedoch nicht sofort, es verging ein Jahrhundert, bis klar wurde, welche außergewöhnlichen Eigenschaften Wolfram hat.

Trennung

Je nach Lagerstätte werden alle Wolframerze in zwei Arten eingeteilt: exogene und endogene. Zu den letzteren gehören Skarn, Pegmatit, Ader-Vene (hydrothermal), Grazer-Typen von genetischen Erzen, die zu drei Haupterzformationen kombiniert werden. Dies sind Wolfram - Zinn, Wolfram - Molybdän, Wolfram - Polymetalle.

Manchmal wird Wolfram in Pegmatiten gefunden, aus denen sowohl es als auch Scheelit auf dem Weg extrahiert werden, indem Beryll, Kassiterit, Tantal, Niobate oder Spodumen abgebaut werden. Pegmatit-Lagerstätten - Quellen alluvialer Seifenbildung - sind vor allem in Südostasien und Afrika erschlossen.

Aktien

Wolfram, Molybdän in Erzen sind eng verwandt mit Granitintrusionen, ihren apikalen Teilen, wo Dachablagerungen beobachtet werden, die oft von Erzstockwerken begleitet werden, sowohl intra- als auch supra-intrusiv.

Sie sind hüllenartige Ablagerungen in Form,isometrisch und oval mit meist flacher Bettwäsche. Es gibt auch säulenförmige Erzkörper und unregelmäßig geformte Stockwerke. Die Reserven von Lagerstätten, in denen Molybdän, Wolfram und andere Seltenerdmineralien vorhanden sind, haben fast nie große Reserven. Erz wird auf nur Zehntausende, sehr selten Hunderttausende Tonnen geschätzt.

Produktion

Molybdän, Wolfram und andere hydrothermale Erze befinden sich in den Zonen des Exo- und Endokontakts von Granitmassiven, die in der Tiefe ziemlich ausgedehnt - bis zu einem Kilometer - ganze Reihen von Adern mit steilem Einfallen bilden, viel seltener dort ist ein durchschnittliches Eintauchen der Vene. Es gibt auch Stockwerke. Erzkörper bestehen aus Quarz-Wolframit-Kasiterit, Quarz-Wolframit-Einschlüssen, oft mit Molybdän, Beryll und Wismut, durchsetzt mit Quarz-Molybdänit-Scheelit- oder Quarz-Scheelit-Erzen.

Normalerweise enth alten solche Erze Wolfram, Molybdän, andere Seltenerdmetalle in geringen Mengen: Wolfram von einem halben Prozent bis zu eineinhalb Prozent, häufiger - weniger. Und das bei Erzreserven von mehreren Tausend oder mehreren Zehntausend Tonnen, was auch sehr, sehr klein ist. Der Abbau erfolgt in der Regel unter Tage oder im Tagebau.

Mining-Methoden

Wolframvorkommen umfassen Bergbaumethoden, entweder durch Einstürzen von Schichten oder durch horizontales Vergrößern von Erz in Schichten in abgebauten Blöcken. Es wird auch die Goaf-Backfill-Methode verwendet, die beim Abbau von Adern, Skarn- oder Greisen-Lagerstätten gut geeignet ist.

Offener Wegdeutet auf das Vorhandensein von Schalungsarbeiten, Skarn- oder Greisenablagerungen oder Seifen hin. In Steinbrüchen, in denen Wolfram- und Molybdänerz abgebaut wird, arbeiten normalerweise ein Transportsystem und eine externe Deponie. In diesen Fällen ist der Abbau fast vollständig mechanisiert – zu 95 Prozent. Aber die Arbeit endet hier nicht. Erze müssen aufbereitet werden, da sie nur zu maximal anderthalb Prozent Seltenerdmetalle enth alten - Wolfram, Molybdän.

Einzahlungen

Auf dem Gebiet der ehemaligen UdSSR wurden die bedeutendsten Wolframerzvorkommen in Kasachstan, Ostsibirien und im Fernen Osten, im Kaukasus und in Zentralasien erkundet. Nicht alle werden entwickelt. Im Ausland erfolgt die Verarbeitung von Wolfram und Molybdän vor allem in Südkorea und China. Dort befinden sich die bedeutendsten Vorkommen der Welt. Darüber hinaus wird Wolfram in Portugal, Australien, Kanada, Bolivien, den USA, Frankreich, Österreich und der Türkei abgebaut.

Hier muss gesagt werden, dass Südostasien und sein pazifischer Erzgürtel über mehr als sechzig Prozent aller Wolframreserven der Erde verfügen. Insgesamt belaufen sich die Gesamtreserven an Wolfram in den erkundeten Lagerstätten des Planeten auf weit weniger als anderthalb Millionen Tonnen. Beispielsweise werden jährlich etwa 4.278.200 Tonnen Gold abgebaut (nicht in Reserven, sondern in Verwendung)

Eigenschaften

Als eines der feuerfestesten Metalle ist Wolfram in allen Bereichen, die mit hohen Temperaturen in Verbindung gebracht werden, buchstäblich unverzichtbar. Wie das chemische Element Wolframium (W) in der vierten Gruppe istPeriodensystem. Seine Atommasse beträgt 183, 85 und die Nummer 74. Seinen Namen erhielt es aufgrund seiner hellgrauen Farbe - aus dem Deutschen werden Wolf und Rahm mit "Wolf" und "Creme" übersetzt, wörtlich - "Wolfsschaum". Trotz seiner Feuerfestigkeit ist es bei gewöhnlichen Temperaturen stabil. Die Mineralien, die Wolfram liefern, sind Scheelit und Wolframit.

Wolfram ist einer der wichtigsten Bestandteile superharter hitzebeständiger Stähle - Schnellarbeits- und Werkzeugstähle sowie Legierungen mit den gleichen Eigenschaften - Stellite, Win und so weiter. Aber reines Wolfram sehen wir jeden Tag, weil es in der Elektrotechnik weit verbreitet ist. Zum Beispiel Wolframfäden in Glühlampen. Auch in der Funkelektronik ist es unverzichtbar. Elektronische Geräte haben Kathoden und Anoden aus diesem Metall.

Legierungssorten

Die Verarbeitung von Wolfram und Molybdän ist schwierig, aber äußerst profitabel. Die Branche kennt mehrere Marken, unter denen es häufigere und weniger gibt. Wolfram ist rein, mit Zusätzen und in Legierungen mit anderen Metallen. Daher unterscheiden sich BP-Sorten - eine Legierung aus Wolfram und Rhenium; VL - mit Lanthanoxid als Additiv; VI - mit Yttriumoxid; VT - Thoriumoxid als Additiv; VM - mit Kieselsäure- und Thoriumzusatz; VA - mit Silizium-Alkali- und Aluminiumzusätzen; HF - reines Wolfram.

Wolfram dient als Basis für harte Legierungen, und eine Legierung aus Wolfram und Molybdän ist wie manche andere hitzebeständig. Außerdem wird mit seiner Beteiligung verschleißfester Werkzeugstahl aufbereitet. Aus diesen LegierungenViele Teile von Motoren werden hergestellt - Luft- und Raumfahrt, in Elektrovakuumgeräten - verschiedene Teile und Filamente. Da die Dichte dieses Metalls sehr hoch ist, wird es für Gegengewichte, für Kugeln und Artilleriegeschosse, für ballistische Raketen (Flugstabilisierung, Wolfram hält alle hundertachtzigtausend Umdrehungen pro Minute aus) für Ultrahochgeschwindigkeitsrotoren verwendet, werden auch Metalle wie Wolfram, Molybdän verwendet. Ihre Anwendung ist, wie wir sehen, sehr breit und sogar, könnte man sagen, elegant.

Anwendungsbereiche

Ohne diese Metalle der Seltenen Erden, also Chrom, Molybdän, Wolfram, kommen heute weder die Medizin noch die Kernphysik aus. Einkristalle aller Wolframate dienen als Szintillationsdetektoren für Röntgenstrahlen sowie andere ionisierende Strahlungen. Wolframditellurid (WTe_{2) wird bei der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie verwendet. Auch beim WIG-Schweißen wird Wolfram als Elektrode verwendet.}

Wolframverbindungen sind besonders weit verbreitet. Verbundwerkstoffe und Hartlegierungen auf Basis von Wolframcarbid werden für die Bearbeitung von Metallen und nichtmetallischen Strukturen benötigt. Das ist vor allem im Maschinenbau notwendig: Fräsen, Drehen, Meißeln, Hobeln. Beim Bohren von Brunnen und im Bergbau sind Hartlegierungen heute unverzichtbar, und dafür brauchen wir Wolfram, Molybdän – mit ihrer Hilfe beherrscht die Produktion neue Technologien.

Arten von Seltenerdmetallprodukten

WS_{2 (Wolframsulfid) ist ein Hochtemperaturfett, das bis zu fünfhundert Grad Celsius standh alten kann. Bei der Herstellung eines Festelektrolyten (Hochtemperatur-Brennstoffzellen) wird Wolframtrioxid verwendet. Die Textil-, Farben- und Lackindustrie hat Technologien erheblich verbessert und kompliziert, indem sie Wolframverbindungen als Katalysator und Pigment in der organischen Synthese verwendet.}

Die Industrie stellt eine Vielzahl von Produkten her, die Wolfram, Molybdän und andere Seltenerdmetalle enth alten. Die gebräuchlichsten sind Elektroden, Draht, Wolframpulver, Bleche und Stäbe. Die Elektroden schmelzen nie und können daher zum Schweißen von hochlegierten Stählen, Nichteisenmetallen und Materialien mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung verwendet werden. Keine andere Elektrode liefert eine so hochfeste Schweißnaht.

Molybdän

Molybdänlegierungen und Molybdän selbst sind feuerfeste Materialien. In seiner reinen Form wird es in Form eines Drahtes oder Bandes zum Heizen von Geräten verwendet - Elektroöfen, auch solche, die mit Wasserstoff bei einer Temperatur von 1600 ° C betrieben werden. Molybdänzinn und -draht werden in der Radioelektronikindustrie benötigt, sie werden auch in der Röntgentechnik verwendet, Molybdän wird zur Herstellung verschiedener Teile für Röntgenröhren, elektronische Lampen und Vakuumgeräte verwendet.

Darüber hinaus wird Molybdän wie Wolfram häufig zur Verbesserung von Stählen verwendet. Molybdänzusatz erhöht Festigkeit, Härtbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit. Daher werden Wolfram und Molybdän verwendet, um die kritischsten Produkte und die meisten herzustellenHauptdetails. Für die Härte werden Stellite - Chrom und Kob alt - in eine solche Legierung eingebracht, um die Kanten von Verschleißteilen zu schweißen. Chrom, Molybdän, Wolfram - eine solche Legierung ist fast unmöglich zu löschen. Außerdem belegte er bei einer Reihe von säure- und hitzebeständigen Legierungen einen der ersten Plätze.

Leertaste

Eine Legierung aus Wolfram und Molybdän in der Haut des Kopfes von Raketen und Flugzeugen. In Bezug auf die Festigkeit steht Wolfram an erster Stelle und Molybdän an zweiter Stelle. Die spezifische Festigkeit bei Temperaturen von etwa anderthalbtausend Grad Celsius bringt jedoch Legierungen mit Molybdän an erster Stelle. Bei noch höheren Temperaturen sind Wolfram und Tantal unschlagbar. Molybdän wird verwendet, um Wabenplatten aller fliegenden Raumfahrzeuge, Schalen von Kapseln und Raketen, die zur Erde zurückkehren, Wärmetauscher, Hitzeschilde, Flügelkantenverkleidungen und Stabilisatoren herzustellen.

Wo die Arbeitsbedingungen schwierig sind, helfen Metalle der Seltenen Erden. Von einem solchen Material kann man eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation und Gaserosion, eine hohe Festigkeit und Schlagfestigkeit erwarten. Viele Teile von Turbostrahl- und Raketentriebwerken, Heckschürzen, Turbinenschaufeln, Düsenverschlüsse, Steuerflächen, Düsen von Raketentriebwerken und so weiter – Molybdän bewältigt all diese schwierigen Aufgaben.

Auf der Erde

Vielversprechende Materialien für Geräte, die mit Phosphor-, Schwefel- und Salzsäure betrieben werden, werden aus Molybdän und seinen Legierungen hergestellt. Es ist sogar in geschmolzenem Glas stabil und wird daher in der Glasindustrie weit verbreitet verwendetMolybdän als Elektroden zum Schmelzen.

Aus seinen Legierungen werden Stangen und Formen für den Hochdruckguss von Kupfer-, Zink- und Aluminiumlegierungen hergestellt. Mit Molybdän werden Stähle unter Druck verarbeitet - Pressmatrizen, Matrizen, Dorne von Lochwalzwerken. Molybdänstahl selbst wird ebenfalls stark verbessert.