Tungsten, molybdenum: utumizi wa aloi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 14:03

€, dhahabu, arseniki, tantalum, sulfuri, scandium, niobium - sayari, kuhukumu kwa jina la kikundi chao, sio tajiri katika metali hizo za nadra za dunia. Kipengele kinachohusishwa cha ore ya tungsten - molybdenum, kama wengine wengi, hutolewa wakati wa uboreshaji na kubadilishwa kuwa mkusanyiko wa kuchagua au wa pamoja.

Jinsi tungsten ilionekana

Mkemia wa Uswidi Karl Scheele, mfamasia kwa mafunzo, alifanya majaribio katika maabara yake mwenyewe. Huko aligundua manganese, bariamu, klorini, hata oksijeni kwa wanadamu. Maisha yake yote hakufanya chochote isipokuwa uvumbuzi, ambao alikubaliwa katika Chuo cha Sayansi cha Stockholm. Na hata muda mfupi kabla ya kifo chake mnamo 1781, hakufanya jambo alilopenda zaidi.ilisimama, hivyo kutupa zawadi nyingine nzuri.

Alipokuwa akifanya majaribio, Karl Scheele aligundua kwamba tungsten (madini ambayo baadaye iliitwa scheelite kwa heshima yake) ni chumvi ya asidi ambayo bado haijajulikana. Ulikuwa ugunduzi mkubwa, lakini miaka miwili tu baadaye, wanakemia kutoka Uhispania na wanafunzi wake walitenga kitu kipya kabisa kutoka kwa madini haya, ambayo yaligeuza mabango yote kwenye tasnia. Hata hivyo, mapinduzi haya hayakutokea mara moja, karne ilipita kabla ya kubainika ni mali gani ya kipekee ya tungsten inayo.

Kutengana

Kulingana na amana, madini yote ya tungsten yamegawanywa katika aina mbili: ya nje na ya asili. Miongoni mwa mwisho ni skarn, pegmatite, vein-vein (hydrothermal), aina za grazer za ores za maumbile, ambazo zimeunganishwa katika aina tatu kuu za ore. Hizi ni tungsten - bati, tungsten - molybdenum, tungsten - polymetali.

Wakati mwingine tungsten hupatikana katika pegmatites, ambapo it na scheelite hutolewa njiani, uchimbaji wa berili, cassiterite, tantalum, niobates au spodumene. Amana za Pegmatite - vyanzo vya uundaji wa placer alluvial - hutengenezwa zaidi ya yote Kusini-mashariki mwa Asia na Afrika.

Hifadhi

Tungsten, molybdenum katika ores zinahusiana kwa karibu na kuingilia kwa granite, sehemu zake za apical, ambapo amana za paa huzingatiwa, mara nyingi huambatana na hifadhi ya ore, intra- na supra-intrusive.

Zina umbo la amana zinazofanana na vazi,isometriki na mviringo yenye matandiko bapa mara nyingi. Kuna pia miili ya madini ya safu na hisa zenye umbo lisilo la kawaida. Akiba ya amana ambapo molybdenum, tungsten na madini mengine adimu ya ardhi yapo karibu kamwe hayana akiba kubwa. Ore inakadiriwa kuwa makumi pekee, mara chache sana mamia ya maelfu ya tani.

Uzalishaji

Molybdenum, tungsten na ores nyingine za hydrothermal ziko katika maeneo ya exo- na endocontact ya massifs ya granite, ambayo huunda kupanuliwa kwa kina - hadi kilomita - mfululizo mzima wa mishipa ya kupungua kwa mwinuko, mara nyingi sana huko. ni kuzamisha wastani wa mshipa. Pia kuna hisa. Madini ya madini yanajumuisha quartz-wolframite-cassiterite, quartz-wolframite inclusions, mara nyingi na molybdenum, beryl na bismuth, iliyounganishwa na ore ya quartz-molybdenite-scheelite au quartz-scheelite.

Kwa kawaida ore kama hizo huwa na tungsten, molybdenum, metali nyingine adimu kwa kiasi kidogo: tungsten kutoka asilimia nusu hadi asilimia moja na nusu, mara nyingi zaidi - chini. Na hii ni pamoja na akiba ya madini ya elfu kadhaa au makumi kadhaa ya maelfu ya tani, ambayo pia ni ndogo sana. Uchimbaji madini kwa kawaida hufanywa kwa njia za chini ya ardhi au shimo wazi.

Mbinu za uchimbaji madini

Amana ya Tungsten huhusisha mbinu za uchimbaji madini kwa kuporomosha tabaka au kwa kukuza madini kwa mlalo katika tabaka katika vitalu vya kuchimbwa. Mbinu ya kujaza nyuma ya mbuzi pia hutumiwa, ambayo ni nzuri wakati wa kuchimba mishipa, skarn au amana za greisen.

Njia waziinapendekeza uwepo wa vifuniko, skarn au amana za greisen au viweka. Katika machimbo ambapo tungsten, ore ya molybdenum huchimbwa, mfumo wa usafirishaji na utupaji wa nje kawaida hufanya kazi. Katika kesi hizi, uchimbaji wa madini ni karibu kabisa mechanized - asilimia tisini na tano. Lakini kazi haina mwisho hapa. Ore zinahitaji manufaa, kwa vile kiwango cha juu cha asilimia moja na nusu tu zina madini adimu ya ardhini - tungsten, molybdenum.

Amana

Katika eneo la USSR ya zamani, akiba muhimu zaidi za madini ya tungsten zimegunduliwa huko Kazakhstan, Siberia ya Mashariki na Mashariki ya Mbali, Caucasus na Asia ya Kati. Sio zote zinatengenezwa. Nje ya nchi, usindikaji wa tungsten na molybdenum unafanywa hasa katika Korea Kusini na China. Kuna amana muhimu zaidi ulimwenguni. Aidha, tungsten inachimbwa Ureno, Australia, Kanada, Bolivia, Marekani, Ufaransa, Austria na Uturuki.

Lazima isemwe hapa kwamba Kusini-mashariki mwa Asia na ukanda wake wa madini ya Pasifiki una zaidi ya asilimia sitini ya hifadhi zote za tungsten duniani. Kwa jumla, katika amana zilizogunduliwa za sayari, akiba ya jumla ya tungsten ni chini ya tani milioni moja na nusu. Kwa mfano, takriban tani 4,278,200 za dhahabu huchimbwa kila mwaka (sio kwenye hifadhi, lakini hutumika)

Mali

Kwa kuwa tungsten ni mojawapo ya metali zenye kinzani zaidi, ni muhimu sana katika maeneo yote yanayohusishwa na halijoto ya juu. Jinsi kipengele cha kemikali Wolframium (W) kilivyo katika kundi la nnemfumo wa mara kwa mara. Uzito wake wa atomiki ni 183, 85, na nambari 74. Ilipata jina lake kwa sababu ya rangi yake ya kijivu nyepesi - kutoka kwa mbwa mwitu wa Ujerumani na Rahm hutafsiriwa kama "mbwa mwitu" na "cream", halisi - "povu ya mbwa mwitu". Licha ya kukataa kwake, ni imara kwa joto la kawaida. Madini ambayo hutoa tungsten ni scheelite na wolframite.

Tungsten ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya vyuma vinavyostahimili joto kali - kasi ya juu na vyuma vya zana, pamoja na aloi zenye sifa sawa - stellite, win na kadhalika. Lakini tunaona tungsten safi kila siku, kwa sababu inatumiwa sana katika uhandisi wa umeme. Kwa mfano, filaments za tungsten katika taa za incandescent. Pia ni muhimu katika umeme wa redio. Vifaa vya kielektroniki vina cathodi na anodi zilizotengenezwa kwa chuma hiki.

Alama za aloi

Uchakataji wa Tungsten na molybdenum ni mgumu lakini una faida kubwa sana. Sekta hiyo inajua bidhaa kadhaa, kati ya hizo kuna kawaida zaidi na kidogo. Tungsten ni safi, na viungio na katika aloi na metali nyingine. Kwa hivyo, darasa la BP hutofautiana - aloi ya tungsten na rhenium; VL - na oksidi ya lanthanum kama nyongeza; VI - na oksidi ya yttrium; VT - oksidi ya thoriamu kama nyongeza; VM - na silika na nyongeza ya thorium; VA - na silicon-alkali na viongeza vya alumini; HF - tungsten safi.

Tungsten hutumika kama msingi wa aloi ngumu, na aloi ya tungsten na molybdenum inastahimili joto, kama zingine. Pia, pamoja na ushiriki wake, chuma cha chombo kisichoweza kuvaa kinatayarishwa. Kutoka kwa aloi hizisehemu nyingi za injini zinafanywa - anga na nafasi, katika vifaa vya electrovacuum - sehemu mbalimbali na filaments. Kwa kuwa msongamano wa chuma hiki ni cha juu sana, hutumiwa kwa counterweights, kwa risasi na makombora ya silaha, kwa makombora ya ballistic (utulivu wa ndege, tungsten inaweza kuhimili mapinduzi yote laki moja na themanini kwa dakika), kwa rotors ya kasi ya juu., metali kama vile tungsten, molybdenum pia hutumiwa. Utumizi wao, kama tunavyoona, ni pana sana na hata, mtu anaweza kusema, kifahari.

Maeneo ya maombi

Bila madini haya adimu ya dunia, ambayo ni chromium, molybdenum, tungsten, dawa wala fizikia ya nyuklia haiwezi kufanya leo. Fuwele moja ya tungstates zote hutumika kama vigunduzi vya scintillation ya X-rays, pamoja na mionzi mingine ya ionizing. Tungsten ditelluride (WTe_{2) hutumika katika ubadilishaji wa nishati ya joto kuwa nishati ya umeme. Hata kulehemu kwa TIG hutumia tungsten kama elektrodi.}

Michanganyiko ya Tungsten hutumika sana. Nyenzo zenye mchanganyiko na aloi ngumu kulingana na carbudi ya tungsten zinahitajika kwa usindikaji wa metali na miundo isiyo ya metali. Hii ni muhimu sana katika uhandisi wa mitambo: kusaga, kugeuza, chiselling, kupanga. Aloi ngumu sasa ni muhimu kwa kuchimba visima na katika tasnia ya madini, na kwa hili tunahitaji tungsten, molybdenum - uzalishaji ni ujuzi wa teknolojia mpya kwa msaada wao.

Aina za bidhaa za metali adimu

WS_{2 (tungsten sulfidi) ni grisi ya halijoto ya juu ambayo inaweza kustahimili hadi nyuzi joto mia tano. Ambapo electrolyte imara huzalishwa (seli za mafuta yenye joto la juu), trioksidi ya tungsten hutumiwa. Viwanda vya nguo, rangi na vanishi vimeboresha kwa kiasi kikubwa na teknolojia changamano, kwa kutumia misombo ya tungsten kama kichocheo na rangi katika usanisi wa kikaboni.}

Sekta inazalisha aina kubwa ya bidhaa zilizo na tungsten, molybdenum na madini mengine adimu duniani. Ya kawaida ni electrodes, waya, poda ya tungsten, karatasi na fimbo. Electrodes kamwe kuyeyuka na kwa hiyo inaweza kutumika kwa ajili ya kulehemu high alloy vyuma, metali zisizo na feri na vifaa na tofauti kemikali utungaji. Hakuna elektrodi nyingine itatoa weld yenye nguvu ya juu kama hii.

Molybdenum

Aloi za Molybdenum na molybdenum yenyewe ni nyenzo za kinzani. Katika fomu yake safi, hutumiwa kwa njia ya waya au mkanda kwa vifaa vya kupokanzwa - tanuu za umeme, hata zile zinazofanya kazi katika hidrojeni kwa joto la 1600 ° C. Bati na waya za molybdenum zinahitajika katika tasnia ya redio-elektroniki, pia hutumika katika uhandisi wa X-ray, molybdenum hutumika kutengeneza sehemu mbalimbali za mirija ya X-ray, taa za kielektroniki na vifaa vya utupu.

Aidha, molybdenum, kama tungsten, hutumiwa sana kuboresha vyuma. Nyongeza ya molybdenum huongeza nguvu, ugumu, upinzani wa kutu, ugumu. Kwa hiyo, tungsten na molybdenum hutumiwa kuunda bidhaa muhimu zaidi na zaidimaelezo kuu. Kwa ugumu, stellites - chromium na cob alt - huletwa kwenye alloy vile ili kuunganisha kando ya sehemu za kuvaa. Chrome, molybdenum, tungsten - alloy vile ni vigumu kufuta. Pia, alipewa mojawapo ya nafasi za kwanza katika aloi kadhaa zinazostahimili asidi na zinazostahimili joto.

Nafasi

Aloi ya tungsten na molybdenum kwenye ngozi ya kichwa cha roketi na ndege yoyote. Kwa upande wa nguvu, tungsten iko katika nafasi ya kwanza, na molybdenum iko katika nafasi ya pili. Walakini, nguvu maalum kwa joto la digrii elfu moja na nusu huleta aloi zilizo na molybdenum mahali pa kwanza. Ikiwa hali ya joto ni ya juu zaidi, basi tungsten na tantalum haziwezi kushindwa. Molybdenum hutumiwa kutengeneza paneli za sega za asali za vyombo vyote vinavyoruka vya anga, makombora ya kapsuli na roketi zinazorudi Duniani, vibadilisha joto, ngao za joto, ukingo wa bawa, vidhibiti.

Ambapo hali ya kazi ni ngumu, madini adimu ya ardhi husaidia. Kutoka kwa nyenzo hizo mtu anaweza kutarajia upinzani mkubwa kwa oxidation na mmomonyoko wa gesi, nguvu za juu na uwezo wa kuhimili athari. Sehemu nyingi za injini za turbojeti na roketi, sketi za mkia, blade za turbine, vifunga vya pua, nyuso za kudhibiti, nozzles za injini ya roketi na kadhalika - molybdenum inakabiliana na kazi hizi zote ngumu.

Duniani

Nyenzo za kuahidi za vifaa vinavyofanya kazi katika asidi ya fosforasi, salfa na hidrokloriki hutengenezwa kutokana na molybdenum na aloi zake. Ni thabiti hata katika glasi iliyoyeyuka, na kwa hivyo tasnia ya glasi hutumia sanamolybdenum kama elektroni za kuyeyuka.

Fimbo na ukungu kwa ajili ya kurushia shaba, zinki na aloi za alumini zenye shinikizo la juu hutengenezwa kutokana na aloi zake. Na molybdenum, vyuma vinasindika chini ya shinikizo - vyombo vya habari hufa, hufa, mandrels ya mills ya kutoboa. Chuma cha molybdenum chenyewe pia kimeboreshwa sana.