Վոլֆրամ, մոլիբդեն. համաձուլվածքի կիրառություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Բնական հանքային գոյացություններ, որոնք պարունակում են վոլֆրամ տարբեր միացություններում և արդյունաբերական կոնցենտրացիաներում, երբ արդյունահանումը տեխնիկապես հնարավոր է և տնտեսապես իրագործելի՝ վոլֆրամ, մոլիբդեն հանքաքարերում, ինչպես նաև բերիլիում, անագ, պղինձ, բիսմուտ, երբեմն՝ սնդիկ, անտիմոն, արծաթ։, ոսկի, մկնդեղ, տանտալ, ծծումբ, սկանդիում, նիոբիում - մոլորակը, դատելով նրանց խմբի անվանումից, հարուստ չէ նման հազվագյուտ հողային մետաղներով։ Վոլֆրամի հանքաքարի հարակից բաղադրիչը՝ մոլիբդենը, ինչպես մյուսների մեծ մասը, արդյունահանվում է հարստացման ընթացքում և վերածվում ընտրովի կամ կոլեկտիվ խտանյութերի:

Ինչպես հայտնվեց վոլֆրամը

Շվեդ քիմիկոս Կարլ Շելեն, մասնագիտությամբ դեղագործ, փորձեր է անցկացրել իր սեփական լաբորատորիայում: Այնտեղ նա հայտնաբերեց մանգան, բարիում, քլոր, նույնիսկ թթվածին մարդկության համար: Ամբողջ կյանքում նա ոչինչ չի արել, բացի բացահայտումներ անելուց, ինչի համար էլ ընդունվել է Ստոկհոլմի Գիտությունների ակադեմիա։ Եվ նույնիսկ 1781 թվականին իր մահից կարճ ժամանակ առաջ նա չի արել իր սիրելի գործը։կանգ առավ՝ այսպիսով տալով մեզ ևս մեկ հրաշալի նվեր։

Փորձարկելիս Կառլ Շելեն հայտնաբերեց, որ վոլֆրամը (հանքանյութ, որը հետագայում նրա պատվին անվանվեց շեյլիտ) դեռևս անհայտ թթվի աղ է: Դա հսկայական հայտնագործություն էր, բայց միայն երկու տարի անց իսպանացի քիմիկոսները և նրա ուսանողները մեկուսացրեցին այս հանքանյութից բոլորովին նոր տարր, որը գլխիվայր շրջեց արդյունաբերության բոլոր պոստուլատները: Այնուամենայնիվ, այս հեղափոխությունը անմիջապես տեղի չունեցավ, անցավ մեկ դար, մինչև պարզ դարձավ, թե ինչ բացառիկ հատկություններ ունի վոլֆրամը:

Բաժանում

Կախված հանքավայրից՝ վոլֆրամի բոլոր հանքաքարերը բաժանվում են երկու տեսակի՝ էկզոգեն և էնդոգեն։ Վերջիններից են գենետիկ հանքաքարերի սկարնային, պեգմատիտային, երակային (հիդրոջերմային), արածեցնող տեսակները, որոնք համակցված են երեք հիմնական հանքային գոյացություններում։ Սրանք են վոլֆրամ - անագ, վոլֆրամ - մոլիբդեն, վոլֆրամ - պոլիմետաղներ։

Երբեմն վոլֆրամը հայտնաբերվում է պեգմատիտներում, որտեղից և՛ այն, և՛ շելիտը արդյունահանվում են ճանապարհին, արդյունահանելով բերիլ, կազիտիտ, տանտալ, նիոբատներ կամ սպոդումեն: Պեգմատիտի հանքավայրերը՝ ալյուվիալ պլազերների առաջացման աղբյուրները, ամենից շատ զարգացած են Հարավարևելյան Ասիայում և Աֆրիկայում:

Բաժնետոմսեր

Հանքաքարերում վոլֆրամը, մոլիբդենը սերտորեն կապված են գրանիտի ներխուժումների, դրանց գագաթային մասերի հետ, որտեղ նկատվում են տանիքի նստվածքներ, որոնք հաճախ ուղեկցվում են հանքաքարի պաշարներով՝ ինչպես ներթափանցիկ, այնպես էլ վերինտրուզիվ:

Դրանք իրենց ձևով թիկնոցի նստվածքներ են,իզոմետրիկ և օվալաձև, առավել հաճախ հարթ անկողնային պարագաներով: Կան նաև սյունաձև հանքաքարային մարմիններ և անկանոն ձևի պաշարներ։ Հանքավայրերի պաշարները, որտեղ առկա են մոլիբդենի, վոլֆրամի և հազվագյուտ հողային այլ օգտակար հանածոներ, գրեթե երբեք մեծ պաշարներ չունեն: Հանքաքարը գնահատվում է ընդամենը տասնյակ, շատ հազվադեպ՝ հարյուր հազարավոր տոննա։

Արտադրություն

Մոլիբդենի, վոլֆրամի և այլ հիդրոթերմային հանքաքարեր գտնվում են գրանիտե զանգվածների էկզո- և էնդոկոնտակտի գոտիներում, որոնք ձևավորում են բավականին ընդարձակ խորությամբ՝ մինչև մեկ կիլոմետր, զառիթափ անկման երակների ամբողջ շարք, շատ ավելի հազվադեպ՝ այնտեղ։ երակի միջին անկում է: Կան նաև պահեստային արտադրամասեր։ Հանքաքարի մարմինները կազմված են քվարց-վոլֆրամիտ-կազիտրիտից, քվարց-վոլֆրամիտից, հաճախ մոլիբդենով, բերիլով և բիսմուտով, ցրված քվարց-մոլիբդենիտ-շելիտով կամ քվարց-շելիտով հանքաքարերով:

Սովորաբար նման հանքաքարերը փոքր քանակությամբ պարունակում են վոլֆրամ, մոլիբդեն, հազվագյուտ հողային այլ մետաղներ՝ վոլֆրամ կես տոկոսից մինչև մեկուկես տոկոս, ավելի հաճախ՝ ավելի քիչ։ Եվ սա մի քանի հազար կամ մի քանի տասնյակ հազար տոննա հանքաքարի պաշարներով, որը նույնպես շատ ու շատ փոքր է։ Հանքարդյունաբերությունը սովորաբար իրականացվում է ստորգետնյա կամ բաց եղանակով։

Մայնինգի մեթոդներ

Վոլֆրամի հանքավայրերը ներառում են արդյունահանման մեթոդներ կամ շերտերի փլուզման կամ արդյունահանված բլոկների մեջ հանքաքարի շերտերի հորիզոնական խոշորացման միջոցով: Օգտագործվում է նաև խոզի լցավորման մեթոդը, որը լավ է երակների, սկարնի կամ գրիզենի հանքավայրերի արդյունահանման ժամանակ:

Բաց ճանապարհենթադրում է փեղկերի, սկարնի կամ գրեյզենի նստվածքների կամ պլաքերի առկայություն: Քարհանքերում, որտեղ արդյունահանվում է վոլֆրամ, մոլիբդենի հանքաքար, սովորաբար գործում է տրանսպորտային համակարգ և արտաքին թափոն: Այս դեպքերում հանքարդյունաբերությունը գրեթե ամբողջությամբ մեքենայացված է՝ իննսունհինգ տոկոս։ Բայց գործն այստեղ չի ավարտվում։ Հանքաքարերը պահանջում են հարստացում, քանի որ դրանք պարունակում են միայն մեկուկես տոկոս հազվագյուտ մետաղներ՝ վոլֆրամ, մոլիբդեն։

Ավանդներ

Նախկին ԽՍՀՄ տարածքում վոլֆրամի հանքաքարի առավել նշանակալից հանքավայրերը հետազոտվել են Ղազախստանում, Արևելյան Սիբիրում և Հեռավոր Արևելքում, Կովկասում և Կենտրոնական Ասիայում: Դրանցից ոչ բոլորն են մշակվում։ Արտերկրում վոլֆրամի և մոլիբդենի վերամշակումն իրականացվում է հատկապես Հարավային Կորեայում և Չինաստանում։ Աշխարհում կան ամենանշանակալի ավանդները։ Բացի այդ, վոլֆրամն արդյունահանվում է Պորտուգալիայում, Ավստրալիայում, Կանադայում, Բոլիվիայում, ԱՄՆ-ում, Ֆրանսիայում, Ավստրիայում և Թուրքիայում։

Այստեղ պետք է ասել, որ Հարավարևելյան Ասիան և նրա Խաղաղօվկիանոսյան հանքաքարն ունեն երկրի վրա վոլֆրամի բոլոր պաշարների ավելի քան վաթսուն տոկոսը: Ընդհանուր առմամբ, մոլորակի հետախուզված հանքավայրերում վոլֆրամի ընդհանուր պաշարները շատ ավելի քիչ են, քան մեկուկես միլիոն տոննա: Օրինակ՝ տարեկան արդյունահանվում է մոտ 4,278,200 տոննա ոսկի (ոչ թե պաշարներում, այլ շահագործման է հանձնվում)

Հատկություններ

Լինելով ամենահրակայուն մետաղներից մեկը՝ վոլֆրամը բառացիորեն անփոխարինելի է բոլոր այն ոլորտներում, որոնք կապված են բարձր ջերմաստիճանի հետ: Ինչպես է Wolframium (W) քիմիական տարրը չորրորդ խմբումպարբերական համակարգ. Նրա ատոմային զանգվածը 183 է, 85, իսկ թիվը՝ 74: Այն ստացել է իր անվանումը բաց մոխրագույն գույնի շնորհիվ. Չնայած իր հրակայունությանը, այն կայուն է սովորական ջերմաստիճաններում: Վոլֆրամ մատակարարող հանքանյութերն են շելիտը և վոլֆրամիտը:

Վոլֆրամը գերկարծր ջերմակայուն պողպատների՝ գերարագ և գործիքային պողպատների, ինչպես նաև նույն հատկություններով համաձուլվածքների ամենակարևոր բաղադրիչներից է՝ ստելիտ, վին և այլն։ Բայց մենք ամեն օր տեսնում ենք մաքուր վոլֆրամ, քանի որ այն լայնորեն կիրառվում է էլեկտրատեխնիկայում։ Օրինակ, վոլֆրամի թելերը շիկացած լամպերում: Այն անփոխարինելի է նաև ռադիոէլեկտրոնիկայի մեջ: Էլեկտրոնային սարքերն ունեն այս մետաղից պատրաստված կաթոդներ և անոդներ։

Հալվածքի դասակարգեր

Վոլֆրամի և մոլիբդենի մշակումը դժվար է, բայց չափազանց շահավետ: Արդյունաբերությունը գիտի մի քանի ապրանքանիշեր, որոնց թվում կան ավելի տարածված և ավելի քիչ: Վոլֆրամը մաքուր է, հավելումներով և այլ մետաղների հետ համաձուլվածքներով: Այսպիսով, BP դասարանները տարբերվում են `վոլֆրամի և ռենիումի խառնուրդ; VL - լանթանի օքսիդով որպես հավելում; VI - իտրիումի օքսիդով; VT - թորիումի օքսիդ որպես հավելում; VM - սիլիցիումի և թորիումի հավելումով; VA - սիլիցիում-ալկալի և ալյումինե հավելումներով; HF - մաքուր վոլֆրամ:

Վոլֆրամը ծառայում է որպես կոշտ համաձուլվածքների հիմք, և վոլֆրամի և մոլիբդենի համաձուլվածքը ջերմակայուն է, ինչպես մյուսները: Նաև նրա մասնակցությամբ պատրաստվում է մաշվածության դիմացկուն գործիքային պողպատ։ Այս համաձուլվածքներիցպատրաստվում են շարժիչների շատ մասեր՝ ավիա և տիեզերք, էլեկտրավակուումային սարքերում՝ տարբեր մասեր և թելեր։ Քանի որ այս մետաղի խտությունը շատ բարձր է, այն օգտագործվում է հակակշիռների, փամփուշտների և հրետանային արկերի, բալիստիկ հրթիռների համար (թռիչքի կայունացում, վոլֆրամը կարող է դիմակայել րոպեում հարյուր ութսուն հազար պտույտներին), գերարագ ռոտորների համար։, օգտագործվում են նաև մետաղներ, ինչպիսիք են վոլֆրամը, մոլիբդենը։ Նրանց կիրառությունը, ինչպես տեսնում ենք, շատ լայն է և նույնիսկ, կարելի է ասել, էլեգանտ։

Կիրառման ոլորտներ

Առանց այս հազվագյուտ հողային մետաղների, որոնք են քրոմը, մոլիբդենը, վոլֆրամը, ոչ բժշկությունը, ոչ միջուկային ֆիզիկան այսօր չեն կարող անել: Բոլոր վոլֆրամների միաբյուրեղները ծառայում են որպես ռենտգենյան ճառագայթների, ինչպես նաև այլ իոնացնող ճառագայթների ցինտիլացիոն դետեկտորներ։ Վոլֆրամի դիթելուրիդը (WTe_{2) օգտագործվում է ջերմային էներգիան էլեկտրական էներգիայի փոխակերպելու համար։ Նույնիսկ TIG եռակցումն օգտագործում է վոլֆրամը որպես էլեկտրոդ։}

Հատկապես լայնորեն կիրառվում են վոլֆրամի միացությունները։ Վոլֆրամի կարբիդի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութեր և կոշտ համաձուլվածքներ անհրաժեշտ են ինչպես մետաղների, այնպես էլ ոչ մետաղական կառույցների մշակման համար: Սա հատկապես անհրաժեշտ է մեքենաշինության մեջ՝ ֆրեզերային, շրջադարձային, ճարմանդային, պլանավորման: Կոշտ համաձուլվածքներն այժմ անփոխարինելի են հորեր հորատելու և հանքարդյունաբերության մեջ, և դրա համար մեզ անհրաժեշտ են վոլֆրամ, մոլիբդեն. դրանց օգնությամբ արտադրությունը տիրապետում է նոր տեխնոլոգիաներին։

Հազվագյուտ հողային մետաղական արտադրանքի տեսակները

WS_{2 (վոլֆրամի սուլֆիդ) բարձր ջերմաստիճանի քսուք է, որը կարող է դիմակայել մինչև հինգ հարյուր աստիճան Ցելսիուսի: Այնտեղ, որտեղ արտադրվում է պինդ էլեկտրոլիտ (բարձր ջերմաստիճանի վառելիքի բջիջներ), օգտագործվում է վոլֆրամի եռօքսիդ: Տեքստիլ, ներկերի և լաքի արդյունաբերությունը զգալիորեն բարելավվել և բարդ տեխնոլոգիաներ է ունեցել՝ օգտագործելով վոլֆրամի միացությունները որպես կատալիզատոր և պիգմենտ օրգանական սինթեզում։}

Արդյունաբերությունը արտադրում է վոլֆրամ, մոլիբդեն և այլ հազվագյուտ հողային մետաղներ պարունակող ապրանքների հսկայական տեսականի: Առավել տարածված են էլեկտրոդները, մետաղալարերը, վոլֆրամի փոշին, թերթիկը և ձողը: Էլեկտրոդները երբեք չեն հալվում և, հետևաբար, կարող են օգտագործվել բարձր լեգիրված պողպատների, գունավոր մետաղների և տարբեր քիմիական բաղադրությամբ նյութերի եռակցման համար: Ոչ մի այլ էլեկտրոդ չի ապահովի նման բարձր ամրության զոդում:

Մոլիբդեն

Մոլիբդենի համաձուլվածքները և ինքնին մոլիբդենը հրակայուն նյութեր են: Իր մաքուր տեսքով այն օգտագործվում է մետաղալարերի կամ ժապավենի տեսքով ջեռուցման սարքերի համար՝ էլեկտրական վառարաններ, նույնիսկ ջրածնի մեջ աշխատող 1600 ° C ջերմաստիճանի դեպքում: Մոլիբդենի թիթեղը և մետաղալարն անհրաժեշտ են ռադիոէլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ, դրանք նաև օգտագործվում են ռենտգեն ճարտարագիտության մեջ, մոլիբդենից օգտագործվում են ռենտգենյան խողովակների, էլեկտրոնային լամպերի և վակուումային սարքերի տարբեր մասեր պատրաստելու համար։

Բացի այդ, մոլիբդենը, ինչպես վոլֆրամը, լայնորեն օգտագործվում է պողպատները բարելավելու համար: Մոլիբդենի հավելումը մեծացնում է ամրությունը, կարծրությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը, ամրությունը: Հետևաբար, վոլֆրամը և մոլիբդենը օգտագործվում են ամենակարևոր և ամենակարևոր արտադրանքը ստեղծելու համարհիմնական մանրամասները. Կարծրության համար ստելիտները՝ քրոմը և կոբալտը, ներմուծվում են նման համաձուլվածքի մեջ՝ մաշված մասերի եզրերը եռակցելու համար։ Քրոմ, մոլիբդեն, վոլֆրամ - նման խառնուրդ գրեթե անհնար է ջնջել: Նաև նրան տրվել է առաջին տեղերից մեկը մի շարք թթվակայուն և ջերմակայուն համաձուլվածքներում։

Տիեզերք

Վոլֆրամի և մոլիբդենի համաձուլվածք ցանկացած հրթիռի և ինքնաթիռի գլխի մաշկի մեջ: Ամրությամբ առաջին տեղում վոլֆրամն է, երկրորդում՝ մոլիբդենը։ Այնուամենայնիվ, մոտ մեկուկես հազար աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի հատուկ ուժը առաջին տեղում է բերում մոլիբդենի հետ համաձուլվածքները: Եթե ջերմաստիճանը նույնիսկ ավելի բարձր է, ապա վոլֆրամն ու տանտալն անպարտելի են։ Մոլիբդենն օգտագործվում է բոլոր թռչող տիեզերանավերի բջիջների վահանակներ, պարկուճների և հրթիռների պատյաններ, որոնք վերադառնում են Երկիր, ջերմափոխանակիչներ, ջերմային վահաններ, թևերի եզրերի եզրագծեր, կայունացուցիչներ պատրաստելու համար::

Այնտեղ, որտեղ աշխատանքային պայմանները դժվար են, հազվագյուտ հողային մետաղները օգնում են. Նման նյութից կարելի է ակնկալել բարձր դիմադրություն օքսիդացման և գազային էրոզիայի նկատմամբ, բարձր ուժ և ազդեցությանը դիմակայելու ունակություն: Տուրբոռեակտիվ և հրթիռային շարժիչների շատ մասեր, պոչի փեշեր, տուրբինի շեղբեր, վարդակների կափարիչներ, հսկիչ մակերեսներ, հրթիռային շարժիչի վարդակներ և այլն. մոլիբդենը հաղթահարում է այս բոլոր դժվար աշխատանքները:

Երկրի վրա

Խոստումնալից նյութեր սարքավորումների համար, որոնք աշխատում են ֆոսֆորական, ծծմբային և աղաթթուներում, պատրաստված են մոլիբդենից և դրա համաձուլվածքներից: Այն կայուն է նույնիսկ հալված ապակու մեջ, և, հետևաբար, ապակու արդյունաբերությունը լայնորեն օգտագործում էմոլիբդենը՝ որպես հալման էլեկտրոդներ։

Պղնձի, ցինկի և ալյումինի համաձուլվածքների բարձր ճնշման ձուլման համար ձողեր և կաղապարներ պատրաստվում են դրա համաձուլվածքներից: Մոլիբդենի հետ պողպատները մշակվում են ճնշման տակ՝ մամլիչներ, ձողիկներ, ծակող գործարանների մանդրելներ։ Ինքը՝ մոլիբդենային պողպատը, նույնպես մեծապես բարելավվել է։