ვოლფრამი, მოლიბდენი: შენადნობის გამოყენება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 13:57

ბუნებრივი მინერალური წარმონაქმნები, რომლებიც შეიცავს ვოლფრამს სხვადასხვა ნაერთებში და სამრეწველო კონცენტრაციებში, როდესაც მოპოვება ტექნიკურად შესაძლებელია და ეკონომიკურად შესაძლებელია - ვოლფრამი, მოლიბდენი მადნებში, ასევე ბერილიუმი, კალა, სპილენძი, ბისმუტი, ზოგჯერ ვერცხლისწყალი, ანტიმონი, ვერცხლი., ოქრო, დარიშხანი, ტანტალი, გოგირდი, სკანდიუმი, ნიობიუმი - პლანეტა, მათი ჯგუფის სახელით თუ ვიმსჯელებთ, არ არის მდიდარი ასეთი იშვიათი მიწიერი ლითონებით. ვოლფრამის მადნის ასოცირებული კომპონენტი - მოლიბდენი, ისევე როგორც სხვა უმეტესობა, მოიპოვება გამდიდრების დროს და გარდაიქმნება სელექციურ ან კოლექტიურ კონცენტრატებად.

როგორ გამოჩნდა ვოლფრამი

შვედმა ქიმიკოსმა კარლ შელემ, გაწვრთნილმა ფარმაცევტმა, ჩაატარა ექსპერიმენტები საკუთარ ლაბორატორიაში. იქ მან აღმოაჩინა მანგანუმი, ბარიუმი, ქლორი, ჟანგბადიც კი კაცობრიობისთვის. მთელი ცხოვრება მან არაფერი გააკეთა, გარდა აღმოჩენებისა, რისთვისაც მიიღეს სტოკჰოლმის მეცნიერებათა აკადემიაში. და სიკვდილამდე ცოტა ხნით ადრეც კი, 1781 წელს, მან არ გააკეთა თავისი საყვარელი საქმე.შეჩერდა, რითაც მოგვცა კიდევ ერთი შესანიშნავი საჩუქარი.

ექსპერიმენტების დროს კარლ შელემ აღმოაჩინა, რომ ვოლფრამი (მინერალი, რომელსაც მოგვიანებით მის პატივსაცემად შეელიტი უწოდეს) არის ზოგიერთი ჯერ კიდევ უცნობი მჟავის მარილი. ეს იყო უზარმაზარი აღმოჩენა, მაგრამ მხოლოდ ორი წლის შემდეგ, ესპანელმა ქიმიკოსებმა და მისმა სტუდენტებმა ამ მინერალისგან სრულიად ახალი ელემენტი გამოყო, რამაც ინდუსტრიის ყველა პოსტულატი თავდაყირა დააყენა. თუმცა, ეს რევოლუცია მაშინვე არ მომხდარა, საუკუნე გავიდა მანამ, სანამ გაირკვევა, თუ რა განსაკუთრებული თვისებები აქვს ვოლფრამს.

განშორება

საბადოდან გამომდინარე, ყველა ვოლფრამის საბადო იყოფა ორ ტიპად: ეგზოგენურ და ენდოგენურ. ამ უკანასკნელთა შორის არის გენეტიკური მადნების სკარნი, პეგმატიტი, ვენურ-ვენური (ჰიდროთერმული), გრეზერული სახეობები, რომლებიც გაერთიანებულია სამ ძირითად საბადო წარმონაქმნად. ეს არის ვოლფრამი - კალა, ვოლფრამი - მოლიბდენი, ვოლფრამი - პოლიმეტალები.

ზოგჯერ ვოლფრამი გვხვდება პეგმატიტებში, საიდანაც მას და შილიტს მოიპოვებენ გზაზე, ბერილის, კასტერიტის, ტანტალის, ნიობატების ან სპოდუმენის მოპოვებით. პეგმატიტის საბადოები - ალუვიური პლაცერების წარმოქმნის წყაროები - ყველაზე მეტად განვითარებულია სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიასა და აფრიკაში.

აქციები

ვოლფრამი, მოლიბდენი მადნებში მჭიდრო კავშირშია გრანიტის შეღწევასთან, მათ აპიკალურ ნაწილებთან, სადაც შეიმჩნევა სახურავის დეპოზიტები, ხშირად თან ახლავს მადნის საწყობები, როგორც შიდა, ასევე სუპრაინტრუზიული.

ისინი ფორმის მოსასხამივითაა,იზომეტრიული და ოვალური ყველაზე ხშირად ბრტყელი საწოლებით. ასევე არის სვეტოვანი მადნის სხეულები და უსწორმასწორო ფორმის საწყობები. საბადოების მარაგი, სადაც მოლიბდენის, ვოლფრამის და სხვა იშვიათი მიწიერი მინერალებია წარმოდგენილი, თითქმის არასოდეს აქვთ დიდი მარაგი. მადანი შეფასებულია მხოლოდ ათობით, ძალიან იშვიათად ასობით ათასი ტონად.

წარმოება

მოლიბდენის, ვოლფრამის და სხვა ჰიდროთერმული საბადოები განლაგებულია გრანიტის მასივების ეგზო- და ენდოკონტაქტის ზონებში, რომლებიც ქმნიან საკმაოდ გაფართოებულ სიღრმეში - კილომეტრამდე - ციცაბო ჩაღრმავების ვენების მთელ სერიას, უფრო იშვიათად იქ. არის ვენის საშუალო ჩაღრმავება. ასევე არის საფონდო სამუშაოები. მადნის სხეულები შედგება კვარც-ვოლფრამიტ-კასიტერიტის, კვარც-ვოლფრამიტის ჩანართებისგან, ხშირად მოლიბდენით, ბერილით და ბისმუთით, გადაკვეთილი კვარც-მოლიბდენიტ-შელიტით ან კვარც-შელიტის მადნებით..

როგორც წესი, ასეთი მადნები შეიცავს ვოლფრამი, მოლიბდენი, სხვა იშვიათი მიწიერი ლითონი მცირე რაოდენობით: ვოლფრამი ნახევარი პროცენტიდან ერთნახევარ პროცენტამდე, უფრო ხშირად - ნაკლებს. და ეს არის რამდენიმე ათასი ან რამდენიმე ათეული ათასი ტონა მადნის მარაგი, რაც ასევე ძალიან, ძალიან მცირეა. სამთო მოპოვება ჩვეულებრივ ხორციელდება მიწისქვეშა ან ღია ორმოს მეთოდებით.

მაინინგის მეთოდები

ვოლფრამის საბადოები მოიცავს მოპოვების მეთოდებს ან ფენების ნგრევით ან მოპოვებული ბლოკების ფენებად მადნის ჰორიზონტალურად გადიდებით. ასევე გამოიყენება თხის ჩაყრის მეთოდი, რომელიც კარგია ვენების, სკარნის ან გრიზენის საბადოების მოპოვებისას.

ღია გზავარაუდობს საკეტების, სკარნის ან გრიზენის საბადოების ან პლაცერების არსებობას. კარიერებში, სადაც მოიპოვება ვოლფრამი, მოლიბდენის საბადო, ჩვეულებრივ მოქმედებს სატრანსპორტო სისტემა და გარე გადაყრა. ამ შემთხვევებში მაინინგი თითქმის მთლიანად მექანიზებულია - ოთხმოცდათხუთმეტი პროცენტი. მაგრამ სამუშაო აქ არ მთავრდება. საბადოები საჭიროებს გამდიდრებას, რადგან მხოლოდ ერთნახევარი პროცენტი შეიცავს იშვიათ მიწიერ ლითონებს - ვოლფრამი, მოლიბდენი.

დეპოზიტები

ყოფილი სსრკ-ის ტერიტორიაზე ვოლფრამის მადნის ყველაზე მნიშვნელოვანი საბადოები გამოკვლეულია ყაზახეთში, აღმოსავლეთ ციმბირში და შორეულ აღმოსავლეთში, კავკასიასა და ცენტრალურ აზიაში. ყველა მათგანი არ არის განვითარებული. საზღვარგარეთ ვოლფრამის და მოლიბდენის გადამუშავება განსაკუთრებით სამხრეთ კორეასა და ჩინეთში მიმდინარეობს. მსოფლიოში ყველაზე მნიშვნელოვანი საბადოებია. გარდა ამისა, ვოლფრამი მოიპოვება პორტუგალიაში, ავსტრალიაში, კანადაში, ბოლივიაში, აშშ-ში, საფრანგეთში, ავსტრიასა და თურქეთში.

აქ უნდა ითქვას, რომ სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიასა და მის წყნარი ოკეანის მადნის სარტყელს აქვს დედამიწაზე არსებული ვოლფრამის მარაგების სამოც პროცენტზე მეტი. მთლიანობაში, პლანეტის შესწავლილ საბადოებში, ვოლფრამის მთლიანი მარაგი გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მილიონნახევარი ტონა. მაგალითად, ყოველწლიურად მოიპოვება დაახლოებით 4,278,200 ტონა ოქრო (არა რეზერვში, მაგრამ გამოიყენება)

თვისებები

როგორც ერთ-ერთი ყველაზე ცეცხლგამძლე ლითონი, ვოლფრამი ფაქტიურად შეუცვლელია ყველა სფეროში, რომელიც დაკავშირებულია მაღალ ტემპერატურასთან. როგორ არის ქიმიური ელემენტი ვოლფრამიუმი (W) მეოთხე ჯგუფშიპერიოდული სისტემა. მისი ატომური მასა არის 183, 85 და ნომერი 74. მან მიიღო სახელი ღია ნაცრისფერი ფერის გამო - გერმანულიდან Wolf და Rahm ითარგმნება როგორც "მგელი" და "კრემი", სიტყვასიტყვით - "მგლის ქაფი". მიუხედავად მისი ცეცხლგამძლეობისა, ის სტაბილურია ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე. მინერალები, რომლებიც ამარაგებენ ვოლფრამს, არის შეელიტი და ვოლფრამიტი.

ვოლფრამი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი ზემყარი სითბოს მდგრადი ფოლადების - მაღალსიჩქარიანი და ხელსაწყოების ფოლადების, ასევე შენადნობების იგივე თვისებებით - სტელიტი, მოგება და ა.შ. მაგრამ ჩვენ ყოველდღიურად ვხედავთ სუფთა ვოლფრამს, რადგან ის ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში. მაგალითად, ვოლფრამის ძაფები ინკანდესენტურ ნათურებში. ის ასევე შეუცვლელია რადიოელექტრონიკაში. ელექტრონულ მოწყობილობებს აქვთ ამ ლითონისგან დამზადებული კათოდები და ანოდები.

შენადნობის კლასები

ვოლფრამის და მოლიბდენის დამუშავება რთულია, მაგრამ ძალიან მომგებიანი. ინდუსტრიამ იცის რამდენიმე ბრენდი, რომელთა შორის არის უფრო გავრცელებული და ნაკლები. ვოლფრამი არის სუფთა, დანამატებით და სხვა ლითონების შენადნობებით. ამრიგად, BP კლასები განსხვავდება - ვოლფრამის და რენიუმის შენადნობი; VL - ლანთანუმის ოქსიდით, როგორც დანამატი; VI - იტრიუმის ოქსიდით; VT - თორიუმის ოქსიდი, როგორც დანამატი; VM - სილიციუმის და თორიუმის დანამატით; VA - სილიკონ-ტუტე და ალუმინის დანამატებით; HF - სუფთა ვოლფრამი.

ვოლფრამი ემსახურება როგორც მყარი შენადნობების საფუძველს, ხოლო ვოლფრამის და მოლიბდენის შენადნობი სითბოს მდგრადია, როგორც ზოგიერთი სხვა. ასევე, მისი მონაწილეობით მზადდება აცვიათ მდგრადი ხელსაწყო ფოლადი. ამ შენადნობებიდანმზადდება ძრავების მრავალი ნაწილი - ავიაცია და სივრცე, ელექტროვაკუუმ მოწყობილობებში - სხვადასხვა ნაწილები და ძაფები. ვინაიდან ამ ლითონის სიმკვრივე ძალიან მაღალია, იგი გამოიყენება საპირწონედ, ტყვიებისა და საარტილერიო ჭურვებისთვის, ბალისტიკური რაკეტებისთვის (ფრენის სტაბილიზაცია, ვოლფრამი გაუძლებს ას ოთხმოცი ათასი რევოლუციას წუთში), ულტრამაღალსიჩქარიანი როტორებისთვის., ასევე გამოიყენება ლითონები, როგორიცაა ვოლფრამი, მოლიბდენი. მათი გამოყენება, როგორც ვხედავთ, ძალიან ფართოა და შეიძლება ითქვას, ელეგანტურიც.

აპლიკაციის სფერო

ამ იშვიათი მიწიერი ლითონების გარეშე, ეს არის ქრომი, მოლიბდენი, ვოლფრამი, დღეს ვერც მედიცინას და ვერც ბირთვულ ფიზიკას არ შეუძლია. ყველა ვოლფრატის ერთკრისტალები ემსახურება როგორც რენტგენის სხივების, ასევე სხვა მაიონებელი გამოსხივების ცინტილაციის დეტექტორებს. ვოლფრამის დიტელურიდი (WTe_{2) გამოიყენება თერმული ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადაქცევაში. TIG შედუღებაც კი იყენებს ვოლფრამს ელექტროდად.}

განსაკუთრებით ფართოდ გამოიყენება ვოლფრამის ნაერთები. ვოლფრამის კარბიდზე დაფუძნებული კომპოზიციური მასალები და მყარი შენადნობები საჭიროა როგორც ლითონების, ასევე არალითონური სტრუქტურების დასამუშავებლად. ეს განსაკუთრებით აუცილებელია მანქანათმშენებლობაში: დაფქვა, შემობრუნება, თლილი, დაგეგმვა. მყარი შენადნობები ახლა შეუცვლელია ჭაბურღილების ბურღვისა და სამთო მრეწველობისთვის და ამისთვის გვჭირდება ვოლფრამი, მოლიბდენი - წარმოება მათი დახმარებით ახალ ტექნოლოგიებს ეუფლება.

იშვიათი მიწიერი ლითონის პროდუქტების სახეები

WS_{2 (ვოლფრამის სულფიდი) არის მაღალი ტემპერატურის ცხიმი, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს ხუთასი გრადუსამდე ცელსიუსს. სადაც მყარი ელექტროლიტი იწარმოება (მაღალი ტემპერატურის საწვავის უჯრედები), გამოიყენება ვოლფრამის ტრიოქსიდი. ტექსტილის, საღებავებისა და ლაქების მრეწველობამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა და გაართულა ტექნოლოგიები, ვოლფრამის ნაერთების, როგორც კატალიზატორისა და პიგმენტის გამოყენება ორგანულ სინთეზში.}

მრეწველობა აწარმოებს უზარმაზარ მრავალფეროვან პროდუქტს, რომელიც შეიცავს ვოლფრამი, მოლიბდენი და სხვა იშვიათი დედამიწის ლითონები. ყველაზე გავრცელებულია ელექტროდები, მავთული, ვოლფრამის ფხვნილი, ფურცელი და ღერო. ელექტროდები არასოდეს დნება და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი შენადნობის ფოლადების, ფერადი ლითონებისა და სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობის მასალების შესადუღებლად. არცერთი სხვა ელექტროდი არ უზრუნველყოფს ასეთი მაღალი სიმტკიცის შედუღებას.

მოლიბდენი

მოლიბდენის შენადნობები და თავად მოლიბდენი ცეცხლგამძლე მასალაა. მისი სუფთა სახით, იგი გამოიყენება მავთულის ან ფირის სახით გათბობის მოწყობილობებისთვის - ელექტრო ღუმელებისთვის, თუნდაც წყალბადში მომუშავე 1600 ° C ტემპერატურაზე. მოლიბდენის კალა და მავთული საჭიროა რადიოელექტრონულ ინდუსტრიაში, მათ ასევე იყენებენ რენტგენის ინჟინერიაში, მოლიბდენი გამოიყენება რენტგენის მილების, ელექტრონული ნათურების და ვაკუუმური მოწყობილობების სხვადასხვა ნაწილების დასამზადებლად.

გარდა ამისა, მოლიბდენი, ისევე როგორც ვოლფრამი, ფართოდ გამოიყენება ფოლადების გასაუმჯობესებლად. მოლიბდენის დანამატი ზრდის სიმტკიცეს, გამკვრივებას, კოროზიის წინააღმდეგობას, სიმტკიცეს. ამიტომ, ვოლფრამი და მოლიბდენი გამოიყენება ყველაზე კრიტიკული პროდუქტების შესაქმნელად და ყველაზე მეტადძირითადი დეტალები. სიმყარისთვის, სტელიტები - ქრომი და კობალტი - შეჰყავთ ასეთ შენადნობში, რათა შედუღონ აცვიათ ნაწილების კიდეები. ქრომი, მოლიბდენი, ვოლფრამი - ასეთი შენადნობის წაშლა თითქმის შეუძლებელია. ასევე, მას მიენიჭა ერთ-ერთი პირველი ადგილი მჟავაგამძლე და სითბოს მდგრადი შენადნობების რაოდენობაში.

ფართი

ვოლფრამის და მოლიბდენის შენადნობი ნებისმიერი რაკეტისა და თვითმფრინავის თავის კანში. სიძლიერის მხრივ პირველ ადგილზეა ვოლფრამი, მეორეზე კი მოლიბდენი. თუმცა, სპეციფიკური სიძლიერე დაახლოებით ერთი და ნახევარი ათასი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე პირველ ადგილზე აყენებს შენადნობებს მოლიბდენით. თუ ტემპერატურა კიდევ უფრო მაღალია, მაშინ ვოლფრამი და ტანტალი დაუმარცხებელია. მოლიბდენი გამოიყენება ყველა მფრინავი კოსმოსური ხომალდის თაფლის პანელების დასამზადებლად, კაფსულებისა და რაკეტების ჭურვები, რომლებიც ბრუნდებიან დედამიწაზე, სითბოს გადამცვლელები, სითბოს ფარები, ფრთების კიდეების მორთვა, სტაბილიზატორები.

სადაც სამუშაო პირობები რთულია, იშვიათი დედამიწის ლითონები ეხმარება. ასეთი მასალისგან შეიძლება ველოდოთ ჟანგვისა და გაზის ეროზიის მიმართ მაღალი წინააღმდეგობის გაწევას, მაღალი სიძლიერეს და ზემოქმედების გამძლეობას. ტურბორეაქტიული და სარაკეტო ძრავების მრავალი ნაწილი, კუდის კალთები, ტურბინის პირები, საქშენების საკეტები, საკონტროლო ზედაპირები, სარაკეტო ძრავის საქშენები და ასე შემდეგ - მოლიბდენი უმკლავდება ყველა ამ რთულ სამუშაოს.

დედამიწაზე

პერსპექტიული მასალები აღჭურვილობისთვის, რომელიც მუშაობს ფოსფორის, გოგირდის და მარილმჟავაში, მზადდება მოლიბდენისა და მისი შენადნობებისგან. ის მდგრადია გამდნარ მინაშიც კი და ამიტომ მინის ინდუსტრია ფართოდ იყენებსმოლიბდენი, როგორც ელექტროდები დნობისთვის.

სპილენძის, თუთიის და ალუმინის შენადნობების მაღალი წნევით ჩამოსხმის წნელები და ყალიბები მზადდება მისი შენადნობებისგან. მოლიბდენით ფოლადებს ამუშავებენ წნევით - დაჭერით კვარცხლბეკით, ჩიპებით, პირსინგის ქარხნების მანდრილებით. თავად მოლიბდენის ფოლადი ასევე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია.