Volfram metall. Volfram: kasutusala, omadused ja keemilised omadused

Emake loodus on rikastanud inimkonda kasulike keemiliste elementidega. Mõned neist on peidus selle soolestikus ja sisalduvad suhteliselt väikestes kogustes, kuid nende tähtsus on väga oluline. Üks neist on volfram. Selle kasutamine on tingitud erilistest omadustest.

Päritolulugu

18. sajand - perioodilisuse tabeli avastamise sajand - sai selle metalli ajaloos oluliseks.

Varem aktsepteeriti teatud mineraalsete kivimite hulka kuuluva aine olemasolu, mis takistas nendest vajalike metallide sulamist. Näiteks tina saamine oli raske, kui maak sisaldas sellist elementi. Sulamistemperatuuride erinevus ja keemilised reaktsioonid tõid kaasa räbuvahu moodustumise, mis vähendas tina saagist.

8. sajandil avastasid metalli järjestikku Rootsi teadlane Scheele ja hispaanlased vennad Eluardid. See juhtus mineraalsete kivimite - šeeliidi ja volframiidi - oksüdatsiooni keemiliste katsete tulemusena.

Registreeritud elementide perioodilises süsteemis aatomnumbriga 74. Haruldane tulekindel metall aatommassiga 183,84 on volfram. Selle kasutamine on tingitud juba 20. sajandil avastatud ebatavalistest omadustest.

Kust otsida?

Maa soolestiku arvu järgi on see "hõredalt asustatud" ja on 28. kohal. See on umbes 22 erineva mineraali komponent, kuid ainult 4 neist on selle kaevandamiseks hädavajalikud: šeeliit (sisaldab umbes 80% trioksiidi), volframiit, ferberiit ja hubneriit (need sisaldavad kumbki 75-77%). Maakide koostis sisaldab kõige sagedamini lisandeid, mõnel juhul viiakse läbi selliste metallide nagu molübdeen, tina, tantaal jne paralleelne "ekstraheerimine". Suurimad maardlad on Hiinas, Kasahstanis, Kanadas, USA-s, on ka Venemaal, Portugalis, Usbekistanis.

Kuidas nad vastu võtavad?

Spetsiaalsete omaduste ja kivimite vähese sisalduse tõttu on puhta volframi saamise tehnoloogia üsna keeruline.

1. Magneteraldus, elektrostaatiline eraldamine või flotatsioon maagi rikastamiseks 50–60% kontsentratsioonini
2. 99% oksiidi eraldamine keemiliste reaktsioonide abil leeliseliste või happeliste reagentidega ja tekkiva sademe faasiline puhastamine.
3. Metalli redutseerimine süsiniku või vesinikuga, vastava metallipulbri saagis.
4. Valuplokkide või pulberpaagutatud brikettide tootmine.

Metallurgiatoodete tootmise üks olulisi etappe on pulbermetallurgia. See põhineb pulbriliste tulekindlate metallide segamisel, nende pressimisel ja järgneval paagutamisel. Nii saadakse suur hulk tehnoloogiliselt olulisi sulameid, mille kasutust leiab peamiselt aastal tööstuslik tootmine suurenenud võimsuse ja vastupidavusega lõikeriistad.

Füüsilised ja keemilised omadused

Volfram on tulekindel ja raske hõbemetall, millel on kehakeskne kristallvõre.

• Sulamistemperatuur - 3422 ˚С.
• Keemistemperatuur - 5555 ˚С.
• Tihedus - 19,25 g / cm3.

See on hea elektrijuht. Ei magnetiseeru. Mõned mineraalid (näiteks šeeliit) on luminestseeruvad.

Vastupidav hapetele, kõrgel temperatuuril agressiivsetele ainetele, korrosioonile ja vananemisele. Volfram aitab kaasa ka terase negatiivsete lisandite mõju deaktiveerimisele, selle kuumakindluse, korrosioonikindluse ja töökindluse parandamisele. Selliste raud-süsiniksulamite kasutamine on põhjendatud nende valmistatavuse ja kulumiskindlusega.

Mehaanilised ja tehnoloogilised omadused

Volfram - kõva, vastupidav metall. Selle kõvadus on 488 HB, tõmbetugevus on 1130-1375 MPa. Külmalt pole see plastik. Temperatuuril 1600 ˚С suureneb plastilisus survetöötlusele absoluutse vastuvõtlikkuse olekusse: sepistamine, valtsimine, tõmbamine. On teada, et 1 kg seda metalli võimaldab toota niiti kogupikkusega kuni 3 km.

Mehaaniline töötlemine on raske liigse kõvaduse ja rabeduse tõttu. Puurimiseks, treimiseks, freesimiseks kasutatakse pulbermetallurgiaga valmistatud kõvasulamist volfram-koobaltmaterjale. Harvemini kasutatakse madalatel pööretel ja eritingimustel kiirelt legeeritud volframterasest valmistatud tööriistu. Standardsed lõikepõhimõtted ei kehti, kuna seadmed kuluvad ülikiiresti ja töödeldud volfram praguneb. Rakendatakse järgmisi tehnoloogiaid:

1. Pinnakihi keemiline töötlemine ja immutamine, sh hõbeda kasutamine selleks.
2. Pinna soojendamine ahjude, gaasileegi, elektrivooluga 0,2 A. Lubatud temperatuur, mille juures plastilisus veidi suureneb ja vastavalt sellele paraneb lõikamine, on 300-450 ˚С.
3. Volframi lõikamine madala sulamistemperatuuriga ainetega.

Teritamine ja lihvimine tuleks läbi viia teemandi ja harvemini korundi abil.

Selle tulekindla metalli keevitamine toimub peamiselt elektrikaare, volframi või süsiniku elektroodide toimel inertgaasi või vedeliku varjestuses. Võimalik on ka kontaktkeevitus.

Sellel erilisel keemilisel elemendil on omadused, mis eristavad seda üldisest massist. Näiteks, kuna seda iseloomustab kõrge kuumus- ja kulumiskindlus, parandab see legeeritud volframi sisaldavate teraste kvaliteeti ja lõikeomadusi ning kõrge sulamistemperatuur võimaldab toota hõõgniite hõõglampide jaoks ja elektroodide keevitamiseks.

Rakendus

Haruldus, ebatavalisus ja tähtsus määravad metalli nimega volfram - volfram laialdase kasutuse kaasaegses tehnoloogias. Omadused ja rakendus õigustavad kõrgeid kulusid ja nõudlust. Kõrge sulamistemperatuur, kõvadus, tugevus, kuumakindlus ja vastupidavus keemilisele rünnakule ja korrosioonile, kulumiskindlus ja lõikeomadused – need on selle peamised trumbid. Kasutusjuhtumid:

1. Hõõglambid.
2. kiirete, kulumiskindlate, kuumakindlate ja kuumakindlate raud-süsiniksulamite saamiseks, mida kasutatakse puuride ja muude tööriistade, stantside, vedrude ja vedrude, siinide tootmiseks.
3. "Puberdatud" kõvasulamite tootmine, mida kasutatakse peamiselt väga kulumiskindlate lõike-, puurimis- või pressimistööriistadena.
4. Elektroodid argoon- ja takistuskeevituseks.
5. Röntgen- ja raadiotehnika osade valmistamine, erinevad tehnilised lambid.
6. Spetsiaalsed helendavad värvid.
7. Juhtmed ja osad keemiatööstus.
8. Erinevad praktilised pisiasjad, näiteks mormyshki kalapüügiks.

Erinevad sulamid, sealhulgas volfram, koguvad populaarsust. Selliste materjalide ulatus on kohati üllatav - rasketehnikast kergetööstuseni, kus valmistatakse eriomadustega (näiteks tulekindlaid) kangaid.

Universaalseid materjale pole olemas. Iga tuntud element ja loodud sulamid eristuvad nende unikaalsuse ja vajalikkuse poolest teatud elu- ja tööstuse valdkondades. Mõnel neist on aga erilised omadused, mis muudavad võimalikuks varem teostamatud protsessid. Üks selline metall on volfram. Selle rakendusala pole piisavalt lai, nagu teras, kuid kõik võimalused on inimkonna jaoks äärmiselt kasulikud ja vajalikud.

Volfram on neljanda rühma keemiline element, mille aatomnumber on 74 Dmitri Ivanovitš Mendelejevi perioodilises süsteemis, tähisega W (Wolframium). Metalli avastasid ja isoleerisid kaks hispaania keemikut venda d "Eluyar 1783. aastal. Nimetus "Wolframium" ise kandus elemendile varem tuntud mineraalist volframiidist, mis oli tuntud juba 16. sajandil, seejärel nimetati seda "hundiks". vaht" või ladina keeles "Spumalupi", edasi saksa keel see fraas kõlab nagu "WolfRahm" (Volfram). Praegu kasutatakse USA-s, Prantsusmaal, Suurbritannias ja mõnes teises riigis volframi nimetamiseks nimetust "volfram" (rootsi keelest volfram, mis tõlkes tähendab "raske kivi").

Volfram on hall kõva siirdemetall. Volframi peamine kasutusala on aluse roll tulekindlates materjalides metallurgias. Volfram on ülimalt tulekindel, tavatingimustes on metall keemiliselt vastupidav.

Volfram erineb kõigist teistest metallidest oma ebatavalise kõvaduse, raskuse ja mittesulavuse poolest. Selle metalli tihedus on peaaegu kaks korda suurem plii tihedusest, täpsemalt 1,7 korda. Kõige selle juures on volframi aatommass väiksem ja selle väärtus on 184 versus 207 plii puhul.

Volfram on helehall metall, selle metalli sulamis- ja keemistemperatuur on kõrgeim. Volframi plastilisuse ja infusioonivõime tõttu on seda võimalik kasutada hõõgniitidena valgustusseadmetes, kineskoobides ja ka muudes vaakumtorudes.

Tuntud on kakskümmend volframmineraali. Levinumad: tööstusliku tähtsusega volframiitšeeliitrühma mineraalid. Vähem levinud on volframiitsulfiid, s.o. volframiit (WS2) ja oksiiditaolised ühendid - ferro - ja kuprotungstiit, volframiit, hüdrovolframiit. Kõrge volframisisaldusega psilomelanid on laialt levinud.

volframfilament õhusõiduki kere

Sõltuvalt volframimaardlate esinemistingimustest, morfoloogiast ja tüübist kasutatakse nende väljatöötamisel avatud, maa-aluseid ja kombineeritud meetodeid.

Praegu puuduvad meetodid volframi saamiseks otse kontsentraatidest. Sellega seoses eraldatakse esmalt kontsentraadist vaheühendid ja seejärel saadakse neist metalliline volfram. Volframi eraldamine hõlmab: kontsentraatide lagunemist, seejärel metalli üleminekut ühenditeks, millest see eraldatakse ülejäänud kaasnevatest elementidest. Volframhappe eraldamine, st. puhas keemiline ühend volfram, jätkub järgneva metallilise volframi tootmisega.

Volframit kasutatakse masinate ja seadmete valmistamisel metallitöötlemiseks, ehituseks ja mäetööstus, lampide ja lampide valmistamisel, transpordi- ja elektroonikatööstuses, keemiatööstuses ja muudes valdkondades.

Volframterasest valmistatud tööriist suudab taluda metallitöötlemise kõige intensiivsemate protsesside tohutuid kiirusi. Lõikamiskiirust sellise tööriista abil mõõdetakse tavaliselt kümnetes meetrites sekundis.

Volfram on looduses üsna halvasti jaotunud. Metalli sisaldus maakoores massi järgi on umbes 1,3·10?4%. Peamised volframi sisaldavad mineraalid on looduslikud volframid: šeeliit, mida algselt nimetati volframiks, ja volframiit.

Volframi tootmine

Volframi tootmise esimene etapp on maagi rikastamine, s.o. väärtuslike komponentide eraldamine maagi põhimassist, aherainest. Kasutatakse samu rikastamismeetodeid, mis muude raskmetallimaakide puhul: jahvatamine ja flotatsioon, millele järgneb magneteraldus (volframiidimaagid) ja oksüdatiivne röstimine. Selle meetodiga saadud kontsentraat põletatakse tavaliselt liigse soodaga, viies seeläbi volframi lahustuvasse olekusse, s.t. naatriumvolframiidiks.

Teine meetod selle aine saamiseks on leostumine. Volfram ekstraheeritakse sooda lahusega kõrgendatud temperatuuril ja rõhu all, millele järgneb neutraliseerimine ja kaltsiumvolframaadi sadestamine, s.o. scheeliit. Scheeliit saadakse seetõttu, et sellest on üsna lihtne eraldada puhastatud volframoksiidi.

CaWO 4 > H 2 WO 4 või (NH 4) 2 WO 4 > WO 3

Volframoksiidi saadakse ka kloriidide kaudu. Volframikontsentraati töödeldakse kõrgendatud temperatuuril gaasilise klooriga. Sel juhul tekivad volframkloriidid, mis on sublimatsiooni teel kergesti teistest kloriididest eraldatavad. Saadud kloriidi saab kasutada oksiidi saamiseks või metalli koheseks ekstraheerimiseks.

Järgmises etapis muudetakse oksiidid ja kloriidid metalliliseks volframiks. Volframoksiidi vähendamiseks on kõige parem kasutada vesinikku. Selle redutseerimisega on metall kõige puhtam. Oksiidi redutseerimine toimub spetsiaalses toruahjus, kus WO 3-ga "paat" liigub läbi mitme temperatuuritsooni. Kuiv vesinik siseneb "paadi" suunas.Oksiidide redutseerimine toimub kuumas (450-600°C) ja külmas tsoonis (750-1100°C). Külmades tsoonides toimub redutseerimine WO 2-ks ja seejärel metalliks. Kuuma tsooni läbides muutuvad pulbrilise volframi terad oma suurust.

Taastamine võib toimuda mitte ainult vesiniku tarnimisel. Sageli kasutatakse kivisütt. Tänu tahkele redutseerijale on tootmine lihtsustatud, kuid temperatuur peaks sel juhul ulatuma 1300°C-ni. Kivisüsi ise ja selles alati sisalduvad lisandid, reageerides volframiga, moodustavad teiste ühendite karbiide. Selle tulemusena on metall saastunud. Kuid elektritööstuses kasutatakse ainult kvaliteetset volframi. Isegi 0,1% raua lisandid teevad volframi kõige õhema traadi valmistamiseks, sest. see muutub palju hapramaks.

Volframi eraldamine kloriididest põhineb pürolüüsil. Volfram ja kloor moodustavad mõningaid ühendeid. Kloori liig võimaldab need kõik muundada WCl6-ks ja see omakorda laguneb temperatuuril 1600 °C klooriks ja volframiks. Vesiniku olemasolul algab protsess 1000 °C juures.

Nii saadakse volfram pulbri kujul, mis seejärel vesinikuvoolus kõrgel temperatuuril pressitakse. Pressimise esimene etapp (kuumutamine umbes 1100-1300 °C-ni) annab rabeda poorse valuploki. Seejärel pressimine jätkub ja temperatuur hakkab tõusma peaaegu volframi sulamistemperatuurini. Sellises keskkonnas hakkab metall muutuma tahkeks ja omandab järk-järgult oma omadused ja omadused.

Keskmiselt 30% tööstuses toodetavast volframist on taaskasutatud volfram. Volframijäägid, saepuru, laastud ja pulber oksüdeeritakse ja muudetakse ammooniumparavolframaadiks. Lõiketeraste jäägid utiliseeritakse reeglina samu teraseid tootvas ettevõttes. Elektroodide, hõõglampide ja kemikaalide jääke ei võeta peaaegu kunagi ringlusse.

Volfram on neljanda rühma keemiline element, mille aatomnumber on 74 Dmitri Ivanovitš Mendelejevi perioodilises süsteemis, tähisega W (Wolframium). Metalli avastasid ja eraldasid kaks Hispaania keemikut, vennad d'Eluyar, 1783. aastal. Nimetus "Wolframium" ise kandus üle elemendile varem tuntud mineraalist volframiidist, mis oli tuntud juba 16. sajandil, siis nimetati seda "hundivahuks" või ladina keeles "Spuma lupi", saksa keeles kõlab see fraas nii. "Hunt Rahm" (Volfram). Nimetus seostus sellega, et volfram, olles tinamaakidega kaasas, segas oluliselt tina sulatamist, sest. tõlkis tina räbuvahuks (selle protsessi kohta hakati ütlema: "Tina õgib nagu hunt lammast!"). Praegu kasutatakse USA-s, Prantsusmaal, Suurbritannias ja mõnes teises riigis volframi nimetamiseks nimetust "tungsten" (rootsi keelest tung sten, mis tõlkes tähendab "raske kivi").

Volfram on hall kõva siirdemetall. Volframi peamine kasutusala on aluse roll tulekindlates materjalides metallurgias. Volfram on ülimalt tulekindel, tavatingimustes on metall keemiliselt vastupidav.

Volfram erineb kõigist teistest metallidest oma ebatavalise kõvaduse, raskuse ja mittesulavuse poolest. Juba iidsetest aegadest on rahva seas levinud väljend “raske nagu plii” või “raskem kui plii”, “pliisilmalaud” jne. Kuid õigem oleks nendes allegooriates kasutada sõna "volfram". Selle metalli tihedus on peaaegu kaks korda suurem plii tihedusest, täpsemalt 1,7 korda. Kõige selle juures on volframi aatommass väiksem ja selle väärtus on 184 versus 207 plii puhul.

Volfram on helehall metall, selle metalli sulamis- ja keemistemperatuur on kõrgeim. Volframi plastilisuse ja infusioonivõime tõttu on seda võimalik kasutada hõõgniitidena valgustusseadmetes, kineskoobides ja ka muudes vaakumtorudes.

Tuntud on kakskümmend volframmineraali. Levinumad: tööstusliku tähtsusega volframiitšeeliitrühma mineraalid. Vähem levinud on volframiitsulfiid, s.o. volframiit (WS2) ja oksiiditaolised ühendid - ferro - ja kuprotungstiit, volframiit, hüdrovolframiit. Kõrge volframisisaldusega psilomelanid on laialt levinud.

Sõltuvalt volframimaardlate esinemistingimustest, morfoloogiast ja tüübist kasutatakse nende väljatöötamisel avatud, maa-aluseid ja kombineeritud meetodeid.

Praegu puuduvad meetodid volframi saamiseks otse kontsentraatidest. Sellega seoses eraldatakse esmalt kontsentraadist vaheühendid ja seejärel saadakse neist metalliline volfram. Volframi eraldamine hõlmab: kontsentraatide lagunemist, seejärel metalli üleminekut ühenditeks, millest see eraldatakse ülejäänud kaasnevatest elementidest. Volframhappe eraldamine, st. puhas keemiline ühend volfram, jätkub järgneva metallilise volframi tootmisega.

Volframit kasutatakse masinate ja seadmete valmistamisel metalli-, ehitus- ja mäetööstuses, lampide ja lampide valmistamisel, transpordi- ja elektroonikatööstuses, keemiatööstuses ja muudes valdkondades.

Volframterasest valmistatud tööriist suudab taluda metallitöötlemise kõige intensiivsemate protsesside tohutuid kiirusi. Lõikamiskiirust sellise tööriista abil mõõdetakse tavaliselt kümnetes meetrites sekundis.

Volfram on looduses üsna halvasti jaotunud. Metalli sisaldus maakoores massi järgi on umbes 1,3·10 −4%. Peamised volframi sisaldavad mineraalid on looduslikud volframid: šeeliit, mida algselt nimetati volframiks, ja volframiit.

Bioloogilised omadused

Volframi bioloogiline roll on tähtsusetu. Volfram on oma omadustelt väga sarnane molübdeeniga, kuid erinevalt viimasest pole volfram oluline element. Vaatamata sellele on volfram võimeline asendama molübdeeni loomades ja taimedes bakterite koostises, samas kui see pärsib Mo-sõltuvate ensüümide, näiteks ksantiinoksüdaasi, aktiivsust. Volframisoolade kuhjumise tõttu loomadel väheneb kusihappesisaldus ning tõuseb hüpoksantiini ja ksantiini tase. Volframitolm, nagu ka muud metallitolmud, ärritab hingamiselundeid.

Toiduga satub inimkehasse keskmiselt umbes 0,001-0,015 milligrammi volframi päevas. Elemendi enda, aga ka volframisoolade seeduvus inimese seedetraktis on 1-10%, halvasti lahustuvad volframhapped - kuni 20%. Volfram koguneb peamiselt luukoesse ja neerudesse. Luud sisaldavad umbes 0,00025 mg / kg ja inimese veres umbes 0,001 mg / l volframi. Metall eritub kehast tavaliselt loomulikul teel, uriiniga. Kuid 75% volframi 185W radioaktiivsest isotoobist eritub väljaheitega.

Volframi toiduallikaid ja selle igapäevast vajadust ei ole veel uuritud. Inimkeha mürgist annust pole veel kindlaks tehtud. Surmav tulemus rottidel ilmneb veidi enam kui 30 mg aine kasutamisel. Meditsiinis arvatakse, et volframil ei ole inimestele ja loomadele metaboolset, kantserogeenset ega teratogeenset toimet.

Inimkeha sees oleva volframi elemendi seisundi indikaator: uriin, täisveri. Volframi taseme languse kohta veres andmed puuduvad.

Suurenenud volframisisaldus kehas esineb kõige sagedamini tulekindlate ja kuumakindlate materjalide, legeeritud teraste tootmisega tegelevate metallurgiatehaste töötajatel, samuti inimestel, kes on kokku puutunud volframkarbiidiga.

Kliiniline sündroom "raskemetallide haigus" või pneumokonioos võib olla volframitolmu kroonilise kehasse sattumise tagajärg. Märgid võivad hõlmata köha, hingamisprobleeme, atoopiline astma ja muutused kopsudes. Ülaltoodud sündroomid taanduvad tavaliselt pärast pikka puhkust ja lihtsalt otsese kontakti puudumisel vanaadiumiga. Kõige raskematel juhtudel areneb haiguse hilinenud diagnoosiga patoloogia "cor pulmonale", emfüseem ja kopsufibroos.

"Raskmetallihaigused" ja selle esinemise eeldused ilmnevad tavaliselt kokkupuutel mitut tüüpi metallide ja sooladega (näiteks koobalt, volfram jne). On leitud, et volframi ja koobalti koosmõju inimorganismile suurendab kahjulikku mõju kopsusüsteemile. Volframi ja koobaltkarbiidide kombinatsioon võib põhjustada lokaalset põletikku ja kontaktdermatiiti.

Meditsiini praeguses arengujärgus puudub tõhusaid viise kiirendatud ainevahetus või metalliühendite rühma eritumine, mis võib provotseerida "raskmetallide haiguse" ilmnemist. Sellepärast on nii oluline pidevalt läbi viia ennetavaid meetmeid ja õigeaegselt tuvastada raskemetallide suhtes kõrge tundlikkusega inimesed, et diagnoosida haiguse algstaadiumis. Kõik need tegurid määravad edasised võimalused patoloogia ravi eduks. Kuid mõnel juhul kasutatakse vajadusel ravi kompleksi moodustavate ainetega ja sümptomaatilist ravi.

Üle poole (täpsemalt 58%) kogu toodetavast volframist kasutatakse volframkarbiidi valmistamisel ning ligi veerand (täpsemalt 23%) kasutatakse erinevate teraste ja sulamite tootmisel. Volframist "valtstoodete" (sealhulgas hõõglambi hõõgniidid, elektrikontaktid jne) tootmine moodustab ligikaudu 8% maailmas tarbitavast volframist ning ülejäänud 9% kasutatakse katalüsaatorite ja pigmentide tootmiseks.

Elektrilampides rakendust leidnud volframtraat on hiljuti omandanud uue profiili: seda on tehtud ettepanek kasutada lõikeriistana rabedate materjalide töötlemisel.

Volframi kõrge tugevus ja hea elastsus võimaldavad toota sellest ainulaadseid esemeid. Näiteks saab sellest metallist tõmmata nii õhukese traadi, et 100 km selle traadi mass on vaid 250 kg.

Sulanud vedel volfram võib jääda sellisesse olekusse isegi Päikese enda pinna lähedal, sest metalli keemistemperatuur on üle 5500 °C.

Paljud inimesed teavad, et pronks koosneb vasest, tsingist ja tinast. Kuid nn volframpronks ei ole mitte ainult määratluse järgi pronks, sest. ei sisalda ühtegi ülalnimetatud metalli, see ei ole üldse sulam, sest. selles puuduvad puhtalt metallilised ühendid ning naatrium ja volfram on oksüdeerunud.

Virsikuvärvi saamine oli väga raske ja sageli täiesti võimatu. See pole ei punane ega roosa, vaid mingi vahepealne ja isegi roheka varjundiga. Giving ütleb, et selle värvi saamiseks tuli teha üle 8000 katse. 17. sajandil kaunistati Shanxi provintsi spetsiaalses tehases virsikuvärviga vaid kõige kallimad portselanist esemed tollase Hiina keisri jaoks. Kuid kui mõne aja pärast õnnestus paljastada haruldase värvi saladus, selgus, et see ei põhine muul kui volframoksiidil.

See juhtus 1911. aastal. Õpilane nimega Li tuli Yunnani provintsi Pekingist. Päev päeva järel oli ta mägedes eksinud, püüdes leida mingit kivi, nagu ta selgitas, see oli tinakivi. Kuid see tal ei õnnestunud. Maja omanik, kus üliõpilane Li elas, elas koos väikese tütrega, kelle nimi oli Xiao-mi. Tüdrukul oli õnnetu õpilasest väga kahju ja õhtul õhtusöögi ajal rääkis ta talle lihtsaid lihtsaid lugusid. Üks lugu rääkis ebatavalisest ahjust, mis ehitati mingisugustest tumedatest kividest, mis kaljult maha rebiti ja nende maja tagahoovi maha pandi. See ahi osutus üsna edukaks ja mis kõige tähtsam - vastupidavaks, aastaid teenindas see omanikke regulaarselt. Noor Xiao-mi kinkis õpilasele isegi ühe sellise kivi. See oli sissesõitnud, raske, pruun kivi, nagu plii. Hiljem selgus, et see kivi oli puhas volframiit...

1900. aastal demonstreeriti Pariisis ülemaailmse metallurgianäituse avamisel esimest korda täiesti uusi kiirterase (terase sulam volframiga) näidiseid. Sõna otseses mõttes kohe pärast seda hakati volframit laialdaselt kasutama metallurgiatööstus kõik kõrgelt arenenud riigid. Kuid neid on üsnagi huvitav fakt: esimest korda leiutati volframteras Venemaal juba 1865. aastal Uuralites Motovilikha tehases.

2010. aasta alguses sattus Permi ufoloogide kätte huvitav artefakt. See peaks olema vrakk kosmoselaev. Fragmendi analüüs näitas, et objekt koosneb peaaegu täielikult puhtast volframist. Ainult 0,1% koostisest langeb haruldastele lisanditele. Teadlaste sõnul on raketipihustid valmistatud puhtast volframist. Kuid seni on selgitamata üks fakt. Õhus oksüdeerub volfram kiiresti ja roostetab. Kuid mingil põhjusel see fragment korrosioonile ei sobi.

Lugu

Sõna "volfram" ise on saksa päritolu. Varem ei nimetatud volframiks mitte metalli ennast, vaid selle peamist mineraali, s.t. volframiidile. Mõned viitavad, et siis kasutati seda sõna peaaegu sõimusõnana. 16. sajandi algusest kuni 17. sajandi teise pooleni peeti volframit tinamineraaliks. Kuigi see käib üsna sageli tinamaagiga kaasas. Kuid maakidest, mille hulka kuulus ka volframiit, sulatati tina palju vähem. Justkui keegi või miski oleks kasulikku tina "õginud". Sellest ka uue elemendi nimi. Saksa keeles tähendab Wolf (Wolf) hunti ja Ram (Ramm) vana saksa keelest tõlkes jäära. Need. väljend "sööb tina nagu hunt sööb talle" ja sai metalli nimeks.

Tuntud USA keemiaabstraktne ajakiri või teatmeteosed Mellori (Inglismaa) ja Pascali (Prantsusmaa) kõigi keemiliste elementide kohta ei sisalda isegi mainimist sellisest elemendist nagu volfram. Keemilist elementi numbriga 74 nimetatakse volframiks. Sümbol W, mis tähistab volframit, on laialt levinud alles viimastel aastatel. Prantsusmaal ja Itaalias tähistati üsna hiljuti elementi tähtedega Tu, s.o. sõna volfram esimesed tähed.

Sellise segaduse alused on pandud elemendi avastamise ajalukku. 1783. aastal teatasid Hispaania keemikud vennad Eluardid, et nad on avastanud uue keemilise elemendi. Saksi mineraali "volframi" lagunemise käigus lämmastikhappega õnnestus neil saada "happeline muld", s.o. tundmatu metalli oksiidi kollane sade, sade oli ammoniaagis lahustuv. Lähteaines oli see oksiid koos mangaani ja raua oksiididega. Vennad Eluardid nimetasid selle elemendi volframiks ja mineraali, millest metall kaevandati, volframiidiks.

Kuid vendi Eluarde ei saa 100% nimetada volframi avastajateks. Loomulikult teatasid nad esimesena oma leiust trükis, kuid ... 1781. aastal, kaks aastat enne vendade avastamist, leidis kuulus Rootsi keemik Carl Wilhelm Scheele ravi käigus täpselt samasuguse "kollase maa". teine ​​mineraal lämmastikhappega. Tema teadlane nimetas seda lihtsalt "volframiks" (tõlkes rootsi keelest tung - raske, sten - kivi, s.o "raske kivi"). Karl Wilhelm Scheele leidis, et "kollane muld" erineb nii oma värvi kui ka muude omaduste poolest sarnasest molübdeenist. Teadlane sai ka teada, et mineraalis endas oli see seotud kaltsiumoksiidiga. Scheele auks muudeti mineraali "volfram" nimi "scheeliitiks". Huvitaval kombel oli üks vendadest Eluardidest Scheele õpilane, 1781. aastal töötas ta õpetaja laboris. Ei Scheele ega vennad Eluardid ei hakanud avastust jagama. Scheele lihtsalt ei väitnud seda avastust ja vennad Eluardid ei nõudnud oma paremuse prioriteeti.

Paljud on kuulnud niinimetatud "volframpronksidest". Need on väga ilusa välimusega metallid. Sinise volframpronksi koostis on järgmine: Na2O WO2 ja kuldsel pronksil on järgmine koostis: 4WO3Na2O WO2 WO3; violetne ja lillakaspunane on vahepealsed, WO3 ja WO2 suhe on väiksem kui neli ja suurem kui üks. Nagu valemid näitavad, ei sisalda need ained ei tina, vaske ega tsinki. Need pole pronksid ega üldse sulamid, sest. neis pole isegi metalliühendeid ning siin oksüdeeritakse naatrium ja volfram. Sellised "pronksid" meenutavad tõelist pronksi mitte ainult välimuselt, vaid ka omadustelt: kõvadus, vastupidavus kemikaalidele, kõrge elektrijuhtivus.

Iidsetel aegadel oli virsikuvärv üks haruldasemaid, öeldi, et selle saamiseks tuli teha 8000 katset. 17. sajandil värviti Hiina keisri kalleim portselan virsikuvärviga. Kuid pärast selle värvi saladuse paljastamist selgus ootamatult, et see põhineb volframoksiidil.

Looduses olemine

Volfram on looduses halvasti jaotunud, metallisisaldus maakoores on 1,3 10 -4 massiprotsenti. Volframi leidub peamiselt komplekssete oksüdeeritud ühendite osana, mille moodustavad volframtrioksiid WO3, samuti raua ja kaltsiumi või mangaani oksiidid, mõnikord vask, plii, toorium ja mitmesugused haruldased muldmetallid. Levinuim mineraalvolframiit on volframaatide tahke lahus, s.o. volframhappe, mangaani ja raua soolad (nMnWO 4 mFeWO 4). Lahus on tahked ja rasked musta või pruuni värvi kristallid, olenevalt erinevate ühendite ülekaalust lahuse koostises. Kui mangaaniühendeid (huebneriit) on rohkem, on kristallid mustad, kui domineerivad rauaühendid (ferberiit), on lahus pruun. Wolframiit on suurepärane elektrijuht ja paramagnetiline.

Teiste volframmineraalide osas on scheeliit tööstusliku tähtsusega, s.t. kaltsiumvolframaat (valem CaWO 4). Mineraal moodustab säravaid helekollaseid ja mõnikord peaaegu valgeid kristalle. Sheeliit ei ole üldse magnetiline, kuid sellel on veel üks omadus - luminestseerimisvõime. Pärast UV-valgustamist pimedas fluorestseerib see helesiniselt. Molübdeeni lisandi olemasolu muudab sära värvi, see muutub kahvatusiniseks, mõnikord kreemjaks. Tänu sellele omadusele on võimalik hõlpsasti tuvastada maavara geoloogilisi maardlaid.

Tavaliselt seostatakse volframimaagi maardlaid graniidi levikualaga. Suured scheeliidi või volframiidi kristallid on väga haruldased. Tavaliselt on mineraalid lihtsalt graniitsete kivimite vahel. Graniidist volframi ekstraheerimine on üsna keeruline, kuna. selle kontsentratsioon ei ületa tavaliselt 2%. Kokku pole teada rohkem kui 20 volframmineraali. Nende hulgas võib eristada stoltsiiti ja rasoiiti, mis on kaks erinevat plii-volframaadi PbWO 4 kristalset modifikatsiooni. Ülejäänud mineraalid on lagunemissaadused või tavaliste mineraalide sekundaarsed vormid, näiteks šeeliit ja volframiit (volframiidist tekkis hüdrovolframiit, mis on hüdraatunud volframioksiid; volfram-ooker), russeliit, volframi ja vismuti oksiide sisaldav mineraal. Volframiit (WS 2) on ainus volframi oksiidivaba mineraal ja selle peamised varud asuvad USA-s. Reeglina on volframi sisaldus vahemikus 0,3% kuni 1,0% WO3.

Kõik volframi ladestused on hüdrotermilist või magmaatilist päritolu. Scheeliiti ja volframiiti leidub sageli veenidena, kohtades, kus magma on tunginud maakoore pragudesse. Peamine osa volframimaardlatest on koondunud noorte mäeahelike aladele – Alpidesse, Himaalajatesse ja Vaikse ookeani vööndisse. Suurimad volframiidi ja šeeliidi leiukohad asuvad Hiinas, Birmas, USA-s, Venemaal (Uuralis, Transbaikalias ja Kaukaasias), Portugalis ja Boliivias. Aastas kaevandatakse maailmas volframimaake ligikaudu 5,95·104 tonni metalli, millest 49,5·104 tonni (ehk 83%) kaevandatakse Hiinas. Venemaal kaevandatakse umbes 3400 tonni aastas, Kanadas 3000 tonni aastas.

Ülemaailmse liidri rolli volframi toorainete arendamisel mängib Hiina (Jianshi põld moodustab 60 protsenti Hiina toodangust, Hunan - 20 protsenti, Yunnan - 8 protsenti, Guangdong - 6 protsenti, Sise-Mongoolia ja Guanzhi - 2 protsenti % iga, on ka teisi). Venemaal asuvad suurimad volframimaagi leiukohad kahes piirkonnas: Põhja-Kaukaasias (Tyrnyauz, Kabardino-Balkaria) ja Kaug-Idas. Naltšiki tehas töötleb volframimaaki ammooniumparavolframaadiks ja volframoksiidiks.

Suurim volframi tarbija on Lääne-Euroopa (30%). USA ja Hiina - kumbki 25%, 12% -13% - Jaapan. Aastas tarbitakse SRÜs umbes 3000 tonni metalli.

Rakendus

Kokku toodetakse maailmas umbes 30 tuhat tonni volframi aastas. Volframterast ja muid volframit ja selle karbiide sisaldavaid sulameid kasutatakse tankisoomuse, kestade ja torpeedokestade, lennukite ja sisepõlemismootorite olulisemate osade valmistamisel.

Parimad tööriistaterased sisaldavad volframi. Metallurgia neelab üldiselt umbes 95% kogu toodetud volframist. Metallurgiale on omane see, et ei kasutata ainult puhast volframi, vaid kasutatakse peamiselt volframi, mis on odavam - ferrotungsten, s.o. sulam, mis sisaldab umbes 80% volframit ja umbes 20% rauda. Seda toodetakse elektrikaarahjudes.

Volframisulamitel on mitmeid tähelepanuväärseid omadusi. Volframi, vase ja nikli sulam, nagu seda nimetatakse ka "raskemetalliks", on tooraine radioaktiivsete ainete hoidmiseks mõeldud mahutite valmistamisel. Sellise sulami kaitsev toime on 40% kõrgem kui pliil. Sellist sulamit kasutatakse ka kiiritusravis, sest suhteliselt väikese ekraani paksuse korral on üsna piisav kaitse.

Volframkarbiidi ja 16% koobalti sulamil on selline kõvadus, et see asendab puuraugude puurimisel osaliselt teemanti. Volframi pseudosulamid hõbeda ja vasega on suurepärane materjal lülitite ja noalülitite jaoks kõrgepingekeskkonnas. Sellised tooted kestavad 6 korda kauem kui tavalised vaskkontaktid.

Puhta volframi või volframi sisaldavate sulamite kasutamine põhineb suuresti nende kõvadusel, tulekindlusel ja keemilisel vastupidavusel. Puhtal kujul volframit kasutatakse laialdaselt elektriliste hõõglampide, aga ka elektronkiiretorude hõõgniitide tootmisel; kasutatakse elektriahjude mähiste ja kütteelementidena, samuti konstruktsioonimaterjalina ruumi- ja lennukid mis töötavad kõrgetel temperatuuridel.

Volfram on osa kiirteraste (volframisisaldus 17,5 - 18,5%), stelliitide (koobaltist Cr, C, W lisanditega), hastalloide (Ni baasil roostevaba teras) ja ka paljude teiste sulamite koostises. Volframit kasutatakse kuumakindlate ja tööriistasulamite valmistamisel, nimelt kasutatakse ferrotvolframi (W 68–86%, Mo ja raud kuni 7%), mida on lihtne saada scheeliidi või volframiidi kontsentraadi otsesel redutseerimisel. . Pobeda tootmisel kasutatakse volframi. See on ülikõva sulam, mis sisaldab 80–85% volframi, 7–14% koobaltit, 5–6% süsinikku. Pobedit on metallitöötlemisprotsessis, aga ka nafta- ja kaevandustööstuses lihtsalt asendamatu.

Magneesiumi ja kaltsiumi volframi kasutatakse laialdaselt fluorestsentsseadmetes. Teisi volframisooli kasutatakse parkimis- ja keemiatööstuses. Volframdisulfiid on kuiv kõrgtemperatuuriline määrdeaine, mis on stabiilne temperatuuril kuni 500° C. Värvide valmistamisel kasutatakse volframpronkse ja muid volframiühendeid. Üsna paljud volframiühendid on suurepärased katalüsaatorid.

Elektrilampide tootmisel on volfram asendamatu, sest see pole mitte ainult ebatavaliselt tulekindel, vaid ka üsna plastiline. 1 kg volframi on tooraineks 3,5 km pikkuse traadi valmistamiseks. Need. 1 kg volframist saab hõõgniite valmistada 23 000 60-vatise lambi jaoks. Ainult tänu sellele omadusele tarbib elektritööstus üle maailma umbes sada tonni volframi aastas.

Tootmine

Volframi tootmise esimene etapp on maagi rikastamine, s.o. väärtuslike komponentide eraldamine maagi põhimassist, aherainest. Kasutatakse samu rikastamismeetodeid, mis muude raskmetallimaakide puhul: jahvatamine ja flotatsioon, millele järgneb magneteraldus (volframiidimaagid) ja oksüdatiivne röstimine. Selle meetodiga saadud kontsentraat põletatakse tavaliselt liigse soodaga, viies seeläbi volframi lahustuvasse olekusse, s.t. naatriumvolframiidiks.

Teine meetod selle aine saamiseks on leostumine. Volfram ekstraheeritakse sooda lahusega kõrgendatud temperatuuril ja rõhu all, millele järgneb neutraliseerimine ja kaltsiumvolframaadi sadestamine, s.o. scheeliit. Scheeliit saadakse seetõttu, et sellest on üsna lihtne eraldada puhastatud volframoksiidi.

CaWO 4 → H 2 WO 4 või (NH 4) 2 WO 4 → WO 3

Volframoksiidi saadakse ka kloriidide kaudu. Volframikontsentraati töödeldakse kõrgendatud temperatuuril gaasilise klooriga. Sel juhul tekivad volframkloriidid, mis on sublimatsiooni teel kergesti teistest kloriididest eraldatavad. Saadud kloriidi saab kasutada oksiidi saamiseks või metalli koheseks ekstraheerimiseks.

Järgmises etapis muudetakse oksiidid ja kloriidid metalliliseks volframiks. Volframoksiidi vähendamiseks on kõige parem kasutada vesinikku. Selle redutseerimisega on metall kõige puhtam. Oksiidi redutseerimine toimub spetsiaalses toruahjus, kus WO 3-ga "paat" liigub läbi mitme temperatuuritsooni. Kuiv vesinik siseneb "paadi" suunas.Oksiidide redutseerimine toimub kuumas (450-600°C) ja külmas tsoonis (750-1100°C). Külmades tsoonides toimub redutseerimine WO 2-ks ja seejärel metalliks. Kuuma tsooni läbides muutuvad pulbrilise volframi terad oma suurust.

Taastamine võib toimuda mitte ainult vesiniku tarnimisel. Sageli kasutatakse kivisütt. Tänu tahkele redutseerijale on tootmine lihtsustatud, kuid temperatuur peaks sel juhul ulatuma 1300°C-ni. Kivisüsi ise ja selles alati sisalduvad lisandid, reageerides volframiga, moodustavad teiste ühendite karbiide. Selle tulemusena on metall saastunud. Kuid elektritööstuses kasutatakse ainult kvaliteetset volframi. Isegi 0,1% raua lisandid teevad volframi kõige õhema traadi valmistamiseks, sest. see muutub palju hapramaks.

Volframi eraldamine kloriididest põhineb pürolüüsil. Volfram ja kloor moodustavad mõningaid ühendeid. Kloori liig võimaldab need kõik muundada WCl6-ks ja see omakorda laguneb temperatuuril 1600 °C klooriks ja volframiks. Vesiniku olemasolul algab protsess 1000 °C juures.

Nii saadakse volfram pulbri kujul, mis seejärel vesinikuvoolus kõrgel temperatuuril pressitakse. Pressimise esimene etapp (kuumutamine umbes 1100-1300 °C-ni) annab rabeda poorse valuploki. Seejärel pressimine jätkub ja temperatuur hakkab tõusma peaaegu volframi sulamistemperatuurini. Sellises keskkonnas hakkab metall muutuma tahkeks ja omandab järk-järgult oma omadused ja omadused.

Keskmiselt 30% tööstuslikult toodetud volframist on taaskasutatud volfram. Volframijäägid, saepuru, laastud ja pulber oksüdeeritakse ja muudetakse ammooniumparavolframaadiks. Lõiketeraste jäägid utiliseeritakse reeglina samu teraseid tootvas ettevõttes. Elektroodide, hõõglampide ja kemikaalide jääke ei võeta peaaegu kunagi ringlusse.

Vene Föderatsioonis toodetakse volframtooteid: Skopinsky hüdrometallurgia tehas Metallurg, Vladikavkazi tehas Pobedit, Nalchiki hüdrometallurgia tehas, Kirovgradi kõvasulamitehas, Elektrostal, Tšeljabinski elektrometallurgia tehas.

Füüsikalised omadused

Volfram on helehall metall. Sellel on kõrgeim sulamistemperatuur kõigist teadaolevatest elementidest, välja arvatud süsinik. Selle indikaatori väärtus on ligikaudu 3387 kuni 3422 kraadi Celsiuse järgi. Volframil on kõrgete temperatuuride saavutamisel suurepärased mehaanilised omadused; kõigi metallide hulgas on volframil sellise indikaatori kui paisumisteguri madalaim väärtus.

Volfram on üks raskemaid metalle, selle tihedus on 19250 kg/m3. Metalli kuubikujuline kehakeskne võre parameeter a = 0,31589 nm. Temperatuuril 0 kraadi Celsiuse järgi on volframi elektrijuhtivus vaid 28% hõbeda sama indikaatori väärtusest (hõbe juhib voolu paremini kui ükski teine ​​metall). Puhast volframit on väga lihtne töödelda, kuid puhtal kujul on see haruldane, sagedamini on selles süsiniku ja hapniku lisandeid, mille tõttu see saab oma tuntud kõvaduse. Metalli elektritakistus temperatuuril 20 kraadi Celsiuse järgi jätab 5,5 * 10 -4, temperatuuril 2700 kraadi Celsiuse järgi - 90,4 * 10 -4.

Volfram erineb kõigist teistest metallidest oma erilise sulatavuse, raskuse ja kõvaduse poolest. Selle metalli tihedus on peaaegu kaks korda suurem kui sama plii tihedus, õigemini 1,7 korda. Kuid elemendi aatommass on vastupidi väiksem ja on 184 versus 207.

Volframi tõmbe- ja survemoodulite väärtused on ebatavaliselt kõrged, temperatuuri libisemiskindlus on tohutu, metallil on kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Volframil on üsna kõrge koefitsient elektrooniline emissioon, mida saab oluliselt parandada elemendi legeerimisel mõne muu metalli oksiididega.

Saadud volframi värvus sõltub suuresti selle tootmismeetodist. Sulatatud volfram on läikiv hall metall, mis näeb välja nagu plaatina. Volframipulber võib olla hall, tumehall ja isegi must: mida väiksemad on pulbri terad, seda tumedam see on.

Volframil on kõrge takistus: toatemperatuuril see õhus ei muutu; kui temperatuur jõuab punase kuumuseni, hakkab metall aeglaselt oksüdeeruma, vabastades volframhappeanhüdriidi. Volfram on väävel-, vesinikfluoriid- ja vesinikkloriidhappes peaaegu lahustumatu. Aqua regia ja lämmastikhappe puhul metall oksüdeerub pinnalt. Olles vesinikfluoriid- ja lämmastikhappe segus, lahustub volfram, moodustades volframhappe. Kõigist volframiühenditest on kõige praktilisemad eelised: volframinhüdriid või volframtrioksiid, peroksiidid üldvalemiga ME2WOX, volframaadid, ühendid süsiniku, väävli ja halogeenidega.

Looduses leiduv volfram koosneb 5 stabiilsest isotoobist, mille massinumbrid on 186,184, 183, 182, 181. Levinuim isotoop massinumbriga 184, selle osakaal on 30,64%. Elemendi number 74 tehislike radioaktiivsete isotoopide kogu suhtelisest komplektist on praktilise tähtsusega vaid kolm: volfram-181 (selle poolestusaeg on 145 päeva), volfram-185 (poolväärtusaeg on 74,5 päeva), volfram-187. (selle poolväärtusaeg on 23,85 tundi). Kõik need isotoobid toodetakse sees tuumareaktorid volframi isotoopide koorimisel loodusliku segu neutronitega.

Volframi valentsus on muutuva iseloomuga - 2 kuni 6, kõige stabiilsem on kuuevalentne volfram, keemilise elemendi kolme- ja kahevalentsed ühendid on ebastabiilsed ja neil puudub praktiline väärtus. Volframi aatomi raadius on 0,141 nm.

Volframi klark maapõues on Vinogradovi järgi 0,00013 g/t. Selle keskmine sisaldus kompositsioonis kivid, grammi/tonn: ülialuseline - 0,00001, põhiline - 0,00007, keskmine - 0,00012, hapu - 0,00019.

Keemilised omadused

Volframit ei mõjuta: vesi, väävel-, vesinikkloriid-, vesinikfluoriid- ja lämmastikhape, naatriumhüdroksiidi vesilahus, elavhõbe, elavhõbeda aur, ammoniaak (kuni 700 ° C), õhk ja hapnik (kuni 400 ° C), vesinik, vesi, vesinikkloriid (kuni 600 ° C), süsinikmonooksiid (kuni 800 ° C), lämmastik.

Juba pärast kerget kuumutamist hakkab kuiv fluor ühinema peeneks jaotatud volframiga. Selle tulemusena moodustub heksafluoriid (valem WF 6) - see on väga huvitav aine, mille sulamistemperatuur on 2,5 ° C ja keemistemperatuur 19,5 ° C. Pärast reaktsiooni klooriga moodustub sarnane ühend, kuid reaktsioon on võimalik ainult temperatuuril 600 ° C. WC16, terassinised kristallid, sulab 275 ° C juures ja keeb 347 ° C juures. Volfram moodustab joodi ja broomiga nõrgalt stabiilseid ühendeid: tetra- ja dijodiidi, penta- ja dibromiidi.

Kõrgel temperatuuril võib volfram ühineda seleeni, väävli, lämmastiku, boori, telluuri, räni ja süsinikuga. Mõned neist ühenditest on märkimisväärselt kõvad, aga ka muud suurepärased omadused.

Eriti huvipakkuv on karbonüülrühm (valem W(CO)6). Volfram ühineb siin süsinikmonooksiidiga ja seetõttu on selle valentsus null. aastal toodetakse volframkarbonüüli eritingimused, sest ta on äärmiselt ebastabiilne. Temperatuuril 0 °C eraldub see spetsiaalsest lahusest värvitute kristallidena, pärast temperatuuri saavutamist 50 °C karbonüül sublimeerub, 100 °C juures laguneb täielikult. Kuid just tänu sellele ühendile on võimalik saada tihedaid ja kõvasid volframkatteid (puhast volframist). Paljud volframiühendid, nagu volfram ise, on väga aktiivsed. Näiteks volframoksiidil volframoksiidil WO 3 on polümerisatsioonivõime. Sel juhul tekivad nn heteropolüühendid (nende molekulid võivad sisaldada üle 50 aatomi) ja isopolüühendid.

Volframoksiid (VI)WO 3 on helekollane kristalne aine, mis muutub kuumutamisel oranžiks. Oksiidi sulamistemperatuur on 1473 °C ja keemistemperatuur 1800 °C. Sellele vastav volframhape ei ole stabiilne, veelahuses sadestub dihüdraat, samal ajal kui see kaotab ühe veemolekuli temperatuuril 70–100 ° C ja teise molekuli temperatuuril 180–350 ° C .

Volframhapete anioonid kipuvad moodustama polüühendeid. Reaktsiooni tulemusena kontsentreeritud hapetega moodustuvad segaanhüdriidid:

12WO 3 + H 3 PO 4 \u003d H 3.

Volframoksiidi ja metallilise naatriumi reaktsiooni tulemusena saadakse mittestöhhiomeetriline naatriumvolframaat, mida nimetatakse "volframpronksiks":

WO 3 + xNa = Na x WO 3.

Volframoksiidi redutseerimisel vesinikuga saadakse isoleerimisel segatud oksüdatsiooniastmega hüdraatoksiidid, mida nimetatakse "volframsiniseks":

WO 3–n (OH) n, n = 0,5–0,1.

WO 3 + Zn + HCl = ("sinine"), W 2 O 5 (OH) (pruun)

Volfram(VI)oksiid on vaheühend tootmisprotsess volfram ja selle ühendid. See on teatud keraamiliste pigmentide ja tööstuslikult oluliste hüdrogeenimiskatalüsaatorite komponent.

WCl 6 – kõrgeim volframkloriid, tekib metallilise volframi või volframoksiidi koosmõjul kloori, fluori või süsiniktetrakloriidiga. Pärast volframkloriidi redutseerimist alumiiniumiga moodustub koos süsinikmonooksiidiga volframkarbonüül:

WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (eetris)

Volfram on tulekindel metall . Sellel on oma kaubamärgid, millest igaühel on oma omadused. See element sisse perioodilisustabel Mendelejev on number 74 ja on helehalli värvi. Selle sulamistemperatuur on 3380 kraadi. Selle peamised omadused on joonpaisumise koefitsient, elektritakistus, sulamistemperatuur ja tihedus.

Volframi omadused ja klassid

Volframil on oma mehaanilised ja füüsikalised omadused, samuti mitmed sordid.

To füüsikalised omadused sisaldab:

Mehaanilised omadused:

• Suhteline pikenemine - 0%.
• Tõmbetugevus - 800−1100 MPa.
• Poissoni koefitsient 0,29.
• Nihkemoodul - 151,0 GPa.
• Elastsusmoodul - 415,0 GPa.

Seda metalli eristab madal aurustumiskiirus isegi 2 tuhande kraadi juures ja väga kõrge keemistemperatuur - 5900 kraadi. Selle materjali kasutamist piiravad omadused on madal oksüdatsioonikindlus, suur rabedus ja suur tihedus. See näeb välja nagu teras. Kasutatakse ülitugevate sulamite tootmiseks. Seda saab töödelda alles pärast kuumutamist. Küttetemperatuur sõltub sellest, millist töötlemismeetodit kavatsete läbi viia.

Volframil on järgmised klassid:

Kasutusala

Oma ainulaadsete omaduste tõttu on volframit laialdaselt kasutatud. Tööstuses kasutatakse seda puhtal kujul ja sulamites.

Peamised rakendused on:

Tulekindla volframi tootmisprotsess

See materjal on klassifitseeritud haruldaste metallide hulka. Seda iseloomustavad suhteliselt väikesed tarbimis- ja tootmismahud, samuti madal levimus maapõues. ükski haruldased metallid ei ole saadud toorainest regenereerimise teel. Esialgu töödeldakse see keemiliseks ühendiks. Ja mis tahes haruldast metallimaaki rikastatakse enne töötlemist täiendavalt.

Haruldase metalli saamiseks on kolm peamist etappi:

1. Maagi lagunemine. Ekstraheeritud metall eraldatakse põhiosast töödeldud toorainest. See kontsentreeritakse sademes või lahuses.
2. Keemiliselt puhta ühendi saamine. Selle eraldamine ja puhastamine.
3. Saadud ühendist eraldatakse metall. Nii saadakse puhtad lisanditeta materjalid.

Ka volframi saamise protsessis on mitu etappi. Algseks tooraineks on šeeliit ja volframiit. Tavaliselt sisaldab nende koostis 0,2–2% volframi.

1. Maagi rikastamine toimub elektrostaatilise või magnetilise eraldamise, flotatsiooni, gravitatsiooni abil. Selle tulemusena saadakse volframikontsentraat, mis sisaldab ligikaudu 55–65% volframenanhüdriidi. Nendes kontrollitakse ka lisandite olemasolu: vismut, antimon, vask, tina, arseen, väävel, fosfor.
2. Volfram anhüdriidi saamine. See on tooraine metalli volframi või selle karbiidi valmistamiseks. Selleks viiakse läbi mitmeid protseduure, näiteks: koogi ja sulami leostumine, kontsentraatide lagunemine, tehnilise volframhappe tootmine ja muud. Nende toimingute tulemusena tuleks saada toode, mis sisaldab 99,9% volframtrioksiidi.
3. Pulbri saamine. Anhüdriidist saab pulbrina puhast metalli. Selleks redutseeritakse süsiniku või vesinikuga. Süsiniku redutseerimine toimub harvemini, kuna anhüdriid on küllastunud karbiididega ja see põhjustab metalli rabeduse ja halva töötlemise. Pulbri saamiseks kasutatakse spetsiaalseid meetodeid, mis võimaldavad kontrollida terade kuju ja suurust, granulomeetrilisi ja keemilisi koostisi.
4. Kompaktse volframi saamine. Põhimõtteliselt on see valuplokkide või varraste kujul pooltoodete valmistamiseks mõeldud toorik: lint, vardad, traat ja muud.

Volframitooted

Volframist valmistatakse palju majanduse jaoks vajalikke esemeid, nagu traat, vardad ja muud.

baarid

Üks levinumaid sellest tulekindlast materjalist valmistatud tooteid on volframvardad. Selle valmistamise lähtematerjaliks on varras.

Vardast varda saamiseks sepistatakse see pöörleva sepistamismasina abil.

Sepistamine toimub kuumutamisel, kuna see metall on toatemperatuuril väga rabe. Sepistamisel on mitu etappi. Igal järgneval vardal saadakse väiksemad läbimõõdud.

Esimesel etapil saadakse vardad, mille läbimõõt on kuni 7 millimeetrit, kui varda pikkus on 10–15 sentimeetrit. Töödeldava detaili temperatuur sepistamise ajal peaks olema 1450-1500 kraadi. Küttematerjaliks on tavaliselt molübdeen. Pärast teist etappi on vardade läbimõõt kuni 4,5 millimeetrit. Varda temperatuur selle valmistamise ajal on ligikaudu 1250-1300 kraadi. Järgmisel etapil on vardade läbimõõt kuni 2,75 millimeetrit.

Klasside VCh ja VA vardaid toodetakse madalamatel temperatuuridel kui klassid VI, VL ja VT.

Kui toorik saadi sulatamise teel, siis kuuma sepistamist ei tehta. See on tingitud asjaolust, et sellistel valuplokkidel on jäme kristalne struktuur. Kuumsepistamise kasutamisel võivad tekkida luumurrud ja praod.

Selles olukorras volframi valuplokid allutati kuum topeltpressimisele (ligikaudne deformatsiooniaste 90%). Esimene pressimine toimub temperatuuril 1800-1900 kraadi ja teine ​​- 1350-1500. Pärast seda sepistatakse toorikud kuumalt, et saada neist volframvardaid.

Neid tooteid kasutatakse paljudes tööstusharudes. Üks levinumaid on mittetarbivate elektroodide keevitamine. Nende jaoks sobivad vardad, mis on valmistatud klassidest VL, VL ja VT. Küttekehadena kasutatakse MV, VR ja VA klassidest valmistatud vardaid, mida kasutatakse ahjudes, mille temperatuur võib ulatuda 3 tuhande kraadini vaakumis, inertgaasi või vesiniku atmosfääris. Volframvardaid saab kasutada katoodidena gaasilaadimis- ja elektroonikaseadmetes, samuti raadiotorudes.

elektroodid

Üks peamisi keevitamiseks vajalikke komponente on keevituselektroodid. Kaarkeevitamisel kasutatakse neid kõige laialdasemalt. See kuulub keevitamise soojusklassi, milles sulamine toimub soojusenergia tõttu. Kõige tavalisem on automaatne, poolautomaatne või käsitsi kaarkeevitus. Tekib voltikaar soojusenergia, mis asub toote ja elektroodi vahel. Kaart nimetatakse stabiilseks võimsaks elektrilaenguks metalliaurude, gaaside ioniseeritud atmosfääris. Kaare tekitamiseks juhib elektrood elektrivoolu keevituskohta.

Keevituselektroodi nimetatakse valtsvardaks, millele kantakse kate (võimalikud on ka ilma katteta variandid). Keevitamiseks on palju erinevaid elektroode. Nemad tunnusmärgid on läbimõõt, pikkus, keemiline koostis. Teatud sulamite või metallide keevitamiseks kasutatakse erinevaid elektroode. Kõige olulisem klassifitseerimise tüüp on elektroodide jagamine mittetarbitavateks ja tarbitavateks.

Kulumaterjalide elektroodid keevitamise ajal need sulavad, nende metall koos keevitatava sulaosa metalliga täiendab keevisvanni. Sellised elektroodid on valmistatud vasest ja terasest.

Kuid mittetarbitavad elektroodid ei sula keevitamise ajal. Nende hulka kuuluvad volfram- ja süsinikelektroodid. Keevitamisel on vaja varustada täitematerjali, mis sulab ja moodustab keevitatud elemendi sulamaterjaliga keevisvanni. Nendel eesmärkidel kasutatakse peamiselt keevitusvardaid või traati. Keevituselektroodid võivad olla katmata ja kaetud. Kaanemängud oluline roll. Selle komponendid võivad tagada teatud omaduste ja koostisega keevismetalli valmistamise, sulametalli kaitsmise õhu mõju eest ja stabiilse kaarepõlemise.

Katte koostisained võivad olla desoksüdeerivad, räbu moodustavad, gaasimoodustavad, stabiliseerivad või legeerivad. Kate võib olla tselluloos-, aluseline, rutiilne või happeline.

Volframelektroode kasutatakse värviliste metallide, samuti nende sulamite, kõrglegeeritud teraste keevitamiseks. Hea volframelektrood sobib haridusele keevitada suurenenud tugevus, samas kui osadel võib olla erinev keemiline koostis.

Volframtooted on väga kvaliteetsed ja leidnud rakendust paljudes tööstusharudes, mõnes on need lihtsalt asendamatud.

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM

SEVERSKY TEHNOLOOGIAINSTITUUT - filiaal

liidumaa autonoomne õppeasutus

erialane kõrgharidus

"Riiklik tuumauuringute ülikool "MEPhI"

ChiTMSE osakond

TUNGSTEN

abstraktne distsipliinist

"Valitud peatükid elementide keemiast"

Õpilane gr. D-143

Androsov V. O.

"________" ___________ 2014

kontrollitud

ChiTMSE osakonna dotsent

Bezrukova S.A.

"____" _________ 2014

Seversk 2014

Sissejuhatus

Nime päritolu ajalugu

Kviitung

Füüsikalised omadused

Keemilised omadused

1. Rakendus

   1. Metallist volfram

      Volframiühendid

Bioloogiline roll

Järeldus

Bibliograafia

Sissejuhatus

Volfram on D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilises tabelis aatomnumbriga 74 keemiline element, mida tähistatakse sümboliga W (lat. Wolframium). Tavatingimustes on see kõva, läikiv, hõbehalli siirdemetall.

Volfram on metallidest kõige tulekindlam. Ainult mittemetallilisel elemendil süsinikul on kõrgem sulamistemperatuur. Standardtingimustes keemiliselt vastupidav.

Nime päritolu ajalugu

Nimi Wolframium kanti elemendile üle juba 16. sajandil tuntud mineraalist volframiidist. nimetatakse "hundivahuks" - ladina keeles "Spuma lupi" või saksa keeles "Wolf Rahm". Nime tingis asjaolu, et tinamaagid kaasnev volfram segas tina sulatamist, muutes selle räbu vahuks (“õgib tina nagu hunt lammas”).

Praegu kasutatakse USA-s, Suurbritannias ja Prantsusmaal volframi kohta nimetust "tungsten" (rootsi keeles tung sten - "heavy stone").

1781. aastal sai kuulus Rootsi keemik Scheele mineraalset scheeliiti lämmastikhappega töödeldes kollase “raske kivi” (volframtrioksiidi). 1783. aastal teatasid Hispaania keemikud vennad Eluardid, et said Saksi mineraalist volframiidist nii uue ammoniaagis lahustuva metalli kollase oksiidi kui ka metalli enda. Samal ajal viibis üks vendadest, Fausto, 1781. aastal Rootsis ja suhtles Scheelega. Scheele ei väitnud, et ta avastas volframi ja vennad Eluardid ei nõudnud oma prioriteeti.

Kviitung

Volframi tootmisel kasutatakse toorainena volframiit ja šeeliidi kontsentraadid (50-60% WO 3).

Ferrotungsten (65-80% volframiga raua sulam) sulatatakse otse kontsentraatidest, mida kasutatakse terase tootmisel; volframi, selle sulamite ja ühendite saamiseks eraldatakse kontsentraadist volframenhüdriid.

Tööstuses kasutatakse WO 3 saamiseks mitmeid meetodeid:

1. Scheeliidi kontsentraadid lagundatakse autoklaavides soodalahusega temperatuuril 180-200 °C (saadakse naatriumvolframaadi tehniline lahus) või vesinikkloriidhappega (saadakse tehniline volframhape):

1. CaWO 4 (tv) + Na 2 CO 3 (l) = Na 2 WO 4 (l) + CaCO 3 (tv)

2. CaWO 4 (tv) + 2 HCl (l) \u003d H 2 WO 4 (tv) + CaCl 2 (lahus).

Volframiidi kontsentraadid lagundatakse kas paagutades soodaga 800-900°C juures, millele järgneb Na 2 WO 4 leostumine veega või kuumutamisel naatriumhüdroksiidi lahusega töötlemisel. Leeliseliste ainete (sooda või seebikivi) toimel lagunemisel moodustub lisanditega saastunud Na 2 WO 4 lahus. Pärast nende eraldamist lahusest eraldavad H 2 WO 4. Jämedamate, kergesti filtreeritavate ja pestavate sademete saamiseks sadestatakse esmalt Na 2 WO 4 lahusest CaWO 4, mis seejärel lagundatakse vesinikkloriidhappega. Kuivatatud H 2 WO 4 sisaldab 0,2–0,3% lisandeid.

H 2 WO 4 kaltsineerimisel 700–800 ° C juures saadakse WO 3 ja sellest kõvasulamid.

2. Metallilise volframi tootmiseks puhastatakse H 2 WO 4 täiendavalt ammoniaagi meetodil - lahustades ammoniaagis ja kristalliseerides ammooniumparavolframaadi 5 (NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O. Selle soola kaltsineerimisel saadakse puhas WO 3.

3. Volframipulber saadakse WO 3 redutseerimisel vesinikuga (ja kõvasulamite valmistamisel - ka süsinikuga) torukujulistes elektriahjudes temperatuuril 700-850°C. Kompaktne metall saadakse pulbrist metallkeraamika meetodil, see tähendab terasvormides pressimisel rõhu all 3000-5000 (kg * s / cm 2) ja pressitud toorikute - vardade kuumtöötlemisel. Kuumtöötlemise viimane etapp - kuumutamine kuni umbes 3000 ° C-ni toimub spetsiaalsetes aparatuurides otse elektrivoolu juhtimisega läbi varda vesiniku atmosfääris. Selle tulemusena saadakse volfram, mis sobib kuumutamisel hästi survetöötluseks (sepistamine, tõmbamine, valtsimine jne).

Füüsikalised omadused

Volfram on läikiv helehall metall, millel on kõrgeim sulamis- ja keemistemperatuur (eeldatakse, et seaborgium on veelgi tulekindlam, kuid seni ei saa seda kindlalt väita - seaborgiumi eluiga on väga lühike). Sulamistemperatuur - 3695 K (3422 °C), keeb temperatuuril 5828 K (5555 °C). Puhta volframi tihedus on 19,25 g/cm³. Sellel on paramagnetilised omadused. Brinelli kõvadus 488 kg/mm², elektritakistus temperatuuril 20 °C – 55·10–9 oomi·m, temperatuuril 2700 °C – 904·10–9 oomi·m. See sobib hästi sepistamiseks ja seda saab tõmmata õhukeseks niidiks.

Keemilised omadused

Sellel on II, III ja VI valents. Kõige stabiilsem on valentsvolfram VI. Volframi II ja III valentsühendid on ebastabiilsed ja neil puudub praktiline tähtsus.

Normaaltingimustes on volfram keemiliselt stabiilne. 400-500 °C juures oksüdeerub see õhus WO3-ks. Veeaur oksüdeerib selle intensiivselt temperatuuril üle 600°C WO 3-ks. Halogeenid, väävel, süsinik, räni, boor interakteeruvad volframiga kõrgel temperatuuril (fluor pulbrilise volframiga – toatemperatuuril). Volfram ei reageeri vesinikuga kuni sulamistemperatuurini; Lämmastikuga üle 1500°C moodustab nitriidi. Normaaltingimustes on volfram vastupidav vesinikkloriid-, väävel-, lämmastik- ja fluoriidhappele, samuti veekogule; temperatuuril 100 ° С, suhtleb nendega nõrgalt; lahustub kiiresti vesinikfluoriid- ja lämmastikhappe segus.

Leeliselahustes lahustub volfram kuumutamisel veidi ja sulaleelistes, kus on juurdepääs õhule või oksüdeerivate ainete juuresolekul, kiiresti; sel juhul tekivad volframid.

Volfram moodustab neli oksiidi:

kõrgem - WO 3 (volframenanhüdriid),

madalam - WO 2 ja

kaks vahepealset W 10 O 29 ja W 4 O 11.

Volframinhüdriid on sidrunkollane kristalne pulber, mis lahustub leeliselahustes, moodustades volframaadid. Kui see redutseeritakse vesinikuga, tekivad järjest madalamad oksiidid ja volfram.

Volframinhüdriid vastab volframhappele H 2 WO 4 - kollane pulber, vees ja hapetes praktiliselt lahustumatu. Kui see suhtleb leeliste ja ammoniaagi lahustega, moodustuvad volframaatide lahused. 188°C juures laguneb H2WO4, moodustades WO3 ja vee.

Koos klooriga moodustab volfram rea kloriide ja oksükloriide. Neist olulisemad: WCl 6 (sulamistemperatuur 275 °C, sulamistemperatuur 348 °C) ja WO 2Cl 2 (sulamistemperatuur 266 °C, sublimaadid üle 300 °C) saadakse kloori toimel volframenhüdriidile juuresolekul. kivisöest.

Väävliga moodustab volfram kaks sulfiidi WS 2 ja WS 3 .

Volframkarbiidid WC (sulamistemperatuur 2900 °C) ja W 2 C (sulamistemperatuur 2750 °C) on kõvad tulekindlad ühendid; saadakse volframi interaktsioonil süsinikuga temperatuuril 1000-1500 °C

isotoobid

Looduslik volfram koosneb viiest isotoobist (180 W, 182 W, 183 W, 184 W ja 186 W). Veel 30 radionukliidi on kunstlikult loodud ja tuvastatud (tabel 1). 2003. aastal avastati loodusliku volframi ülinõrk radioaktiivsus (umbes kaks lagunemist elemendi grammi kohta aastas), mis on tingitud α-aktiivsusest 180 W, mille poolestusaeg on 1,8 × 10 18 aastat.

Tabel 1.

Sümbolnukliid			Isotoobi mass (a.u.m.)	Poolväärtusaeg (T 1/2 )		Keerake tuuma paarsust
	Ergastusenergia
				1,2 10 18 aastat
				stabiilne
				stabiilne
				stabiilne
				stabiilne

Rakendus

Volfram ei leidnud pikka aega praktilist rakendust. Ja alles 19. sajandi lõpus hakati selle metalli tähelepanuväärseid omadusi tööstuses kasutama. Praegu kasutatakse umbes 80% kaevandatud volframist volframterastes, umbes 15% volframist kasutatakse tootmiseks. kõvad sulamid. Puhta volframi ja sellest saadavate puhaste sulamite oluline kasutusvaldkond on elektritööstus, kus seda kasutatakse elektrilampide hõõgniitide, raadiolampide ja röntgenitorude osade, auto- ja traktorielektriseadmete, kontaktelektroodid, aatom-vesinik- ja argoonkaarkeevitus, elektriahjude küttekehad jne. Volframiühendid on leidnud rakendust tule-, veekindlate ja kaalutud kangaste tootmisel, katalüsaatoritena keemiatööstuses.

Metallist volfram

Volframi väärtust tõstab eriti selle võime moodustada sulameid erinevate metallidega – raua, nikli, kroomi, koobalti, molübdeeniga, mida on terases erinevates kogustes. Terasele väikestes kogustes lisatud volfram reageerib selles sisalduvate kahjulike väävli, fosfori, arseeni lisanditega ja neutraliseerib need. halb mõju. Selle tulemusena omandab volframilisandiga teras kõrge kõvaduse, tulekindluse, elastsuse ja vastupidavuse hapetele.

Kõik teavad kõrge kvaliteet terad Damaskuse terasest, mis sisaldab paar protsenti volframi lisandit. Samuti sisse. 1882. aastal hakati kuulide valmistamisel kasutama volframi. Püstoliteras, soomust läbistavad kestad sisaldavad ka volframi.

Volframilisandiga terast kasutatakse vastupidavate autode ja raudteevagunite vedrude, vedrude ja erinevate mehhanismide kriitiliste osade valmistamiseks. Volframist terasest siinid taluvad suuri koormusi ja nende kasutusiga on palju pikem kui tavaterasest valmistatud rööpad. Terase märkimisväärne omadus, millele on lisatud 91,8% volframi, on selle isekõvenemisvõime, st koormuse ja temperatuuri tõustes muutub see teras veelgi tugevamaks. See omadus oli aluseks terve rea tööriistade valmistamisele niinimetatud "kiirtööriistade terasest". Sellest lõikurite kasutamine võimaldas korraga mitu korda suurendada metallilõikusmasinate osade töötlemise kiirust.

Ja veel, kiirterasest valmistatud tööriistad on 35 korda aeglasemad kui karbiidtööriistad. Nende hulka kuuluvad volframi ühendid süsinikuga (karbiidid) ja boor (boriidid). Need sulamid on kõvadusega sarnased teemantidele. Kui kõigist ainetest kõige kõvema – teemandi – tingimuslikku kõvadust väljendatakse 10 punktina (Mohsi skaalal), siis volframkarbiidi kõvadus on 9,8. Superkõvade sulamite hulgas on tuntud süsiniku sulam volframi ja koobalti lisamisega – see võidab. Pobedit ise on kasutusest kadunud, kuid see nimi on säilinud seoses terve rühma kõvasulamitega. Masinatööstuses valmistatakse kõvasulamitest ka sepistamispresside stantse. Need kuluvad umbes tuhat korda aeglasemalt kui teras.

Eriti oluline ja huvitav volframi kasutusvaldkond on elektriliste hõõglampide hõõgniitide (kiudude) tootmine. Puhast volframit kasutatakse lambipirnide hõõgniitide valmistamiseks. Kuuma volframniidi kiirgav valgus on lähedane päevavalgusele. Ja volframhõõgniidiga lambi kiirgava valguse hulk on mitu korda suurem kui muudest metallidest (osmium, tantaal) valmistatud hõõgniitide lampide kiirgus. Volframhõõgniidiga elektrilampide valguse emissioon (valgusefektiivsus) on 10 korda suurem kui varem kasutatud süsinikhõõglampidel. Hõõgu eredus, vastupidavus, elektritarbimise efektiivsus, madalad metallikulud ja volframhõõgniidiga elektrilampide valmistamise lihtsus tagasid neile valgustuses kõige laiema rakenduse.

Volframi laialdased kasutusvõimalused avastati kuulsa Ameerika füüsiku Robert Williams Woodi avastuse tulemusena. Ühes katses juhtis R. Wood tähelepanu asjaolule, et selle konstruktsiooniga katoodtoru otsaosast pärit volframniidi hõõgumine jätkub ka pärast elektroodide aku küljest lahtiühendamist. See avaldas tema kaasaegsetele nii suurt muljet, et R. Woodi hakati kutsuma nõiaks. Uuringud on näidanud, et kuumutatud volframniidi ümber toimub vesiniku molekulide termiline dissotsiatsioon; need lagunevad üksikuteks aatomiteks. Pärast energia väljalülitamist rekombineeruvad vesinikuaatomid molekulideks ja selle käigus vabaneb suur hulk soojusenergiat, millest piisab õhukese volframniidi kuumutamiseks ja selle hõõgumiseks. Sellest efektist lähtuvalt töötati välja uut tüüpi metallikeevitus - aatomvesinik, mis võimaldas keevitada õhukeste lehtedena erinevaid teraseid, alumiiniumi, vaske ja messingi puhta ja ühtlase keevisõmblusega. Elektroodidena kasutatakse metallilist volframi. Volframelektroode kasutatakse ka enamlevinud argoonkaare keevitamisel.

Keemiatööstuses kasutatakse volframtraati, mis on väga vastupidav hapetele ja leelistele, erinevate filtriekraanide valmistamiseks. Volfram on leidnud rakendust ka katalüsaatorina, mille abil muudavad nad tehnoloogilises protsessis keemiliste reaktsioonide kiirust. Volframiühendite rühma kasutatakse tööstus- ja laboratoorsetes tingimustes valkude ja muude orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite määramise reagentidena.

Volframiühendid

Volframtrioksiid(WO 3) kasutatakse volframkarbiidide ja halogeniidide saamiseks kollase pigmendina klaasi ja keraamika värvimisel. See on süsivesinike hüdrogeenimise ja krakkimise katalüsaator.

Volframhape(H 2 WO 4) kasutatakse tekstiilitööstuses peitsina ja värvainena. Volframhape on volframi tootmise vaheühend.

Wolframi karbiid(WC) kasutatakse aktiivselt inseneritöös kõrget kõvadust ja korrosioonikindlust nõudvate tööriistade tootmiseks, samuti kulumiskindlate osade katmiseks, mis töötavad intensiivse abrasiivse kulumise ja mõõduka löögikoormuse tingimustes. Seda materjali kasutatakse erinevate lõikurite, abrasiivketaste, puuride, lõikurite, puuriterade ja muude lõikeriistade valmistamisel. Karbiidi klass, mida tuntakse kui "win", on 90% volframkarbiidist.