Historia e zbulimit të tungstenit. Vetitë kimike të tungstenit

24.11.202227.05.2017

Në temperaturën e dhomës, tungsteni është rezistent ndaj korrozionit atmosferik, por kur nxehet tashmë deri në 750 K, ai oksidohet në WO 3, reagon me halogjenet: me fluorin në temperaturën e dhomës dhe me jodin në një temperaturë prej rreth 900 K.

Kur nxehet në temperatura të larta, ai reagon me karbonin, silicin dhe borin, duke formuar përkatësisht karbide, silicide dhe boride. Squfuri dhe fosfori nuk veprojnë në tungsten në kushte normale. Në ajër, ai shpërndahet në tretësirat ujore të nxehta të alkaleve, por është pak i përshtatshëm ndaj veprimit të acideve, me përjashtim të acideve hidrofluorike dhe nitrikeve kur nxehet.

Hidrogjeni dhe azoti nuk japin komponime kimike me tungsten, deri në

3000 0 C, megjithëse disa burime tregojnë mundësinë e formimit të hidridit WH 2.

Me oksigjen, tungsteni formon tre okside të qëndrueshme:

WO 2 - kafe;

WO 3 - e verdhë;

W 2 O 5 - ngjyrë kaltërosh.

Të gjitha këto okside formohen në një temperaturë prej rreth 800 K në ajër ose në oksigjen, dhe të gjitha ato janë shumë të paqëndrueshme dhe kanë një pikë shkrirjeje të ulët. Për shembull, WO 3 shkrihet në 1645 K.

Në praktikë, për të dalluar telin e tungstenit nga teli i molibdenit, përdoret një truk i thjeshtë: maja e telit vihet në zjarr me shkrepse. Nëse në të njëjtën kohë vërehet tym i verdhë ose kafe, atëherë ky është një tel tungsteni, nëse është i bardhë - molibden.

Karboni redukton oksidet W:

Në një temperaturë prej 825 K;

Në një temperaturë prej 1325 K;

Në një temperaturë prej 1425 K.

Me azot, tungsteni formon nitride në temperatura mbi 1600 K, por mbi 2275 K ato dekompozohen.

Kur ndërvepron me karbonin dhe temperaturat mbi 1800 K, tungsteni formon karbide W 2 C dhe WC. Dendësia W 2 C - 16000 kg / m 3, WC - 9000 kg / m 3, fortësia rreth 9 njësi Mohs. Në një temperaturë prej 2875 K, karbidi WC dekompozohet nga reaksioni

Figura 73 tregon diagramin e gjendjes W–C.

Siç mund të shihet nga diagrami, karbidet e tungstenit kanë një pikë shkrirjeje shumë më të ulët se ajo e vetë metalit. Pra, WC shkrihet në një temperaturë prej rreth 2875 K, W 2 C - 3065 K. Përveç kësaj, karbidet mund të formojnë lidhje eutektike me tungsten me një pikë shkrirjeje shumë më të ulët se ajo e një metali që shkrihet në 3683 K. Prandaj, shkencëtarët e raketave duhet t'i kushtohet vëmendje rrezikut të formimit të reaksionit të karbiteve në ndërfaqen grafit-tungsten, i cili ndodh kur nxehet mbi 2675 K. Paralajmërimi është për faktin se dizajni i rreshtit të seksionit kritik të grykës së një Motori i ngurtë shtytës kombinon një shtresë të brendshme tungsteni me një kapëse grafiti.

Për të shmangur këtë reagim midis veshjes së tungstenit dhe grafitit të shtresës së jashtme, aplikohet një shtresë e ashtuquajtur "pengesë" e karbitit të tantalit ose titanit (TaC, TiC).

Për shkak të densitetit të lartë të tungstenit dhe mungesës së tij, projektuesit dhe teknologët kërkojnë ta zëvendësojnë atë me materiale më të lehta dhe më pak të pakta, të cilat do të diskutohen më poshtë.

Oriz. 73. Diagrami i gjendjes W-C

Oriz. 74. Skema e transferimit të masës në një llambë

inkandeshente: 1 - muri i balonës, ku është formuar WJ 2; 2 - spirale, ku WJ 2 zbërthehet në W dhe J

Edhe pse reagimi i tungstenit me jod nuk lidhet me teknologjinë e raketave, prapë do të doja të ndalem shkurtimisht në të.

Në temperaturat mbi 850 K, tungsteni me avull jodi formon jodur, i cili është një kripë lehtësisht sublimuese e acidit jodid:

Në një temperaturë prej 2475 K, jodidi zbërthehet:

Këto dy reagime përdoren për të transferuar tungsten, për shembull, në llambat inkandeshente: pavarësisht presionit të ulët të avullit në to, tungsteni ende avullohet në vakum. Avujt e saj ulen në muret e llambës së xhamit të llambës dhe transparenca e saj ulet. Nëse balona mbushet me avull jodi, atëherë ky i fundit do të reagojë me tungstenin në murin e nxehtë të llambës dhe do të formojë WJ 2, i cili, për shkak të difuzionit, hyn në spiralen e ndezur të tungstenit dhe dekompozohet. Jodi i lirë do të lëvizë përsëri në mur, dhe tungsteni do të mbetet në spirale, e kështu me radhë pa fund. Rezultati përfundimtar është rritja e shkëlqimit dhe qëndrueshmërisë së llambave të mbushura me jod.

I njëjti reaksion përdoret në teknologji për të marrë metale të pastra zjarrduruese: tungsten, tantal, molibden, hafnium, etj.

Ky reagim mund të përdoret gjithashtu për të marrë predha të holla tungsteni. Përveç metodës së jodurit, për këtë qëllim mund të përdoret edhe karbonili, d.m.th. zbërthimi i WCO 2 . Në motorët e karburantit të avionëve, tungsteni në formën e tij të pastër, si rregull, nuk përdoret për shkak të stabilitetit të ulët termik, por përdoret në formën e të ashtuquajturave pseudo-aliazhe me bakër. Kjo do të diskutohet më poshtë.

Në shekullin e 16-të, ishte i njohur minerali wolframite, i cili, i përkthyer nga gjermanishtja ( Ujku Rahm) do të thotë "ajkë ujku". Minerali mori këtë emër në lidhje me veçoritë e tij. Fakti është se tungsteni, i cili shoqëronte xeheroret e kallajit, gjatë shkrirjes së kallajit thjesht e kthente atë në shkumë skorjeje, prandaj ata thoshin: "gllabëron kallajin ashtu siç ha ujku delen". Pas një kohe, ishte nga wolframite që emri tungsten u trashëgua nga elementi i 74-të kimik i sistemit periodik.

Karakteristikat e tungstenit

Tungsteni është një metal kalimtar gri i lehtë. Ka një ngjashmëri të jashtme me çelikun. Në lidhje me zotërimin e vetive mjaft unike, ky element është një material shumë i vlefshëm dhe i rrallë, forma e pastër e të cilit mungon në natyrë. Wolfram ka:

një dendësi mjaft e lartë, e cila është e barabartë me 19.3 g / cm 3;
pika e lartë e shkrirjes, komponenti 3422 0 С;
rezistencë e mjaftueshme elektrike - 5,5 μOhm * cm;
një koeficient normal të parametrit të zgjerimit linear të barabartë me 4.32;
pika më e lartë e vlimit midis të gjitha metaleve, e barabartë me 5555 0 С;
shkalla e ulët e avullimit, edhe përkundër temperaturave që tejkalojnë 200 0 С;
përçueshmëri elektrike relativisht e ulët. Megjithatë, kjo nuk e pengon tungstenin të jetë një përcjellës i mirë.

Tabela 1. Vetitë e tungstenit

Karakteristike	Kuptimi
Vetitë e atomit
Emri, simboli, numri	Tungsten / Wolframium (W), 74
Masa atomike (masa molare)	183,84 (1) a. e.m. (g/mol)
Konfigurimi elektronik	4f14 5d4 6s2
Rrezja e atomit	ora 141 pasdite
Vetitë kimike
rreze kovalente	ora 170 pasdite
Rrezja e joneve	(+6e) 62 (+4e) 70 pasdite
Elektronegativiteti	2.3 (Shkalla Pauling)
Potenciali i elektrodës	W ← W3+ 0,11 VW ← W6+ 0,68 V
Gjendjet e oksidimit	6, 5, 4, 3, 2, 0
Energjia e jonizimit (elektroni i parë)	769.7 (7.98) kJ/mol (eV)
Vetitë termodinamike të një lënde të thjeshtë
Dendësia (në n.a.)	19,25 g/cm³
Temperatura e shkrirjes	3695K (3422°C, 6192°F)
Temperatura e vlimit	5828K (5555°C, 10031°F)
Oud. nxehtësia e shkrirjes	285,3 kJ/kg 52,31 kJ/mol
Oud. nxehtësia e avullimit	4482 kJ/kg 824 kJ/mol
Kapaciteti molar i nxehtësisë	24,27 J/(K mol)
Vëllimi molar	9,53 cm³/mol
Rrjeta kristalore e një lënde të thjeshtë
Struktura e rrjetës	kub në qendër të trupit
Parametrat e rrjetës	3,160Å
Debye temperatura	310 mijë
Karakteristika të tjera
Përçueshmëri termike	(300 K) 162,8 W/(m K)
Numri CAS	7440-33-7

E gjithë kjo e bën tungstenin një metal shumë të qëndrueshëm që nuk është i ndjeshëm ndaj dëmtimeve mekanike. Por prania e vetive të tilla unike nuk përjashton praninë e disavantazheve që ka edhe tungsteni. Kjo perfshin:

brishtësia e lartë kur ekspozohet ndaj temperaturave shumë të ulëta;
densitet i lartë, i cili ndërlikon procesin e përpunimit të tij;
rezistencë e ulët ndaj acideve në temperatura të ulëta.

Marrja e tungstenit

Tungsteni, së bashku me molibdenin, rubidiumin dhe një sërë substancash të tjera, përfshihet në grupin e metaleve të rralla, të cilat karakterizohen nga një shpërndarje shumë e vogël në natyrë. Në këtë drejtim, ai nuk mund të minohet në mënyrë tradicionale, si shumë minerale. Kështu, prodhimi industrial i tungstenit përbëhet nga hapat e mëposhtëm:

nxjerrja e xehes, e cila përmban një pjesë të caktuar të tungstenit;
organizimi i kushteve të duhura në të cilat metali mund të ndahet nga masa e përpunuar;
përqendrimi i një lënde në formën e një tretësire ose precipitati;
pastrimi i përbërjes kimike që rezulton nga hapi i mëparshëm;
izolimi i tungstenit të pastër.

Kështu, një substancë e pastër nga minerali i nxjerrë që përmban tungsten mund të izolohet në disa mënyra.

Si rezultat i pasurimit të mineralit të tungstenit me anë të gravitetit, flotacionit, ndarjes magnetike ose elektrike. Në këtë proces, formohet një koncentrat tungsteni, 55-65% i përbërë nga anhidridi i tungstenit (trioksidi) WO 3. Në koncentratet e këtij metali monitorohet përmbajtja e papastërtive, të cilat mund të jenë fosfori, squfuri, arseniku, kallaji, bakri, antimoni dhe bismuti.
Siç dihet, trioksidi i tungstenit WO 3 është materiali kryesor për ndarjen e metalit të tungstenit ose karabit të tungstenit. Marrja e WO 3-- ndodh si rezultat i dekompozimit të koncentrateve, shpëlarjes së një aliazhi ose sinteri, etj. Në këtë rast, në dalje formohet një material i përbërë nga 99,9% WO 3.
Nga anhidridi i tungstenit WO 3 . Është duke reduktuar këtë substancë me hidrogjen ose karbon që fitohet pluhur tungsteni. Aplikimet e komponentit të dytë për reaksionin e reduktimit përdoren më rrallë. Kjo është për shkak të ngopjes së WO 3 me karbide gjatë reagimit, si rezultat i të cilit metali humbet forcën e tij dhe bëhet më i vështirë për t'u përpunuar. Pluhuri i tungstenit merret me metoda speciale, falë të cilave bëhet i mundur kontrolli i përbërjes kimike, madhësisë dhe formës së kokrrizave, si dhe shpërndarjes së madhësisë së grimcave. Kështu, fraksioni i grimcave të pluhurit mund të rritet me një rritje të shpejtë të temperaturës ose një shkallë të ulët të furnizimit me hidrogjen.
Prodhimi i tungstenit kompakt, i cili ka formën e shufrave ose shufrave dhe është bosh për prodhimin e mëtejshëm të produkteve gjysëm të gatshme - tela, shufra, shirita, etj.

Metoda e fundit, nga ana tjetër, përfshin dy opsione të mundshme. Njëra prej tyre lidhet me metodat e metalurgjisë së pluhurit dhe tjetra ka të bëjë me shkrirjen në furrat me hark elektrik me një elektrodë harxhuese.

Metoda e metalurgjisë së pluhurit

Për shkak të faktit se falë kësaj metode është e mundur që të shpërndahen në mënyrë më të barabartë aditivët që i japin tungstenit vetitë e tij të veçanta, ajo është më e popullarizuar.

Ai përfshin disa faza:

Pluhuri metalik shtypet në shufra;
Boshllëqet sinterohen në temperatura të ulëta (të ashtuquajturat parasintering);
Pjesët e punës së saldimit;
Marrja e produkteve gjysëm të gatshme nga përpunimi i boshllëqeve. Zbatimi i kësaj faze kryhet me falsifikim ose përpunim (bluarje, lustrim). Duhet të theksohet se përpunimi mekanik i tungstenit bëhet i mundur vetëm nën ndikimin e temperaturave të larta, përndryshe nuk mund të përpunohet.

Në të njëjtën kohë, pluhuri duhet të pastrohet mirë me përqindjen maksimale të lejueshme të papastërtive deri në 0.05%.

Kjo metodë bën të mundur marrjen e shufrave të tungstenit me një seksion katror nga 8x8 në 40x40 mm dhe një gjatësi prej 280-650 mm. Duhet të theksohet se në temperaturat e dhomës ato janë mjaft të forta, por kanë brishtësinë e shtuar.

Siguresa

Kjo metodë përdoret nëse është e nevojshme të merren boshllëqe tungsteni me dimensione mjaft të mëdha - nga 200 kg në 3000 kg. Boshllëqe të tilla, si rregull, janë të nevojshme për rrotullimin, vizatimin e tubave dhe prodhimin e produkteve me derdhje. Për shkrirjen, është e nevojshme të krijohen kushte të veçanta - një vakum ose një atmosferë e rrallë e hidrogjenit. Në dalje, formohen shufra tungsteni, të cilat kanë një strukturë me kokërr të trashë, si dhe brishtësi të lartë për shkak të pranisë së një sasie të madhe papastërtish. Përmbajtja e papastërtive mund të reduktohet duke shkrirë paraprakisht tungstenin në një furrë me rreze elektronike. Megjithatë, struktura mbetet e pandryshuar. Në lidhje me këtë, për të zvogëluar madhësinë e kokrrës, shufrat shkrihen më tej, por tashmë në një furrë me hark elektrik. Në të njëjtën kohë, substancat aliazhe shtohen në shufra gjatë procesit të shkrirjes, duke i dhënë tungstenit me veti të veçanta.

Për të marrë shufra tungsteni që kanë një strukturë të imët, shkrirja e kafkës së harkut përdoret me derdhjen e metalit në një kallëp.

Metoda e marrjes së një metali përcakton praninë e aditivëve dhe papastërtive në të. Kështu, sot prodhohen disa lloje të tungstenit.

Notat e tungstenit

HF - tungsten i pastër, në të cilin nuk ka aditivë;
VA - një metal që përmban alumin dhe aditivë alkali silikoni, të cilat i japin atij veti shtesë;
VM - një metal që përmban torium dhe aditivë silikoni-alkali;
VT - tungsten, i cili përmban oksid toriumi si një aditiv, i cili rrit ndjeshëm vetitë e emetimit të metalit;
VI - metal që përmban oksid ittriumi;
VL - tungsten me oksid lantanumi, i cili gjithashtu rrit vetitë e emetimit;
VR - një aliazh i reniumit dhe tungstenit;
BPH - nuk ka aditivë në metal, megjithatë, papastërtitë në vëllime të mëdha mund të jenë të pranishme;
MW është një aliazh tungsteni me molibden, i cili rrit ndjeshëm forcën pas pjekjes, duke ruajtur duktilitetin.

Ku përdoret tungsteni?

Për shkak të vetive unike, elementi 74 është bërë i domosdoshëm në shumë industri.

Aplikimi kryesor i tungstenit është si bazë për prodhimin e materialeve zjarrduruese në metalurgji.
Me pjesëmarrjen e detyrueshme të tungstenit, prodhohen filamente inkandeshente, të cilat janë elementi kryesor i pajisjeve të ndriçimit, kineskopëve, si dhe tubave të tjerë vakum.
Gjithashtu, ky metal është baza për prodhimin e lidhjeve të rënda të përdorura si kundërpesha, bërthama depërtuese të blindave të nënkalibrit dhe predha artilerie me pupla në formë shigjete.
Tungsteni është një elektrodë në saldimin me hark argon;
Lidhjet e tij janë shumë rezistente ndaj temperaturave të ndryshme, mjediseve acidike, si dhe rezistencës ndaj ngurtësisë dhe gërryerjes, dhe për këtë arsye përdoren në prodhimin e instrumenteve kirurgjikale, armaturës së tankeve, predhave të silurëve dhe predhave, avionëve dhe pjesëve të motorit, si dhe kontejnerëve për ruajtje. armë bërthamore, mbeturina;
Furrat e rezistencës me vakum, në të cilat temperatura arrin vlera jashtëzakonisht të larta, janë të pajisura me elemente ngrohëse gjithashtu prej tungsteni;
Përdorimi i tungstenit është i popullarizuar për sigurimin e mbrojtjes kundër rrezatimit jonizues.
Përbërjet e tungstenit përdoren si elementë aliazh, lubrifikantë me temperaturë të lartë, katalizatorë, pigmente, si dhe për shndërrimin e energjisë termike në energji elektrike (ditelurid tungsteni).

Me një ngjyrë gri të hapur. Në sistemin periodik të Mendelejevit, ai i përket numrit serial të 74-të. Elementi kimik është refraktar. Ai përmban 5 izotope të qëndrueshme në përbërjen e tij.

Vetitë kimike të tungstenit

Rezistenca kimike e tungstenit në ajër dhe në ujë është mjaft e lartë. Kur nxehet, oksidohet. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e lartë është shkalla e oksidimit të elementit kimik. Në temperatura mbi 1000°C, tungsteni fillon të avullojë. Në temperaturën e dhomës, acidet klorhidrik, sulfurik, hidrofluorik dhe nitrik nuk mund të kenë asnjë efekt në tungsten. Një përzierje e acideve nitrik dhe hidrofluorike shpërndan tungstenin. As në gjendje të lëngshme dhe as në gjendje të ngurtë, tungsteni nuk përzihet me ar, argjend, natrium, litium. Gjithashtu, nuk ka ndërveprim me zinkun, magnezin, kalciumin, merkurin. Tungsteni është i tretshëm në tantal dhe niob, dhe me krom dhe molibden mund të formojë tretësirë në gjendje të ngurtë dhe të lëngët.

Aplikimi i tungstenit

Tungsteni përdoret në industrinë moderne si në formë të pastër ashtu edhe në lidhje. Tungsteni është një metal rezistent ndaj konsumit. Shpesh, lidhjet që përmbajnë tungsten përdoren për të bërë fletë turbinash dhe valvula të motorit të avionëve. Gjithashtu, ky element kimik ka gjetur aplikimin e tij për prodhimin e pjesëve të ndryshme në inxhinierinë me rreze X dhe radio-elektronikën. Tungsteni përdoret për fijet e llambave elektrike.

Komponimet kimike të tungstenit kanë gjetur kohët e fundit aplikimin e tyre praktik. Acidi heteropol fosfotungstik përdoret në prodhimin e bojrave dhe llaqeve të ndritshme që janë të qëndrueshme në dritë. Për prodhimin e bojrave me shkëlqim dhe prodhimin e lazerëve, përdoren tungstate të elementeve të tokës së rrallë, metale alkaline tokësore dhe kadmium.

Sot, unazat tradicionale të martesës prej ari po zëvendësohen me produkte të bëra nga metale të tjera. Unazat e martesës me karabit tungsten kanë fituar popullaritet. Produkte të tilla janë shumë të qëndrueshme. Mbarimi i pasqyrës së unazës nuk do të zbehet me kalimin e kohës. Produkti do të ruajë gjendjen e tij origjinale për të gjithë periudhën e përdorimit.

Tungsteni përdoret si një aditiv aliazh për çelikun. Kjo i jep çelikut forcën dhe fortësinë e tij në temperatura të larta. Kështu, veglat e bëra nga çeliku tungsten kanë aftësinë t'i rezistojnë proceseve shumë intensive të përpunimit të metaleve.

Tungsteni është një element kimik i grupit të 4-të, që ka numrin atomik 74 në sistemin periodik të Dmitry Ivanovich Mendeleev, i caktuar W (Wolframium). Metali u zbulua dhe u izolua nga dy kimistë spanjollë, vëllezërit d'Eluyar, në 1783. Vetë emri "Wolframium" u transferua në një element nga minerali i njohur më parë wolframite, i cili ishte i njohur në shekullin e 16-të, më pas quhej "shkumë ujku", ose "Spuma lupi" në latinisht, në gjermanisht kjo frazë tingëllon si "Ujku Rahm" (Tungsten). Emri lidhej me faktin se tungsteni, ndërsa shoqëronte xeheroret e kallajit, ndërhynte ndjeshëm në shkrirjen e kallajit, sepse. e përkthyen kallajin në shkumë skorje (ata filluan të thoshin për këtë proces: "Kallaji gllabëron si ujku një dele!"). Aktualisht, në SHBA, Francë, Britaninë e Madhe dhe disa vende të tjera, emri "tungsten" (nga suedishtja tung sten, që përkthehet si "gur i rëndë") përdoret për të emërtuar tungsten.

Tungsteni është një metal i fortë kalimtar gri. Aplikimi kryesor i tungstenit është roli i bazës në materialet zjarrduruese në metalurgji. Tungsteni është jashtëzakonisht zjarrdurues, në kushte normale metali është kimikisht rezistent.

Tungsteni ndryshon nga të gjitha metalet e tjera në ngurtësinë, peshën dhe infuzionin e tij të pazakontë. Që në kohët e lashta në popull ka qenë shprehja “i rëndë si plumbi” ose “më i rëndë se plumbi”, “qepallat e plumbit” etj. Por në këto alegori do të ishte më e saktë të përdorej fjala "tungsten". Dendësia e këtij metali është pothuajse dyfishi i plumbit, për të qenë i saktë, 1.7 herë. Me gjithë këtë, masa atomike e tungstenit është më e ulët dhe ka një vlerë prej 184 kundrejt 207 për plumbin.

Tungsteni është një metal gri i lehtë, pikat e shkrirjes dhe vlimit të këtij metali janë më të lartat. Për shkak të plasticitetit dhe shkrirjes së tungstenit, është e mundur të përdoret si filamente në pajisjet e ndriçimit, në kineskopë, si dhe në tuba të tjerë vakum.

Njihen 20 minerale tungsteni. Më të zakonshmet: mineralet e grupit të skeelitit të wolframit, të cilët kanë rëndësi industriale. Më pak e zakonshme është sulfuri i volframitit, d.m.th. tungstensite (WS2) dhe komponime të ngjashme me oksidet - ferro - dhe kuprotungstiti, tungstiti, hidrotungstiti. Vads, psilomelans me një përmbajtje të lartë të tungstenit, janë të shpërndarë gjerësisht.

Në varësi të kushteve të shfaqjes, morfologjisë dhe llojit të depozitave të tungstenit, në zhvillimin e tyre përdoren metoda të hapura, nëntokësore dhe të kombinuara.

Aktualisht, nuk ka metoda për marrjen e tungstenit direkt nga koncentratet. Në këtë drejtim, komponimet e ndërmjetme fillimisht izolohen nga koncentrati, dhe më pas prej tyre merret tungsteni metalik. Izolimi i tungstenit përfshin: zbërthimin e koncentrateve, pastaj kalimin e metalit në komponime, nga të cilat ndahet nga pjesa tjetër e elementeve shoqëruese. Izolimi i acidit tungstik, d.m.th. Komponimi i pastër kimik tungsteni, vazhdon me prodhimin e mëvonshëm të tungstenit në formë metalike.

Tungsteni përdoret në prodhimin e makinerive dhe pajisjeve në industrinë e përpunimit të metaleve, ndërtimit dhe minierave, në prodhimin e llambave dhe llambave, në industrinë e transportit dhe elektronikës, në industrinë kimike dhe fusha të tjera.

E bërë prej çeliku tungsteni, mjeti është në gjendje t'i rezistojë shpejtësive të mëdha të proceseve më intensive në përpunimin e metaleve. Shpejtësia e prerjes duke përdorur një mjet të tillë zakonisht matet në dhjetëra metra në sekondë.

Tungsteni shpërndahet mjaft dobët në natyrë. Përmbajtja e metalit në koren e tokës sipas masës është rreth 1,3·10 −4%. Mineralet kryesore që përmbajnë tungsten janë tungstatet natyrale: skeeliti, i quajtur fillimisht tungsteni dhe volframiti.

Vetitë biologjike

Roli biologjik i tungstenit është i parëndësishëm. Tungsteni është shumë i ngjashëm me molibdenin në vetitë e tij, por, ndryshe nga ky i fundit, tungsteni nuk është një element thelbësor. Përkundër këtij fakti, tungsteni është mjaft i aftë të zëvendësojë molibdenin tek kafshët dhe bimët, në përbërjen e baktereve, ndërkohë që pengon aktivitetin e enzimave të varura nga Mo, për shembull, ksantin oksidazën. Për shkak të akumulimit të kripërave të tungstenit tek kafshët, nivelet e acidit urik ulen dhe nivelet e hipoksantinës dhe ksantinës rriten. Pluhuri i tungstenit, si pluhurat e tjerë të metaleve, irriton organet e frymëmarrjes.

Rreth 0,001-0,015 miligram tungsten hyn në trupin e njeriut mesatarisht në ditë me ushqim. Tretshmëria e vetë elementit, si dhe kripërat e tungstenit, në traktin gastrointestinal të njeriut është 1-10%, acidet tungstike të dobët të tretshëm - deri në 20%. Tungsteni grumbullohet kryesisht në indet e eshtrave dhe veshkat. Kockat përmbajnë afërsisht 0,00025 mg / kg, dhe në gjakun e njeriut rreth 0,001 mg / l tungsten. Metali zakonisht ekskretohet nga trupi në mënyrë natyrale, në urinë. Por 75% e izotopit radioaktiv të tungstenit 185W ekskretohet në feces.

Burimet ushqimore të tungstenit, si dhe kërkesat e tij ditore, nuk janë studiuar ende. Doza toksike për trupin e njeriut ende nuk është identifikuar. Rezultati vdekjeprurës tek minjtë ndodh nga pak më shumë se 30 mg të substancës. Në mjekësi, besohet se tungsteni nuk ka efekte metabolike, kancerogjene dhe teratogjene te njerëzit dhe kafshët.

Treguesi i statusit elementar të tungstenit brenda trupit të njeriut: urina, gjak i plotë. Nuk ka të dhëna për uljen e nivelit të tungstenit në gjak.

Një përmbajtje e shtuar e tungstenit në trup ndodh më shpesh tek punëtorët e impianteve metalurgjike të angazhuar në prodhimin e materialeve zjarrduruese dhe rezistente ndaj nxehtësisë, çeliqeve të aliazhuar, si dhe te njerëzit që kanë rënë në kontakt me karabit tungsteni.

Sindroma klinike "sëmundja e metaleve të rënda" ose pneumokonioza mund të jetë rezultat i marrjes kronike të pluhurit të tungstenit në trup. Shenjat mund të përfshijnë kollën, problemet me frymëmarrjen, astmën atopike dhe ndryshimet brenda mushkërive. Sindromat e mësipërme zakonisht zhduken pas një pushimi të gjatë, dhe thjesht në mungesë të kontaktit të drejtpërdrejtë me vanadiumin. Në rastet më të rënda, me diagnozë të vonuar të sëmundjes, zhvillohet patologjia "cor pulmonale", emfizema dhe fibroza pulmonare.

"Sëmundjet e metaleve të rënda" dhe parakushtet për shfaqjen e tij zakonisht shfaqen si rezultat i ekspozimit ndaj disa llojeve të metaleve dhe kripërave (p.sh. kobalti, tungsteni etj.). Është zbuluar se efekti i kombinuar i tungstenit dhe kobaltit në trupin e njeriut rrit efektin e dëmshëm në sistemin pulmonar. Kombinimi i karbiteve të tungstenit dhe kobaltit mund të shkaktojë inflamacion lokal dhe dermatit kontakti.

Në fazën aktuale të zhvillimit të mjekësisë, nuk ka mënyra efektive për të përshpejtuar metabolizmin ose sekretimin e një grupi përbërësish metalikë që mund të provokojnë shfaqjen e "sëmundjes së metaleve të rënda". Kjo është arsyeja pse është kaq e rëndësishme që vazhdimisht të kryhen masa parandaluese dhe të identifikohen me kohë njerëzit me ndjeshmëri të lartë ndaj metaleve të rënda, për të diagnostikuar në fazën fillestare të sëmundjes. Të gjithë këta faktorë përcaktojnë shanset e mëtejshme për suksesin e trajtimit të patologjisë. Por në disa raste, nëse është e nevojshme, përdoret terapi me agjentë komplekse dhe trajtim simptomatik.

Më shumë se gjysma (ose më mirë 58%) e të gjithë tungstenit të prodhuar përdoret në prodhimin e karabit të tungstenit, dhe pothuajse një e katërta (ose më mirë, 23%) përdoret në prodhimin e çeliqeve dhe lidhjeve të ndryshme. Prodhimi i "produkteve të petëzuara" të tungstenit (kjo përfshin filamente të llambave inkandeshente, kontakte elektrike, etj.) përbën afërsisht 8% të tungstenit të konsumuar në botë, dhe 9% e mbetur përdoret për prodhimin e katalizatorëve dhe pigmenteve.

Teli tungsteni, i cili ka gjetur aplikim në llambat elektrike, kohët e fundit ka fituar një profil të ri: është propozuar që të përdoret si një mjet prerës në përpunimin e materialeve të brishta.

Forca e lartë dhe duktiliteti i mirë i tungstenit bëjnë të mundur prodhimin e artikujve unikë prej tij. Për shembull, nga ky metal mund të nxirret një tel aq i hollë sa 100 km të këtij teli do të kenë një masë prej vetëm 250 kg.

Tungsteni i lëngshëm i shkrirë mund të mbetet në këtë gjendje edhe afër sipërfaqes së vetë Diellit, sepse pika e vlimit të metalit është mbi 5500 °C.

Shumë njerëz e dinë se bronzi është i përbërë nga bakri, zinku dhe kallaji. Por, i ashtuquajturi bronz tungsteni jo vetëm që nuk është bronz me përkufizim, sepse. nuk përmban asnjë nga metalet e mësipërme, nuk është fare aliazh, sepse. i mungojnë komponimet thjesht metalike, dhe natriumi dhe tungsteni oksidohen.

Marrja e bojës pjeshke ishte shumë e vështirë dhe shpesh krejtësisht e pamundur. Kjo nuk është as e kuqe, as rozë, por një lloj e ndërmjetme, madje edhe me një nuancë të gjelbër. Giving thotë se janë bërë më shumë se 8000 përpjekje për të marrë këtë bojë. Në shekullin e 17-të, vetëm sendet më të shtrenjta prej porcelani për perandorin e atëhershëm kinez ishin zbukuruar me bojë pjeshke në një fabrikë të veçantë në provincën Shanxi. Por kur, pas ca kohësh, ishte e mundur të zbulohej sekreti i një bojë të rrallë, doli se ajo bazohej në asgjë më shumë se oksid tungsteni.

Kjo ndodhi në vitin 1911. Një student i quajtur Li erdhi në provincën Yunnan nga Pekini. Ditë pas dite ai humbiste në male, duke u përpjekur të gjente një lloj guri, siç shpjegoi ai, ishte një gur kallaji. Por ai nuk ia doli. Pronari i shtëpisë në të cilën u vendos studenti Li, jetonte me një vajzë të vogël të quajtur Xiao-mi. Vajza i erdhi shumë keq për studentin fatkeq dhe në mbrëmje, gjatë darkës, i tregoi histori të thjeshta të thjeshta. Një histori tregoi për një sobë të pazakontë që ishte ndërtuar nga një lloj gurësh të errët që u shkatërruan nga një shkëmb dhe u vendosën në oborrin e shtëpisë së tyre. Kjo sobë doli të ishte mjaft e suksesshme, dhe më e rëndësishmja e qëndrueshme, për shumë vite u shërbeu rregullisht pronarëve. I riu Xiao-mi madje i dha studentit edhe një gur të tillë si dhuratë. Ishte një gur i rrëmbyer, i rëndë, kafe, si plumbi. Më vonë doli se ky gur ishte volframit i pastër...

Në vitin 1900, në hapjen e ekspozitës botërore metalurgjike në Paris, u demonstruan për herë të parë ekzemplarë krejtësisht të rinj të çelikut me shpejtësi të lartë (një aliazh çeliku me tungsten). Fjalë për fjalë menjëherë pas kësaj, tungsteni filloi të përdoret gjerësisht në industrinë metalurgjike të të gjitha vendeve shumë të zhvilluara. Por ekziston një fakt mjaft interesant: për herë të parë, çeliku tungsten u shpik në Rusi që në vitin 1865 në uzinën Motovilikha në Urale.

Në fillim të vitit 2010, një objekt interesant ra në duart e ufologëve të Perm. Supozohet se ky është një fragment i një anije kozmike. Analiza e fragmentit tregoi se objekti përbëhet pothuajse tërësisht nga tungsteni i pastër. Vetëm 0.1% e përbërjes bie në papastërti të rralla. Sipas shkencëtarëve, grykat e raketave janë bërë nga tungsteni i pastër. Por deri më tani një fakt nuk është shpjeguar. Në ajër, tungsteni shpejt oksidohet dhe ndryshket. Por për disa arsye ky fragment nuk i nënshtrohet korrozionit.

Histori

Vetë fjala "tungsten" është me origjinë gjermane. Më parë, jo vetë metali quhej tungsten, por minerali i tij kryesor, d.m.th. te wolframite. Disa sugjerojnë se atëherë kjo fjalë përdorej pothuajse si një fjalë sharje. Nga fillimi i 16-të deri në gjysmën e dytë të shekullit të 17-të, tungsteni konsiderohej një mineral kallaji. Edhe pse mjaft shpesh shoqëron xeheroret e kallajit. Por nga xehet, të cilat përfshinin volframitin, kallaji shkrihej shumë më pak. Sikur dikush ose diçka të "gëlltiti" teneqe të dobishme. Prandaj emri i elementit të ri. Në gjermanisht, Wolf (Wolf) do të thotë ujk, dhe Ram (Ramm) i përkthyer nga gjermanishtja e lashtë do të thotë dash. Ato. shprehja "ha kallaj si ujku ha qengjin", dhe u bë emri i metalit.

Revista e mirënjohur abstrakte kimike amerikane ose librat referencë për të gjithë elementët kimikë të Mellor (Angli) dhe Pascal (Francë) nuk përmbajnë as një përmendje të një elementi të tillë si tungsteni. Elementi kimik në numrin 74 quhet tungsten. Simboli W, që do të thotë tungsten, është bërë i përhapur vetëm në vitet e fundit. Në Francë dhe Itali, kohët e fundit, elementi u shënua me shkronjat Tu, d.m.th. shkronjat e para të fjalës tungsten.

Bazat e një konfuzioni të tillë janë hedhur në historinë e zbulimit të elementit. Në 1783, kimistët spanjollë, vëllezërit Eluard, raportuan se kishin zbuluar një element të ri kimik. Në procesin e dekompozimit të mineralit sakson "volframi" me acid nitrik, ata arritën të përftojnë "tokë acidike", d.m.th. precipitat i verdhë i oksidit të një metali të panjohur, precipitati ishte i tretshëm në amoniak. Në lëndën fillestare, ky oksid ishte i pranishëm së bashku me oksidet e manganit dhe hekurit. Vëllezërit Eluard e quajtën këtë element tungsten, dhe mineralin nga i cili ishte nxjerrë metali wolframite.

Por vëllezërit Eluard nuk mund të quhen 100% zbuluesit e tungstenit. Sigurisht, ata ishin të parët që raportuan zbulimin e tyre në shtyp, por ... Në vitin 1781, dy vjet para zbulimit të vëllezërve, kimisti i famshëm suedez Carl Wilhelm Scheele gjeti saktësisht të njëjtën "tokë të verdhë" në procesin e trajtimit. një mineral tjetër me acid nitrik. Shkencëtari i tij e quajti atë thjesht "tungsten" (përkthyer nga suedishtja tung - i rëndë, sten - gur, d.m.th. "gur i rëndë"). Karl Wilhelm Scheele zbuloi se "toka e verdhë" ndryshon në ngjyrën e saj, si dhe në vetitë e tjera, nga molibden i ngjashëm. Shkencëtari mësoi gjithashtu se në vetë mineralin, ai ishte i lidhur me oksid kalciumi. Për nder të Scheele, emri i mineralit "tungsten" u ndryshua në "scheelite". Interesante, një nga vëllezërit Eluard ishte një student i Scheele, në 1781 ai punoi në laboratorin e mësuesve. As Scheele dhe as vëllezërit Eluard nuk filluan të ndajnë zbulimin. Scheele thjesht nuk e pretendoi këtë zbulim, dhe vëllezërit Eluard nuk këmbëngulën në përparësinë e epërsisë së tyre.

Shumë kanë dëgjuar për të ashtuquajturat "bronze tungsten". Këto janë metale me pamje shumë të bukur. Bronzi blu i tungstenit ka përbërjen e mëposhtme Na2O WO2, dhe bronzi i artë ka përbërjen e mëposhtme 4WO3Na2O WO2 WO3; vjollca dhe e kuqja e purpurt janë të ndërmjetme, me një raport WO3 ndaj WO2 më pak se katër dhe më i madh se një. Siç tregojnë formulat, këto substanca nuk përmbajnë as kallaj, as bakër, as zink. Këto nuk janë bronz, dhe aspak lidhje, sepse. ata nuk kanë as komponime metalike, dhe natriumi dhe tungsteni oksidohen këtu. Të tilla "bronze" i ngjajnë bronzit të vërtetë jo vetëm në pamje, por edhe në vetitë e tyre: fortësi, rezistencë ndaj kimikateve, përçueshmëri të lartë elektrike.

Në kohët e lashta, ngjyra e pjeshkës ishte një nga më të rrallat, thuhej se duhej të kryheshin 8000 eksperimente për ta marrë atë. Në shekullin e 17-të, porcelani më i shtrenjtë i perandorit kinez u pikturua në ngjyrë pjeshke. Por, pasi zbuloi sekretin e kësaj boje, papritur doli se ishte i bazuar në oksid tungsteni.

Të qenit në natyrë

Tungsteni shpërndahet dobët në natyrë, përmbajtja e metalit në koren e tokës është 1.3 10 -4% ndaj peshës. Tungsteni gjendet kryesisht si pjesë e përbërjeve komplekse të oksiduara, të cilat formohen nga trioksidi i tungstenit WO3, si dhe oksidet e hekurit dhe kalciumit ose manganit, ndonjëherë bakri, plumbi, toriumi dhe elementë të ndryshëm të tokës së rrallë. Minerali më i zakonshëm wolframite është një zgjidhje e ngurtë e tungstates, d.m.th. kripërat e acidit tungstik, manganit dhe hekurit (nMnWO 4 mFeWO 4). Tretësira është e ngurtë dhe kristale të rënda me ngjyrë të zezë ose kafe, në varësi të mbizotërimit të përbërjeve të ndryshme në përbërjen e tretësirës. Nëse ka më shumë komponime mangani (huebnerite), kristalet do të jenë të zeza, nëse dominojnë përbërjet e hekurit (ferberite), tretësira do të jetë kafe. Wolframiti është një përcjellës i shkëlqyer i elektricitetit dhe është paramagnetik.

Për sa u përket mineraleve të tjera të tungstenit, skeeliti ka rëndësi industriale, d.m.th. tungstat i kalciumit (formula CaWO 4). Minerali formon kristale të shkëlqyera me ngjyra të verdha të lehta dhe ndonjëherë pothuajse të bardha. Sheeliti nuk është aspak magnetik, por ka një veçori tjetër - aftësinë për të ndriçuar. Pas ndriçimit UV në errësirë, do të fluoreshojë blu e ndritshme. Prania e një përzierje të molibdenit ndryshon ngjyrën e shkëlqimit, ajo ndryshon në blu të zbehtë, ndonjëherë në krem. Falë kësaj vetie, është e mundur të zbulohen lehtësisht depozitat gjeologjike të mineralit.

Në mënyrë tipike, depozitat e mineralit të tungstenit shoqërohen me zonën e shpërndarjes së granitit. Kristalet e mëdha të scheelitit ose wolframite janë shumë të rralla. Zakonisht mineralet thjesht ndërthuren në shkëmbinj granitikë. Nxjerrja e tungstenit nga graniti është mjaft e vështirë, sepse. përqendrimi i tij zakonisht nuk është më shumë se 2%. Në total, nuk dihen më shumë se 20 minerale tungsteni. Midis tyre dallohen stolciti dhe rasoiti, të cilët janë dy modifikime të ndryshme kristalore të tungstatit të plumbit PbWO 4. Mineralet e mbetura janë produkte dekompozimi ose forma dytësore të mineraleve të zakonshme, për shembull, skeeliti dhe volframiti (hidrotungstiti, i cili është oksid tungsteni i hidratuar, u formua nga volframiti; okër tungsteni), ruseliti, një mineral që përmban oksidet e tungstenit dhe bismutit. Tungsteniti (WS 2) është i vetmi mineral jo-oksid i tungstenit dhe rezervat e tij kryesore ndodhen në SHBA. Si rregull, përmbajtja e tungstenit është në rangun nga 0.3% në 1.0% WO 3.

Të gjitha depozitat e tungstenit janë me origjinë hidrotermale ose magmatike. Sheeliti dhe volframiti gjenden shpesh në formë venash, në vendet ku magma ka depërtuar në të çara në koren e tokës. Pjesa kryesore e depozitave të tungstenit është e përqendruar në zonat e vargmaleve të reja malore - Alpet, Himalajet dhe rripin e Paqësorit. Depozitat më të mëdha të wolframite dhe scheelite ndodhen në Kinë, Burma, SHBA, Rusi (Urals, Transbaikalia dhe Kaukaz), Portugali dhe Bolivi. Nxjerrja vjetore e xeheve të tungstenit në botë është afërsisht 5,95,104 tonë metal, nga të cilat 49,5,104 ton (ose 83%) nxirret në Kinë. Rreth 3,400 ton në vit minohen në Rusi, dhe 3,000 tonë në vit në Kanada.

Roli i liderit global në zhvillimin e lëndëve të para të tungstenit luhet nga Kina (fusha Jianshi përbën 60 përqind të prodhimit kinez, Hunan - 20 përqind, Yunnan - 8 përqind, Guangdong - 6 përqind, Mongolia e brendshme dhe Guanzhi - 2 % secili, ka të tjerë). Në Rusi, depozitat më të mëdha të xehes së tungstenit ndodhen në 2 rajone: në Kaukazin e Veriut (Tyrnyauz, Kabardino-Balkaria) dhe në Lindjen e Largët. Fabrika në Nalchik përpunon mineralin e tungstenit në paratungstat amonium dhe oksid tungsteni.

Konsumatori më i madh i tungstenit është Evropa Perëndimore (30%). SHBA dhe Kina - 25% secila, 12% -13% - Japonia. Rreth 3000 ton metal konsumohen çdo vit në CIS.

Aplikacion

Në total, në botë prodhohen rreth 30 mijë ton tungsten në vit. Çeliku tungsten dhe lidhjet e tjera që përmbajnë tungsten dhe karbidet e tij përdoren në prodhimin e armaturës së tankeve, predhave dhe predhave të silurëve, pjesët më të rëndësishme të avionëve dhe motorëve me djegie të brendshme.

Çeliqet më të mira të mjeteve përmbajnë tungsten. Metalurgjia thith në përgjithësi rreth 95% të të gjithë tungstenit të prodhuar. Ajo që është tipike për metalurgjinë është se nuk përdoret vetëm volframi i pastër, por kryesisht përdoret tungsteni, i cili është më i lirë - ferrotungsten, d.m.th. një aliazh që përmban rreth 80% tungsten dhe rreth 20% hekur. Prodhohet në furrat me hark elektrik.

Lidhjet e tungstenit kanë një sërë cilësish të jashtëzakonshme. Një aliazh i tungstenit, bakrit dhe nikelit, siç quhet edhe një metal "i rëndë", është një lëndë e parë në prodhimin e kontejnerëve për ruajtjen e substancave radioaktive. Efekti mbrojtës i një aliazhi të tillë është 40% më i lartë se ai i plumbit. Një aliazh i tillë përdoret edhe në radioterapi, sepse me një trashësi relativisht të vogël të ekranit sigurohet mbrojtje mjaft e mjaftueshme.

Një aliazh i karabit tungsteni dhe 16% kobalt ka një fortësi të tillë që zëvendëson pjesërisht diamantin në shpimin e pusit. Pseudo-aliazhet e tungstenit me argjend dhe bakër janë një material i shkëlqyer për çelsat dhe çelësat e thikës në mjedise me tension të lartë. Produkte të tilla zgjasin 6 herë më shumë se kontaktet konvencionale të bakrit.

Përdorimi i tungstenit të pastër ose lidhjeve që përmbajnë tungsten bazohet kryesisht në fortësinë, refraktaritetin dhe rezistencën kimike të tyre. Tungsteni në formën e tij të pastër përdoret gjerësisht në prodhimin e filamenteve për llambat inkandeshente elektrike, si dhe tubat me rreze katodike; përdoret si mbështjellje dhe elemente ngrohëse të furrave elektrike, si dhe si material strukturor për hapësirën dhe avionët që operojnë në temperatura të larta.

Tungsteni është pjesë e lidhjeve të çeliqeve me shpejtësi të lartë (përmbajtja e tungstenit 17,5 - 18,5%), steliteve (nga kobalti me aditivë Cr, C, W), hasallojeve (çelik inox me bazë Ni), si dhe shumë lidhjeve të tjera. Tungsteni përdoret si bazë në prodhimin e lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë dhe veglave, përkatësisht, përdoret ferrotungsten (W 68–86%, Mo dhe hekur deri në 7%), i cili përftohet lehtësisht nga reduktimi i drejtpërdrejtë i koncentratit të skeelitit ose volframitit. . Tungsteni përdoret në prodhimin e Pobeda. Kjo është një aliazh super i fortë, i cili përmban 80–85% tungsten, 7–14% kobalt, 5–6% karbon. Pobedit është thjesht i domosdoshëm në procesin e përpunimit të metaleve, si dhe në industrinë e naftës dhe minierave.

Tungstatet e magnezit dhe kalciumit përdoren gjerësisht në pajisjet fluoreshente. Kripërat e tjera të tungstenit përdoren në industrinë për rrezitje dhe kimike. Disulfidi i tungstenit është një lubrifikant i thatë me temperaturë të lartë që është i qëndrueshëm në temperatura deri në 500 ° C. Bronzet e tungstenit dhe komponimet e tjera të tungstenit përdoren në prodhimin e bojrave. Shumë komponime tungsteni janë katalizatorë të shkëlqyer.

Në prodhimin e llambave elektrike, tungsteni është i domosdoshëm sepse nuk është vetëm jashtëzakonisht zjarrdurues, por edhe mjaft plastik. 1 kg tungsten shërben si lëndë e parë për prodhimin e 3.5 km teli. Ato. 1 kg tungsten mund të përdoret për të bërë filamente për 23,000 llamba 60 vat. Vetëm falë kësaj prone, industria elektrike në mbarë botën konsumon rreth njëqind ton tungsten në vit.

Prodhimi

Faza e parë në prodhimin e tungstenit është pasurimi i mineralit, d.m.th. ndarja e përbërësve të vlefshëm nga masa kryesore xeherore, shkëmbi i mbeturinave. Përdoren të njëjtat metoda të përftimit si për mineralet e tjera të metaleve të rënda: bluarje dhe flotacion, e ndjekur nga ndarja magnetike ( xeheroret e wolframitit) dhe pjekja oksidative. Koncentrati i përftuar me këtë metodë zakonisht digjet me një tepricë sode, duke sjellë kështu tungstenin në një gjendje të tretshme, d.m.th. tek volframiti i natriumit.

Një metodë tjetër për marrjen e kësaj substance është shpëlarja. Tungsteni nxirret me një zgjidhje sode në temperaturë të ngritur dhe nën presion, e ndjekur nga neutralizimi dhe precipitimi i tungstatit të kalciumit, d.m.th. scheelite. Scheelite është marrë sepse është mjaft e lehtë për të nxjerrë oksid tungsteni të pastruar prej tij.

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

Oksidi i tungstenit merret edhe nëpërmjet klorureve. Koncentrati i tungstenit trajtohet me gaz klor në një temperaturë të ngritur. Në këtë rast formohen kloruret e tungstenit, të cilët ndahen lehtësisht nga kloruret e tjera me sublimim. Kloruri që rezulton mund të përdoret për të marrë oksid ose për të nxjerrë menjëherë metal prej tij.

Në hapin tjetër, oksidet dhe kloruret shndërrohen në tungsten metalik. Për të reduktuar oksidin e tungstenit, është mirë të përdorni hidrogjen. Me këtë reduktim, metali është më i pastër. Reduktimi i oksidit bëhet në një furrë të veçantë tubash, ku "varka" me WO 3 lëviz nëpër disa zona të temperaturës. Hidrogjeni i thatë hyn drejt "varkës". Reduktimi i oksidit ndodh në zonat e nxehta (450-600°C) dhe të ftohta (750-1100°C). Në zonat e ftohta, ndodh reduktimi në WO 2, dhe më pas në metal. Me kalimin e kohës nëpër zonën e nxehtë, kokrrat e tungstenit pluhur ndryshojnë madhësinë e tyre.

Rimëkëmbja mund të bëhet jo vetëm nën furnizimin me hidrogjen. Qymyri përdoret shpesh. Për shkak të agjentit të ngurtë reduktues prodhimi është thjeshtuar, por temperatura në këtë rast duhet të arrijë 1300°C. Vetë qymyri dhe papastërtitë që ai përmban gjithmonë, duke reaguar me tungsten, formojnë karbide të përbërjeve të tjera. Si rezultat, metali është i ndotur. Por në industrinë elektrike, përdoret vetëm tungsten me cilësi të lartë. Edhe 0,1% papastërti hekuri bëjnë tungsten për prodhimin e telit më të hollë, sepse. bëhet shumë më e brishtë.

Izolimi i tungstenit nga kloruret bazohet në pirolizë. Tungsteni dhe klori formojnë disa komponime. Një tepricë e klorit lejon që të gjithë ata të shndërrohen në WCl6, dhe ai, nga ana tjetër, në një temperaturë prej 1600 ° C dekompozohet në klor dhe tungsten. Nëse hidrogjeni është i pranishëm, procesi fillon në 1000°C.

Kështu përftohet tungsteni në formën e një pluhuri, i cili më pas shtypet në temperaturë të lartë në një rrjedhë hidrogjeni. Faza e parë e presimit (ngrohja në rreth 1100-1300°C) prodhon një shufër poroze të brishtë. Pastaj shtypja vazhdon dhe temperatura fillon të rritet pothuajse në pikën e shkrirjes së tungstenit. Në një mjedis të tillë, metali fillon të bëhet i fortë dhe gradualisht fiton cilësitë dhe vetitë e tij.

Mesatarisht, 30% e tungstenit të prodhuar në mënyrë industriale është tungsten i ricikluar. Skrapi i tungstenit, tallash, ashkël dhe pluhur oksidohen dhe shndërrohen në paratungstate të amonit. Si rregull, mbetjet e çeliqeve prerëse hidhen në ndërmarrjen që prodhon të njëjtat çeliqe. Skrap nga elektroda, llambat inkandeshente dhe kimikatet pothuajse nuk riciklohen kurrë.

Në Federatën Ruse, produktet e tungstenit prodhohen në: Fabrika Hidrometalurgjike Skopinsky Metallurg, Fabrika Vladikavkaz Pobedit, Uzina Hidrometalurgjike Nalchik, Fabrika e aliazheve të forta Kirovgrad, Elektrostal, Uzina elektrometalurgjike Chelyabinsk.

Vetitë fizike

Tungsteni është një metal gri i lehtë. Ka pikën më të lartë të shkrirjes nga çdo element i njohur përveç karbonit. Vlera e këtij treguesi është afërsisht nga 3387 në 3422 gradë Celsius. Tungsteni ka veti të shkëlqyera mekanike kur arrin temperatura të larta; midis të gjitha metaleve, tungsteni ka vlerën më të ulët të një treguesi të tillë si koeficienti i zgjerimit.

Tungsteni është një nga metalet më të rënda, dendësia e tij është 19250 kg/m3. Metali ka një parametër rrjetë kub me qendër në trup a = 0,31589 nm. Në një temperaturë prej 0 gradë Celsius, përçueshmëria elektrike e tungstenit është vetëm 28% e vlerës së të njëjtit tregues për argjendin (argjendi e përcjell rrymën më mirë se çdo metal tjetër). Tungsteni i pastër është shumë i lehtë për t'u përpunuar, por është i rrallë në formën e tij të pastër, më shpesh ka papastërti të karbonit dhe oksigjenit, për shkak të të cilave merr ngurtësinë e tij të njohur. Rezistenca elektrike e metalit në një temperaturë prej 20 gradë Celsius lë 5.5 * 10 -4, në një temperaturë prej 2700 gradë Celsius - 90.4 * 10 -4.

Tungsteni ndryshon nga të gjitha metalet e tjera në shkrirjen, peshën dhe fortësinë e tij të veçantë. Dendësia e këtij metali është pothuajse dyfishi i të njëjtit plumb, ose më mirë 1.7 herë. Por masa atomike e elementit, përkundrazi, është më e ulët dhe është 184 kundrejt 207.

Vlerat e moduleve të tërheqjes dhe të ngjeshjes së tungstenit janë jashtëzakonisht të larta, rezistenca e zvarritjes së temperaturës është e madhe, metali ka përçueshmëri të lartë elektrike dhe termike. Tungsteni ka një koeficient mjaft të lartë të emetimit të elektroneve, i cili mund të përmirësohet ndjeshëm duke lidhur elementin me oksidet e disa metaleve të tjera.

Ngjyra e tungstenit që rezulton varet kryesisht nga metoda e prodhimit të tij. Tungsteni i shkrirë është një metal gri me shkëlqim që duket shumë si platini. Pluhuri i tungstenit mund të jetë gri, gri i errët dhe madje i zi: sa më të vogla të jenë kokrrat e pluhurit, aq më e errët do të jetë.

Tungsteni ka një rezistencë të lartë: në temperaturën e dhomës nuk ndryshon në ajër; kur temperatura arrin nxehtësinë e kuqe, metali fillon të oksidohet ngadalë, duke lëshuar anhidrit tungstik. Tungsteni është pothuajse i pazgjidhshëm në acidet sulfurik, hidrofluorik dhe klorhidrik. Në aqua regia dhe acid nitrik, metali oksidohet nga sipërfaqja. Duke qenë në një përzierje të acidit hidrofluorik dhe nitrik, tungsteni tretet, duke formuar acid tungstik. Nga të gjitha përbërjet e tungstenit, përfitimet më praktike janë: anhidridi i tungstenit ose trioksidi i tungstenit, peroksidet me formulën e përgjithshme ME2WOX, tungstatet, përbërjet me karbon, squfur dhe halogjene.

Tungsteni, që gjendet në natyrë, përbëhet nga 5 izotope të qëndrueshme, numri masiv i të cilëve është 186,184, 183, 182, 181. Izotopi më i zakonshëm me një numër masiv prej 184, pjesa e tij është 30,64%. Nga i gjithë grupi relativ i izotopeve radioaktive artificiale të elementit numër 74, vetëm tre kanë rëndësi praktike: tungsten-181 (gjysma e jetës së tij është 145 ditë), tungsten-185 (gjysma e jetës së tij është 74,5 ditë), tungsten-187 (gjysma e jetës së tij është gjysma e jetës është 23,85 orë). Të gjithë këta izotopë formohen brenda reaktorëve bërthamorë gjatë bombardimit të izotopeve të tungstenit me neutrone nga një përzierje natyrore.

Valenca e tungstenit ka një karakter të ndryshueshëm - nga 2 në 6, më e qëndrueshme është tungsteni gjashtëvalent, komponimet tre dhe dyvalente të një elementi kimik janë të paqëndrueshme dhe nuk kanë vlerë praktike. Rrezja e një atomi tungsteni është 0,141 nm.

Klarku i tungstenit në koren e tokës sipas Vinogradov është 0.00013 g/t. Përmbajtja mesatare e tij në përbërjen e shkëmbinjve, gram/ton: ultrabazike - 0,00001, bazë - 0,00007, mesatare - 0,00012, acidike - 0,00019.

Vetitë kimike

Tungsteni nuk ndikohet nga: aqua regia, acidet sulfurik, klorhidrik, hidrofluorik dhe nitrik, një zgjidhje ujore e hidroksidit të natriumit, merkurit, avullit të merkurit, amoniakut (deri në 700 ° C), ajri dhe oksigjeni (deri në 400 ° C), hidrogjen, ujë, klorur hidrogjeni (deri në 600 ° C), monoksid karboni (deri në 800 ° C), azot.

Tashmë pas një ngrohjeje të lehtë, fluori i thatë fillon të kombinohet me tungsten të ndarë imët. Si rezultat, formohet heksafluoride (formula WF 6) - kjo është një substancë shumë interesante që ka një pikë shkrirjeje prej 2,5 ° C dhe një pikë vlimi prej 19,5 ° C. Pas reagimit me klorin, formohet një përbërje e ngjashme, por reaksioni është i mundur vetëm në një temperaturë prej 600 ° C. WC16, kristal blu çeliku, shkrihet në 275 ° C dhe vlon në 347 ° C. Tungsteni formon komponime pak të qëndrueshme me jodin dhe bromin: tetra- dhe diodid, penta- dhe dibromid.

Në temperatura të larta, tungsteni mund të kombinohet me selen, squfur, azot, bor, teluri, silikon dhe karbon. Disa nga këto komponime janë jashtëzakonisht të forta, si dhe cilësi të tjera të shkëlqyera.

Me interes të veçantë është karbonili (formula W(CO) 6). Tungsteni këtu kombinohet me monoksidin e karbonit, dhe, për këtë arsye, ka një valencë zero. Karbonili i tungstenit prodhohet në kushte të veçanta, sepse ai është jashtëzakonisht i paqëndrueshëm. Në një temperaturë prej 0°C, ai lirohet nga një tretësirë e veçantë në formën e kristaleve të pangjyrë; pasi të arrijë 50°C, karbonili sublimohet; në 100°C, ai dekompozohet plotësisht. Por është falë këtij përbërësi që mund të merren veshje të dendura dhe të forta tungsteni (nga tungsteni i pastër). Shumë komponime të tungstenit, si vetë tungsteni, janë shumë aktive. Për shembull, oksidi i tungstenit oksidi i tungstenit WO 3 ka aftësinë të polimerizohet. Në këtë rast, formohen të ashtuquajturat heteropolykomponime (molekulat e tyre mund të përmbajnë më shumë se 50 atome) dhe izopolikomponimet.

Oksidi i tungstenit (VI)WO 3 është një substancë kristalore e verdhë e lehtë që kthehet në portokalli kur nxehet. Oksidi ka një pikë shkrirjeje prej 1473°C dhe një pikë vlimi prej 1800°C. Acidi tungstik, që korrespondon me të, nuk është i qëndrueshëm, në një tretësirë uji dihidrati precipiton, ndërsa humbet një molekulë uji në një temperaturë prej 70 deri në 100 ° C, dhe molekula e dytë në një temperaturë prej 180 deri në 350 ° C. .

Anionet e acideve tungstike priren të formojnë polikomponime. Si rezultat i reagimit me acide të përqendruara, formohen anhidride të përziera:

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

Si rezultat i reaksionit të oksidit të tungstenit dhe natriumit metalik, përftohet një tungstat i natriumit jo-stekiometrik, i cili quhet "bronz tungsteni":

WO 3 + xNa = Na x WO 3.

Në procesin e zvogëlimit të oksidit të tungstenit me hidrogjen, oksidet e hidratuar merren gjatë izolimit, duke pasur një gjendje të përzier oksidimi, ato quhen "blu tungsteni":

WO 3-n (OH) n, n = 0,5-0,1.

WO 3 + Zn + HCl = ("blu"), W 2 O 5 (OH) (kafe)

Oksidi i tungstenit (VI) është një ndërmjetës në procesin e prodhimit të tungstenit dhe përbërjeve të tij. Është një përbërës i disa pigmenteve qeramike dhe katalizatorëve të hidrogjenizimit të rëndësishëm industrial.

WCl 6 - Kloridi më i lartë i tungstenit, formohet si rezultat i ndërveprimit të tungstenit metalik ose oksidit të tungstenit me klorin, fluorin ose tetraklorurin e karbonit. Pas reduktimit të klorurit të tungstenit me alumin, formohet karbonili i tungstenit së bashku me monoksidin e karbonit:

WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (në eter)

Tungsteni (anglisht Tungsten, frëngjisht Tungsten, gjermanisht Wolfram) u mor për herë të parë nga vëllezërit spanjollë de Elguiar, studentë të Bergmanit në 1783. Emri tungsten ekzistonte, megjithatë, shumë kohë përpara zbulimit të elementit. Minatorët dhe metalurgët e shekujve 14-16, të cilët merreshin me nxjerrjen e kallajit, vunë re se kur një prej xeheve të kallajit kalcinohej, një sasi e konsiderueshme kallaji humbi duke shkuar në skorje. Ky mineral quhej ujk (Ujku, ose Wolfert), i cili me kalimin e kohës u shndërrua në tungsten; kështu filluan ta quajnë mineralin që përmban minerali. Agricola i jep emrin latin këtij minerali - Spuma Lupi, ose Lupus spuma, që do të thotë shkumë ujku, d.m.th. shkumë në gojën e një ujku të zemëruar. Minatorët e shekullit të 16-të për tungsten thoshin: “vjedh kallajin dhe e gllabëron, si ujku delen”. Në 1781, Scheele mori trioksid tungsteni WO 3 nga një mineral që më vonë u quajt scheelite (CaWO 4) për nder të tij. Zbulimi i Scheele u konfirmua nga Bergman, i cili e quajti mineralin "gur i rëndë" (lat. Lapis ponderosus); e përkthyer në suedisht, është tungsten (Tung Sten - një gur i rëndë). Pak më vonë, u propozua të quhej metali i sapo zbuluar Scheelium për nder të Scheele, por Berzelius, i cili në fillim e mbështeti këtë emër, shpejt preferoi fjalën tungsten ndaj tij. Në latinisht (Syuma lupi) dhe gjermanisht (Wolf Rahm), tungsten do të thotë pështymë ujku. Emri tungsten gjendet në Lomonosov, pastaj në Scherer; Solovyov dhe Hess (1824) e quajnë atë wolframium, Dvigubsky (1824) - wolframium. Ka edhe emra të guaskës, sheelev metal (beetle tungsten).