Preço de tungstênio, ocorrência, extração e uso

O tungstênio [vɔlfram] é um elemento químico com o elemento símbolo W e o número atômico 74. Pertence aos metais de transição, na tabela periódica que está no 6. Subgrupo (grupo 6) ou grupo cromo. O tungstênio é um metal pesado de alta densidade branco-brilhante que é frágil em seu estado puro. Tem o ponto de fusão mais alto e o segundo ponto de ebulição mais alto de todos os metais puros. Seu uso mais conhecido é, portanto, o filamento incandescente em lâmpadas incandescentes.

Já no 16. O mineralogista Georgius Agricola, de Freiberger, descreveu a ocorrência de um mineral nos minérios de estanho dos saxões, o que dificultou consideravelmente a extração de estanho ao escorvar a fração de estanho. O componente nome "Lobo" deriva dessa propriedade, pois o mineral "devorou" o minério de estanho como um lobo. Se foi tungstenita ainda é controverso hoje, pois fala da "leveza" do mineral. Ele chamou o mineral lupi spumumque traduzido do latim significa "espuma de lobo (s)". Posteriormente, foi chamado de Wolfram, de mhd. Rām "Fuligem, sujeira", porque o mineral cinza-preto pode ser facilmente triturado e então lembra a fuligem. Seu símbolo químico W vem do tungstênio.

A palavra comum em inglês, italiano e francês Tungstênio deriva de Tung Sten (Sueco para "pedra pesada"). Isso não significa que o próprio Wolfram (sueco Volfram), mas o cálcio tungstato chamado. Neste 1781 reconheceu o químico alemão-sueco Carl Wilhelm Scheele um sal até então desconhecido. O tungstênio puro foi produzido pela primeira vez pela 1783 dos irmãos espanhóis Fausto Juan José Elhuyar (que trabalhou sob a liderança de Scheele), reduzindo o trióxido de tungstênio, que é obtido a partir de volframite.

ocorrência 

Metal de tungstênio também chamado de wolframita

O conteúdo de tungstênio da crosta terrestre é de cerca de 0,0001 g / t ou 0,0064 por cento em peso (valor de Clarke). Até agora, o metal não pôde ser provado na natureza (na forma pura). O "Doklady Akademii Nauk" na Rússia publicou um relatório sobre tungstênio sólido em 1995, sem que isso tivesse sido examinado pela "Comissão de Novos Minerais, Nomenclatura e Classificação" (CNMNC) do IMA. Alguns minerais, especialmente óxidos e tungstatos, são conhecidos. Os minérios de tungstênio mais importantes são wolframita (Mn, Fe) WO₄ e Scheelite CaWO₄, Existem também outros minerais de tungstênio, como o Stolzit PbWO₄ e Tuneptit WO₃ · H₂O.

Os maiores depósitos podem ser encontrados na China, Peru, EUA, Coréia, Bolívia, Cazaquistão, Rússia, Áustria e Portugal. Minérios de tungstênio também podem ser encontrados nas montanhas de minério. Os depósitos mundiais seguros e prováveis ​​são atualmente de 2,9 milhões de toneladas de tungstênio puro.

A ocorrência mais importante conhecida de tungstênio na Europa é no Felbertal em Hohe Tauern (estado de Salzburg, na Áustria).

Promoção mundial 

Em 2006, a produção mundial de tungstênio puro foi de 73.300 toneladas. De longe, o maior produtor de tungstênio é a China. Mais de 80% do tungstênio produzido no mundo é feito lá. Os estados com a maior produção de tungstênio (2006):

Promoção na Áustria

Na Áustria, a scheelita de minério de tungstênio foi descoberta pela primeira vez em 1815/16 na jazida de ouro Schellgaden no município de Muhr (estado de Salzburgo). Como resultado, lindos cristais de scheelita, às vezes com vários centímetros de tamanho, foram encontrados em muitas fendas do Hohe Tauern. Nenhuma dessas descobertas teve qualquer utilidade prática. O grande depósito no Felbertal permaneceu por descobrir por enquanto.

Em 1950, soube-se que grandes quantidades de scheelita apareceram no depósito de magnesita no Wanglalm perto de Lanersbach / Tux (Tirol) na parte traseira do Zillertal, que estava sendo minerado desde 1927. Era scheelita grosseira misturada com magnesita e quartzo. Nos anos seguintes foram extraídas cerca de 10.000 toneladas de minério com teor médio de óxido de tungstênio de 1,8%, o que representou uma qualidade única no mundo. Por causa do baixo preço de mercado, a mineração de tungstênio foi interrompida no final da década de 1960, mas foi retomada em 1971 e continuou até a mina de magnesita ser fechada em 1976.

1967 foi finalmente descoberto o maior Scheelitvorkommen Europa no Felbertal. As peças de minério presentes nos fluxos foram traçadas usando luz UV (fluorescentes Scheelite). O difícil o trabalho de exploração em terreno alpino elevado (maior redução no ponto de Brent Ling em 2100 m acima do nível do mar) começou 1971, para o momento em mineração subterrânea foi adicionado Felbertal 1976 (ajustado mineração subterrânea, Surface Mining 1979 de 1986). Desde o início da 1993 até o meio da 1995, a mineração foi temporariamente suspensa devido ao baixo preço de mercado do tungstênio.

O minério de tungstênio do Felbertal é processado nas proximidades de Mittersill. A partir daqui, o concentrado de scheelita chega a Sankt Martin im Sulmtal (Estíria). No local da mina subterrânea de lignito Pölfing-Bergla, que foi fechada em 1976, uma fundição de tungstênio foi construída, na qual óxido de tungstênio, metal de tungstênio e pó de carboneto de tungstênio foram produzidos a partir de concentrados de vários países desde 1977.

Os processadores alemães mais importantes são HC Starck e o Longyear GmbH.

Extração e apresentação

O tungstênio não pode ser obtido por redução com o carvão dos minérios de óxido, uma vez que este carboneto de tungstênio é formado.

Adicionar uma solução amoniacal cria um complexo denominado paratungstato de amônio (APW). Este é filtrado e então convertido em trióxido de tungstênio relativamente puro a 600 ° C. Óxido de tungstênio (VI) (WO₃), que é reduzido a tungstênio cinza-aço a 800 ° C sob uma atmosfera de hidrogênio:

Isso produz pó de tungstênio cinza, que geralmente é compactado em moldes e sinterizado eletricamente em barras. Em temperaturas acima de 3400 ° C, um metal de tungstênio compacto pode ser fundido em fornos elétricos especiais com uma atmosfera redutora de hidrogênio (processo de fusão por zona).

Propriedades 

Propriedades físicas

O tungstênio é um metal branco brilhante que pode ser esticado em seu estado puro e é de alta dureza, densidade e resistência. A densidade é quase igual à do ouro, a dureza Brinell é 250 HB, a resistência à tração 550-620 N / mm² (suave) até 1920 N / mm² (Difícil). O metal existe em uma modificação α cúbica centrada no corpo estável com um espaçamento plano de rede (= constante de rede) de 316 pm à temperatura ambiente. Este tipo de estrutura cristalina é freqüentemente chamado de tipo de tungstênio. Com um as β-modificação metaestável de tungstênio (distorcido corpo centrado no corpo cúbico), por outro lado, é o óxido rico em tungstênio W₃O.

O tungstênio tem após o elemento carbono com 3422 ° C o segundo maior ponto de fusão de todos os elementos químicos. O ponto de ebulição de 5555 ° C é superado apenas pelo rénio metálico raro com 5596 ° C por 41 K.

O metal é um supercondutor com uma temperatura de transição de 15 mK.

Propriedades químicas

O tungstênio é um metal quimicamente muito resistente que é dificilmente atacado por ácido fluorídrico e água régia (pelo menos à temperatura ambiente). Dissolve-se em misturas de ácidos fluorídrico e nítrico e misturas fundidas de nitratos e carbonatos alcalinos.

isótopo 

O tungstênio é conhecido como isótopos 33 e isômeros do núcleo 5. Na natureza, os isótopos 5 ocorrem ¹⁸⁰W, ¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W e ¹⁸⁶W. O isótopo de tungstênio ¹⁸⁴W tem a maior frequência. Todos os 5 isótopos naturais foram considerados estáveis ​​por um longo tempo. Foi só em 2004 que a experiência CRESST no Laboratori nazionali del Gran Sasso conseguiu provar que o isótopo era um resultado secundário da pesquisa de matéria escura. ¹⁸⁰W está sujeito a decadência alfa. A meia-vida é de 1,8 trilhão de anos extremamente longa, portanto, esse declínio não pode ser detectado em um ambiente normal de laboratório. A radioatividade desse isótopo natural é tão baixa que pode ser ignorada para todos os fins práticos. Em contraste, os isótopos radioativos artificiais de tungstênio têm meia-vida curta entre 0,9 ms ¹⁸⁵Dias W e 121,2 em ¹⁸¹W.

Usar

A aplicação mais importante do tungstênio é devido ao seu alto ponto de fusão na indústria de iluminação como um filamento em lâmpadas incandescentes e como um eletrodo em lâmpadas de descarga de gás e em tubos de elétrons.

Em lâmpadas incandescentes, utiliza-se o fato de que a condutividade elétrica do tungstênio é significativamente menor do que a dos metais condutores cobre e alumínio. Como resultado, o fino filamento de tungstênio aquece até brilhar, enquanto os fios mais grossos feitos de metais condutores dificilmente esquentam.

Sua segunda grande importância como metal de liga na metalurgia de ferro. Forma carbonetos de tungstênio em aços-ferramenta que aumentam a dureza secundária.

Devido à sua alta densidade, é utilizado para balanceamento e proteção contra radiação. Embora sua densidade e, portanto, o efeito de blindagem sejam muito maiores que os do chumbo, ele é usado com menos frequência do que o chumbo para essa finalidade, pois é mais caro e mais difícil de processar. Além disso, por causa da alta densidade do tungstênio, alguns exércitos usam munição perfurante com um núcleo de projétil feito de carboneto de tungstênio em vez do urânio empobrecido mais barato, mas radioativo e tóxico. Durante a Segunda Guerra Mundial, o tungstênio foi importante para a construção da granada de tanque alemã 40, que tinha um núcleo de tungstênio. No futuro, munição com núcleo de tungstênio será usada pelo novo veículo de combate de infantaria Puma, que substituirá o Marder.

Devido à sua alta resistência à corrosão, o tungstênio também pode ser usado como material para equipamentos em fábricas de produtos químicos. No entanto, essa forma de aplicação raramente é usada devido à baixa usinabilidade do tungstênio (o tungstênio só pode ser soldado com laser ou feixe de elétrons). O mesmo também se aplica a uma aplicação concebível no campo da tecnologia médica.

Na fisiologia, especialmente na neurofisiologia, os microeletrodos de tungstênio são usados ​​para gravações extracelulares.

Além disso, os eletrodos para processos de soldagem são fabricados em tungstênio. Por exemplo, na soldagem por resistência, especialmente ao soldar materiais como cobre, bronze ou latão. Também na soldagem universal TIG (Tungsten Inert Gas), um eletrodo é feito de tungstênio ou uma liga do mesmo. Esses eletrodos não são derretidos durante o processo de soldagem. O arco queima como plasma em um gás protetor entre o eletrodo e o componente. O material de enchimento é fornecido separadamente na forma de barras.

Nos esportes, Wolfram trata de produção de barris de alta qualidade para o jogo de dardos usados ​​em dicas de tiro com arco são fabricados por setas especiais do mesmo, e as cabeças de martelo martelo lance foram feitas para reduzir a resistência do ar e o raio de rotação também é feito de tungstênio temporariamente. Além disso, as placas de tungsténio são utilizados como pesos adicionais na fórmula 1 para o peso mínimo prescrito de fórmula 1 carros de 620 kg (incluindo o óleo, fluido de freio, do líquido de arrefecimento, assim como condutores em macaco de corrida e capacete.): Para obter (como 2010). Também em navegação vem por algum tempo nas bombas de quilha de grandes pilotos usados. A resistência à água é bastante reduzida pela maior densidade em comparação com materiais convencionais como chumbo ou ferro fundido. Da mesma forma, já existem capangas no tênis, em cujas estruturas de fibra de carbono foram incorporadas fibras de tungstênio. Desta forma, áreas específicas da estrutura da raquete podem ser adicionalmente estabilizadas para aumentar a precisão do jogo.

Na pesca com mosca, ninfas e serpentinas (iscas pescadas debaixo d'água) são pesadas com contas de tungstênio que são perfuradas e empurradas para a haste do anzol, para que mergulhem mais rápido e mais fundo.

As cordas dos instrumentos musicais às vezes são enroladas com tungstênio para aumentar seu peso e, assim, reduzir o tom.

O tungstênio também é usado em diagnósticos de raios-X como um material-alvo no ânodo. o - e Linhas de radiação característica de raios X são 59 keV e 67 keV.

Na microscopia de tunelamento de varredura, o tungstênio é frequentemente usado como material para a ponta da sonda.

Desde o início do 21. O carboneto de tungsténio, falsamente referido como tungsténio, é também utilizado em joalharia (joalharia de tungsténio), e. B. anéis processados. Isso é facilmente determinado pela dureza e densidade. WC tem a dureza de Mohs 9,5, tungstênio apenas 7,5. Até agora, todas as peças de jóias no mercado são feitas de carboneto de tungstênio.

fisiologia 

O tungstênio é considerado um bioelemento positivo de bactérias anaeróbicas do tipo Eucacterium acidaminophilum usado e incorporado como cofator em algumas enzimas. E. acidaminophilum é uma bactéria fermentadora de aminoácidos que usa tungstênio nas enzimas formate desidrogenase e aldeído desidrogenase. Nesses organismos, o tungstênio substitui o molibdênio porque é muito mais comum em seu ambiente natural (respiradouros vulcânicos no fundo do mar).

toxicologia 

De acordo com o conhecimento atual, o tungstênio e seus compostos são fisiologicamente inofensivos. Cânceres de pulmão em trabalhadores de plantas de produção ou processamento de metal duro são atribuídos ao cobalto que também está presente.

No modelo animal, verificou-se que a maior quantidade de compostos de tungstênio ingeridos por via oral é rapidamente excretada na urina. Uma pequena parte do tungstênio vai para o plasma sanguíneo e daí para os eritrócitos. Em seguida, é depositado nos rins e no sistema ósseo. Três meses após a administração, a maioria das pequenas quantidades de tungstênio absorvidas pelo corpo são encontradas nos ossos.

2003 estavam em Fallon / Nevada com 16 desde 1997 de leucemia crianças doentes e em Sierra Vista / Arizona com nove também sofrem de crianças com câncer no sangue dois clusters de câncer chamados - identificados - este é um local com um desproporcionalmente alta taxa de cânceres. Em ambos os lugares, a água potável tem altas concentrações de tungstênio. O aumento significativo das concentrações de tungstênio foi detectado na urina da população. Ambos os locais são conhecidos por sua ocorrência de minérios de tungstênio. No entanto, nenhuma associação direta entre doenças de tungstênio e leucemia foi encontrada nas investigações subseqüentes de um ano pelo Center for Disease Control (CDC). O tungstênio não mostrou nenhum efeito carcinogênico em nenhum procedimento de teste, e nenhum outro grupo de câncer foi encontrado em outras partes de Nevada com altos níveis semelhantes de tungstênio na urina da população.

segurança 

Como um pó ou poeira, é facilmente inflamável, não inflamável em uma forma compacta.

Conexões 

Óxido 

O tungstênio forma vários óxidos. Entre o membro inicial:

• Óxido de tungstênio (VI) WO₃ - amarelo limão

e o membro final:

• Óxido de tungstênio (IV)₂ - marrom

Existem outros óxidos intermediários?

• W₁₀O₂₉ azul-violeta, gama de homogeneidade WO_2,92-Onde_2,88
• W₄O₁₁ faixa de homogeneidade vermelho-violeta WO_2,76-Onde_2,73
• W₁₈O₄₉, ONDE_2,72
• W₂₀O₅₀, ONDE_2,50

Outros compostos

• Tungstato de sódio Na₂WO₄
• Zircônio tungstato ZrW₂O₈ mostra uma anomalia quando aquecido.
• Bronzes de tungstênio M_xWO₃; M = metal alcalino, metal alcalino-terroso, lantanóide, aproximadamente 0.3 <x <0.9 têm condutividade elétrica e são intensos e de cores diferentes dependendo do conteúdo de metal.
• Tungstato de cálcio CaWO₄ é conhecido como um mineral sob o nome de Scheelita.
• Tungsten Carbide WC é um composto semelhante a um metal extremamente duro. Há também Diwungsten Carbide W₂C.
• Hexafluoreto de tungstênio WF₆
• Chumbo tungstate PbWO₄
• Dissulfeto de tungstênio WS₂ Use como lubrificante seco (semelhante ao MoS₂)

Uso dos compostos

O carboneto de tungstênio é usado como refletor de nêutrons em armas nucleares para reduzir a massa crítica. Carbonetos de tungstênio (metal duro) são usados ​​no processamento de materiais devido à sua alta dureza.

Os tungstatos são usados ​​para impregnar os tecidos, tornando-os retardadores de chamas.

As cores de tungstênio são usadas na pintura, bem como na indústria de cerâmica e porcelana.

O tungstato de chumbo é usado como um cintilador moderno na física de partículas.

Geral
Nome, símbolo, número atômico	Tungstênio, W, 74
série	metais de transição
Grupo, período, bloco	6, 6, d
Aparência	branco acinzentado, brilhante
número CAS	7440-33-7
Fração de massa da concha de terra	64 ppm
nuclear
massa atômica	183,84 u
Raio atômico (calculado)	135 (193) pm
Raio covalente	162 pm
configuração electrónica	[Xe] 4f145d46s2
1. ionização	770 kJ / mol
2. ionização	1700 kJ / mol
fisicamente
estado físico	fest
estrutura de cristal	centrado no corpo cúbico
densidade	19,3 g / cm3 (20 ° C)
dureza de Mohs	7,5
magnetismo	paramagnético ( = 7,8 10-5)
ponto de fusão	3695 K (3422 ° C)
ponto de ebulição	5828 K (5555 ° C)
Volume molar	9,47 · 10-6 m3/ mol
Calor de vaporização	824 kJ / mol
calor de fusão	35,4 kJ / mol
velocidade do som	5174 m / s
Capacidade de calor específico	138 J / (kg · K)
Condutividade elétrica	18,52 · 106 A / (v · m)
condutividade térmica	170 W / (m K)
Químico
estados de oxidação	6, 5, 4, 3, 2
potencial normais	-0,119 V (WO2 + 4H+ + 4e- → W + 2H2O)
eletronegatividade	2,36 (escala de Pauling)
isótopo
isótopo NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 178W {Syn.} 21,6 d ε 0,091 178Ta 179W {Syn.} 37,05 min ε 1,060 179Ta 180W 0,13% 1,8 · 1018 a α 2,516 176Hf 181W {Syn.} 121,2 d ε 0,188 181Ta 182W 26,3% estável 183W 14,3% estável 184W 30,67 % estável 185W {Syn.} 75,1 d β- 0,433 185Re 186W 28,6% estável 187W {Syn.} 23,72 h β- 1,311 187Re 188W {Syn.} 69,4 d β- 0,349 188Re
propriedades de RMN
Spin γ em rad * T-1· s-1 Er(1H) fL em W = 4,7 T em MHz 183W 1/2 1,128 · 107 1,07 · 10-5 4,166
segurança
GHS substâncias perigosas rotulagem pó

Frases H e P de perigo H: 228EUH: nenhuma taxa de EUHP: 210-​240-​241-​280-​370+378 Gefahrstoffkennzeichnung

leve inflamável

(F)

Frases R e S em pó R: 11S: 43

Preço de tungstênio

Gráfico Wolfram 2009-2012

Preços de tungstênio -> Preços estratégicos de metais