Ako sa vyrába volfrámový materiál?

Ahoj! Som dodávateľom volfrámového materiálu a dnes vás prevediem celým procesom výroby volfrámového materiálu. Volfrám je neuveriteľne užitočný kov, známy svojou vysokou teplotou topenia, hustotou a pevnosťou. Používa sa v širokej škále priemyselných odvetví, od elektroniky po letecký priemysel, a dokonca aj v niektorých každodenných predmetoch. Takže, poďme do toho!

Ťažba volfrámovej rudy

Prvým krokom pri výrobe volfrámového materiálu je ťažba volfrámovej rudy. Volfrám sa zvyčajne vyskytuje vo forme wolframitu (Fe,Mn)WO₄ a scheelitu CaWO₄. Tieto rudy sa zvyčajne ťažia z podzemných alebo povrchových baní.

Podzemná ťažba sa často používa, keď sa ruda nachádza hlboko pod zemou. Baníci používajú rôzne techniky, ako je šachtová ťažba alebo ťažná ťažba, aby sa dostali k rude. Je to náročná práca, pretože musia pracovať v stiesnených priestoroch a vysporiadať sa s potenciálnymi nebezpečenstvami, ako sú závaly.

Povrchová ťažba sa naopak využíva vtedy, keď je ruda bližšie k povrchu. Na vydolovanie rudy zo zeme sa používajú masívne stroje. Táto metóda je nákladovo efektívnejšia pre rozsiahle banské operácie, ale môže mať významný vplyv na životné prostredie.

Po vyťažení rudy sa prepraví do spracovateľského závodu na ďalšie spracovanie.

Zužitkovanie volfrámovej rudy

V spracovateľskom závode prechádza volfrámová ruda procesom zušľachťovania, aby sa zvýšil obsah volfrámu. Prvým krokom v úžitku je drvenie a mletie rudy na malé častice. To uľahčuje oddelenie minerálov nesúcich volfrám od hlušiny (nežiaduce horniny a iné materiály).

Po drvení a mletí sa ruda zvyčajne podrobuje gravitačnej separácii. Táto metóda využíva rozdiel v hustote medzi volfrámovými minerálmi a hlušinou. Rozdrvená ruda sa umiestni do prúdu vody a ťažšie volfrámové minerály klesnú na dno, zatiaľ čo ľahšia hlušina sa vyplaví.

Flotácia je ďalšou bežnou metódou obohacovania. Do rudnej kaše sa pridávajú chemikálie, aby boli volfrámové minerály hydrofóbne (odpudzujúce vodu). Potom sa zavedú vzduchové bubliny a hydrofóbne volfrámové minerály sa prichytia k bublinám a vyplávajú na povrch, kde sa dajú zozbierať.

Magnetickú separáciu možno použiť aj vtedy, ak ruda obsahuje magnetické nečistoty. Magnetické materiály sú priťahované k magnetu a zanechávajú za sebou nemagnetické volfrámové minerály.

Výsledkom procesu benefície je koncentrát s oveľa vyšším obsahom volfrámu, zvyčajne okolo 60 - 70 % oxidu wolfrámového (WO₃).

Konverzia na oxid wolfrámu

Ďalším krokom je premena volfrámového koncentrátu na oxid volfrámu. Koncentrát sa praží v peci pri vysokých teplotách, zvyčajne okolo 700 - 800°C. Počas praženia reagujú minerály volfrámu s kyslíkom vo vzduchu za vzniku oxidu wolfrámového (WO₃).

Chemická reakcia na praženie scheelitu môže byť reprezentovaná ako:
CaWO4 + 2HCl -> CaCl2 + H2WO4
H2WO4 ->W03+ H20

Tento proces tiež pomáha odstrániť niektoré nečistoty z koncentrátu, ako je síra a arzén, ktoré sa pri pražení uvoľňujú ako plyny.

Redukcia na Tungsten Metal

Keď už máme oxid volfrámu, je čas ho zredukovať na volfrámový kov. To sa zvyčajne vykonáva pomocou plynného vodíka v redukčnej peci. Oxid volfrámu sa umiestni do pece a cez ňu sa vedie plynný vodík pri vysokých teplotách, zvyčajne okolo 800 - 1000 °C.

Chemická reakcia na redukciu oxidu wolfrámového je:
W03+ 3H2 -> W + 3H20

Vodík pôsobí ako redukčné činidlo, odstraňuje kyslík z oxidu volfrámu a zanecháva čistý volfrámový kov. Výsledný volfrámový prášok je veľmi jemný a má veľký povrch.

Prášková metalurgia

Volfrámový prášok získaný z procesu redukcie sa potom používa v práškovej metalurgii na výrobu rôznych volfrámových produktov. Prášková metalurgia zahŕňa zhutňovanie volfrámového prášku do požadovaného tvaru a jeho následné spekanie pri vysokých teplotách, aby bol hustý a pevný.

Prvým krokom v práškovej metalurgii je zmiešanie volfrámového prášku s ďalšími prísadami, ak je to potrebné. Tieto prísady môžu zlepšiť vlastnosti konečného produktu, ako je jeho tvrdosť alebo ťažnosť.

Zmiešaný prášok sa potom umiestni do formy a zhutní sa pod vysokým tlakom. Tento proces zhutnenia dáva prášku hrubý tvar podobný konečnému produktu.

Po zhutnení sa surový výlisok (zhutnená, ale nespekaná časť) speká v peci pri veľmi vysokých teplotách, zvyčajne nad 2000 °C. Počas spekania sa častice volfrámu spoja a vytvoria pevný kus volfrámového materiálu.

Výroba volfrámových produktov

Keď sa získa spekaný volfrámový materiál, môže sa ďalej spracovávať na rôzne produkty. Napríklad volfrám sa dá opracovaťVolfrámové tégliky. Tieto tégliky sa používajú pri vysokoteplotných aplikáciách, ako je tavenie kovov, kvôli vysokej teplote topenia volfrámu a odolnosti voči korózii.

Volfrám sa dá aj zrolovaťVolfrámové platne s vysokou hustotoualeboVysoko kvalitný volfrámový tanier. Tieto platne sa používajú v rôznych odvetviach, vrátane letectva, kde je vysoko cenený ich vysoký pomer pevnosti a hmotnosti.

Medzi ďalšie bežné výrobky z volfrámu patria volfrámové tyče, drôty a gule, ktoré sa používajú v elektronike, osvetlení a dokonca aj v niektorých lekárskych aplikáciách.

Kontrola kvality

Počas celého výrobného procesu je najdôležitejšia kontrola kvality. V každej fáze sa odoberajú a analyzujú vzorky, aby sa zabezpečilo, že volfrámový materiál spĺňa požadované špecifikácie.

Na stanovenie čistoty volfrámového materiálu sa používa chemická analýza. Techniky ako röntgenová fluorescencia (XRF) a hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP - MS) môžu presne merať koncentráciu rôznych prvkov v materiáli.

Fyzikálne testy sa vykonávajú aj na vyhodnotenie mechanických vlastností volfrámových produktov. Tieto testy zahŕňajú testovanie tvrdosti, testovanie ťahom a meranie hustoty.

Environmentálne aspekty

Výroba volfrámového materiálu môže mať významný vplyv na životné prostredie. Ťažobné činnosti môžu spôsobiť odlesňovanie, eróziu pôdy a znečistenie vody. Používanie chemikálií v procese zhodnocovania môže tiež kontaminovať vodné zdroje, ak nie sú správne riadené.

Aby sa minimalizoval dopad na životné prostredie, moderné zariadenia na výrobu volfrámu zavádzajú rôzne opatrenia. Patrí medzi ne používanie efektívnejších ťažobných techník, recyklácia vody a správne nakladanie s odpadovými materiálmi. Niektoré spoločnosti tiež skúmajú spôsoby, ako znížiť používanie chemikálií v procese zvýhodňovania.

Kontakt pre nákup

Ak hľadáte kvalitný volfrámový materiál alebo niektorý z našich volfrámových produktov, rád by som sa o vás dozvedel. Či už potrebujeteVolfrámové tégliky,Volfrámové platne s vysokou hustotou, aleboVysoko kvalitný volfrámový tanier, vybavili sme vás. Stačí osloviť a začať rokovania o kúpe a môžeme spolupracovať na splnení vašich konkrétnych potrieb.

Referencie

• Habashi, F. (2006). Extrakčná metalurgia volfrámu. Montreal: Publikácie o ťažobnej metalurgii.
• Gutzmer, J., & Turek, T. (Eds.). (2007). Príručka kovov - organické konštrukcie. Wiley - VCH.
• Schlesinger, ME, King, MJ, Sole, KC, & Davenport, WG (2011). Extrakčná metalurgia medi. Elsevier.