Меню вмісту
● Що таке карбід вольфраму?
● Природні джерела вольфраму: звідки береться вольфрам?
>> Основні області видобутку вольфраму
● Геологічний контекст вольфрамових родовищ
● Місця видобутку вольфраму по всьому світу
>> 1. Китай
>> 2. Канада
>> 3. Сполучені Штати
>> 4. Інші регіони
● Як виробляється карбід вольфраму?
>> Крок 1: Екстракція вольфрамової руди
>> Крок 2: Перетворення на вольфрамові сполуки
>> Крок 3: Карбюризація
>> Крок 4: Порошкова металургія та спікання
● Промислові джерела карбіду вольфраму
● Важливість карбіду вольфраму в сучасній галузі
● Екологічні та економічні міркування
● Висновок
● Часті запитання (поширені запитання)
>> 1. Де природно зустрічається карбід вольфраму?
>> 2. Які основні мінерали, що містять вольфрам?
>> 3. Як виробляється карбід вольфраму з вольфрамової руди?
>> 4. Які країни є найбільшими виробниками вольфраму?
>> 5. У яких галузях зазвичай використовується карбід вольфраму?
Карбід вольфраму - це чудовий матеріал, відомий своєю винятковою твердістю, довговічністю та стійкістю до зносу та тепла. Він відіграє вирішальну роль у численних промислових програмах, включаючи ріжучі інструменти, гірниче обладнання, ювелірні вироби та військові використання. Розуміння де Знайдено карбід вольфраму передбачає вивчення природних джерел вольфраму, процесів, що перетворюють вольфрам у карбід вольфраму та глобальний розподіл вольфрамових ресурсів. Ця стаття надає всебічний огляд походження, майнінг -місць та промислових джерел карбіду вольфраму, а також його синтез та застосування.
Що таке карбід вольфраму?
Карбід вольфраму (хімічна формула WC) - це сполука, що складається з рівних частин вольфраму та атомів вуглецю. Це щільний, сірувато-порошок, який можна притиснути і заподіяти в надзвичайно тверду та зношувану форми. З щільністю близько 15,6 г/см⊃3; А твердість, порівнянна з алмазом, карбід вольфраму набагато складніше, ніж більшість сталей та інших карбідів, таких як карбід кремнію або карбід титану. Він має дуже високу температуру плавлення приблизно 2780–2830 ° C, що робить його придатним для високотемпературних та високих стресових застосувань.
Унікальне поєднання твердості, міцності та стійкості до корозії та тепла робить його матеріалом для вирізання та буріння, абразивів та захисних покриттів. Його здатність підтримувати різкість і протистояти деформації в екстремальних умовах революціонізувала багато виробничих та гірничих виробництв.
Природні джерела вольфраму: звідки береться вольфрам?
Тунгстен не відбувається природним шляхом як вільний метал, але зустрічається в основному в мінеральних рудах. Два основні мінерали вольфраму:
- Волфраміт: твердий розчин залізо-манганських вольфамутних мінералів, Ферберіту (meto₄) та Hübnerite (Mnwo₄).
- Шееліт: вольфаметр кальцію (Cawo₄).
Ці мінерали є первинними джерелами вольфраму, які потім обробляються для отримання вольфрамового карбіду.
Основні області видобутку вольфраму
- Китай: домінуючий виробник, відповідальний за понад 80% світового вольфрамового постачання та містить майже дві третини глобальних резервів.
- Північна Америка: Помітні родовища вольфраму існують у Західній Північній Америці, особливо в Канаді (родовища Кантунгу та МакТунгу) та США (Каліфорнія та Колорадо).
- Інші країни: В'єтнам, Росія, Португалія, Болівія, Південна Корея, Великобританія та Австралія також мають значні ресурси вольфраму.
Геологічний контекст вольфрамових родовищ
Родовики вольфрам часто асоціюються з конкретними геологічними утвореннями:
- Скарди: гідротермальні мінеральні родовища в кальцилікатних порід, де зазвичай зустрічається Шеліліт.
- Гранітні вторгнення: Мінералізація вольфраму часто пов'язана з переваловими гранітами та спорідненими нав'язливими скелями.
Наприклад, канадський пояс вольфраму (CTB) є основною металогенною провінцією, яка приймає великі родовища шееліт. CTB включає історичні виробники, такі як шахта Cantung та великі заповідники, такі як родовище МакТунгу.
Формування вольфрамових відкладень, як правило, включає гідротермальну рідину, багаті вольфрамовими, що взаємодіють з гірськими порідами, що призводить до осадження вольфрамових мінералів. Ці процеси можуть відбуватися протягом мільйонів років і на них впливає тектонічна активність, магматичні вторгнення та регіональний метаморфізм.
Місця видобутку вольфраму по всьому світу
1. Китай
Китай веде глобальне виробництво та резерви вольфраму, широко видобуток Вольфраміту та Шееліт. Його домінування впливає на глобальний ланцюг поставок карбіду вольфраму. Китайські шахти розташовані насамперед у провінціях Цзянсі, Хунань, Гуандун та Гуансі. Великі ресурси країни та добре розвинена гірнича інфраструктура роблять її найбільшим у світі постачальником та експортером вольфрамових продуктів.
2. Канада
Кантунг та Макгунг у Канаді є одними з найкращих виробників вольфрам у Північній Америці. Ці родовища в основному розміщуються в родовищах Скарна. Шахта Кантунгу, розташована на північно -західних територіях, була важливим джерелом вольфраму з 1960 -х років. Депозит Mactung, один з найбільших нерозвинених вольфрамових ресурсів, також розташований на північно -західних територіях і, як очікується, відіграватиме головну роль у майбутньому постачанні.
3. Сполучені Штати
- Каліфорнія: Шахта міста Тунгстен в окрузі Інйо - це помітна історична вольфрамова шахта, розташована на висоті 5200 футів. Він діяв як поверхнева та підземна шахта в фізіографічній провінції Сьєрра -Невада. Незважаючи на те, що виробництво вольфрамів США зменшилось в останні десятиліття, існують постійні проекти з розвідки та розвитку, спрямовані на відродження внутрішнього постачання.
- Колорадо: Інші родовища вольфраму існують у Колорадо, пов’язані з гранітними вторгненнями та скарнами. Високі родовища в державі історично сприяли виробництву вольфраму.
4. Інші регіони
- Португалія та Великобританія: відомий меншими родовищами вольфраму та видобутку. Шахта Португалії в Панасквейрі - один з найважливіших виробників вольфрам.
- Росія та В'єтнам: важливі виробники, що сприяють глобальному постачанні вольфраму. Виробництво вольфраму Росії в основному зосереджено в регіоні Далекого Сходу.
- Болівія та Південна Корея: також мають ресурси вольфраму, видобуті для промислового використання. Родовики з вольфраму Болівії часто асоціюються з рудами олово та срібла.
Як виробляється карбід вольфраму?
Карбід вольфраму не видобувається безпосередньо, а синтезується з вольфрамових руд за допомогою декількох промислових процесів:
Крок 1: Екстракція вольфрамової руди
Вольфрамові руди, такі як Вольфламіт та Шееліт, видобуті та концентруються магнітними та механічними методами. Руда подрібнюється і заземлюється, а вольфрамові мінерали відокремлюються від банди, використовуючи методи гравітації, флотації та магнітного поділу.
Крок 2: Перетворення на вольфрамові сполуки
Концентрат обробляється для отримання паратунгунату амонію (APT), який потім виписується на оксид вольфраму і знижується до порошку металу вольфраму в атмосфері водню. Цей порошок надзвичайно тонкий і є основою для виробництва карбіду вольфраму.
Крок 3: Карбюризація
Порошок металу вольфраму змішується з джерелами вуглецю, такими як графіт або сажа і нагрівається при високих температурах (900–1600 ° C) у контрольованому середовищі з утворенням порошку карбіду вольфраму. Цей процес гарантує, що атоми вуглецю зв’язувались з вольфрамовими атомами, створюючи сполуку карбіду.
Крок 4: Порошкова металургія та спікання
Порошок карбіду з вольфраму змішується з металевим сполучним, як правило, кобальтом, притиснутою у форму і спішують при температурі близько 1400–1600 ° C. Цей процес виробляє щільні, жорсткі деталі карбіду вольфраму, що використовуються в промисловості. Кобальтне в'яжуче забезпечує міцність і стійкість до перелому, врівноважуючи крайню твердість зерен карбіду.
Промислові джерела карбіду вольфраму
Крім видобутку, карбід вольфраму знаходиться в багатьох промислових інструментах та продуктах, які можуть стати джерелами переробленого матеріалу:
- РОЗВИТОКИ: Свердлові шматочки, Лопатки, Кінцеві млини та токарні інструменти, що використовуються у виробництві та обробці.
- Обладнання для видобутку та буріння: Карбід вольфраму використовується в інструментах з подрібнення, тунелювання та буріння через його стійкість до зносу.
- Ювелірні вироби: Карбід вольфраму популярний у весільних групах та кільцях для його стійкості та сили.
- Військові програми: щільний карбід вольфраму використовується в боєприпасах та ракетах.
- Інші промислові деталі: втулки, удари, штампи та носіння тарілок в машинах.
Переробка вольфрамового карбіду з використаних інструментів та брухту є важливим аспектом ланцюга поставок вольфраму. Через високу цінність вольфраму, переробка допомагає зменшити залежність від видобутку та мінімізує вплив навколишнього середовища.
Важливість карбіду вольфраму в сучасній галузі
Поєднання твердості, міцності та теплостійкості вольфраму робить його незамінним у багатьох секторах:
- Виробництво: Обробка ЧПУ, різання металу та точні інструменти значною мірою покладаються на інструменти карбіду вольфраму для підтримки ефективності та точності.
- видобуток та конструкція: шматочки свердла з карбіду вольфраму та різання головки є важливими для розриву твердих скель та вилучення мінералів.
- Аерокосмічна та автомобільна: компоненти, виготовлені з вольфрамового карбіду, витримують екстремальні умови зносу та температури.
- Медичні пристрої: Хірургічні інструменти та стоматологічні інструменти часто використовують карбід вольфраму для довговічності та точності.
- Коштовні вироби: Кільця з карбіду вольфраму стали популярними своєю стійкістю до подряпин та сучасною естетикою.
Екологічні та економічні міркування
Видобуток та переробка вольфраму має вплив на навколишнє середовище, включаючи порушення середовища проживання, використання води та вироблення відходів. Відповідальні практики видобутку та зусилля з переробки мають вирішальне значення для мінімізації цих наслідків. Економічно карбід вольфраму-це високоцінний матеріал, який підтримує багато галузей, що робить безпечні та стійкі ланцюги поставок життєво важливими.
Висновок
Карбід вольфраму - це життєво важливий матеріал, отриманий з вольфрамових руд, в основному зустрічається у таких мінералах, як Волфраміт та Шеліліт. Більшість світових вольфрамових пропозицій надходить з Китаю, зі значними родовищами в Північній Америці, Росії, Португалії та інших країнах. Карбід вольфраму виробляється промислово за допомогою складних процесів, що включають видобуток руди, хімічну конверсію, карбюризацію та спікання металевими в'яжучами. Його виняткова твердість і довговічність роблять його незамінним у галузях промисловості, починаючи від виробництва та видобутку до ювелірних виробів та оборони. Розуміння того, де знайдено карбід вольфраму та як він зроблений, дає зрозуміти свою вирішальну роль у сучасній технології та промисловості. Крім того, важливість стійкої практики видобутку та переробки не може бути завищена у забезпеченні майбутньої доступності карбіду вольфраму.
Часті запитання (поширені запитання)
1. Де природно зустрічається карбід вольфраму?
Сам карбід вольфраму не зустрічається природним шляхом, але синтезується з вольфрамових руд, насамперед Вольфраміту та Шеліліт, які видобуваються в Китаї, Канаді, США та інших країнах.
2. Які основні мінерали, що містять вольфрам?
Два первинних мінералів, що містять вольфрам, є Вольфрамітом (залізо-манганський вольфарб) та Шееліт (кальцієвий вольфамбтост).
3. Як виробляється карбід вольфраму з вольфрамової руди?
Вольфрамову руду обробляють для отримання порошку металевого вольфраму, який потім карбюрують вуглецем при високих температурах для утворення порошку карбіду вольфраму. Цей порошок змішується з металевим сполучним і спірають, утворюючи тверді деталі карбіду вольфраму.
4. Які країни є найбільшими виробниками вольфраму?
Китай - найбільший виробник, який постачає понад 80% вольфраму у світі. Серед інших виробників - Канада, США, Росія, В'єтнам, Португалія та Болівія.
5. У яких галузях зазвичай використовується карбід вольфраму?
Карбід вольфраму широко використовується у виготовленні ріжучих інструментів, гірничодобувних та бурових обладнання, ювелірних виробів, військових боєприпасів та стійких до зносу деталей машин.
