Читать онлайн «Металлургия вольфрама и молибдена»

1 2  Введение Вольфрам и молибден относятся к тугоплавким металлам¸ имеющим темпе- ратуры плавления более 1650 °С. Тугоплавкие металлы расположены в побочных подгруппах IV (титан, цирконий и гафний), V (ванадий, ниобий и тантал) и VI (хром, молибден и вольфрам) групп Периодической системы. По своим свойствам к группе тугоплавких металлов может быть отнесен и расположенный в побочной подгруппе VII группы типичный рассеянный металл рений. Близость электронно- го строения атомов тугоплавких металлов (все они являются d-переходными) обу- словливает близость их химических свойств. Тугоплавкие металлы имеют пере- менную валентность, вызывающую многообразие химических соединений. Они образуют тугоплавкие металлоподобные карбиды, нитриды, силициды, бориды и др. соединения, обладают высокой коррозионной стойкостью. В настоящее время производство некоторых из этих металлов достигло де- сятков тысяч тонн в год. Для легирования специальных сталей тугоплавкие метал- лы применяют, как правило, в виде простых либо комплексных ферросплавов. Наряду с применением при выплавке специальных сталей тугоплавкие металлы все чаще используют в чистом виде или в качестве основы различных сплавов или со- единений с особыми свойствами. Механические свойства тугоплавких металлов очень сильно зависят от чистоты металла. Если содержание примесей внедрения (азота, водорода, кислорода, углерода) превышает их растворимость, металл хру- пок. Освобожденные от этих примесей металлы легко выдерживают холодную об- работку (прокатку, штамповку и т. д. ), сохраняя пластичность до очень низких тем- ператур. Получение какого-либо металла в чистом виде требует сложной много- стадийной технологии, включающей обычно следующие основные стадии: обога- щение, разложение (вскрытие) рудных концентратов или промышленных отходов, содержащих этот металл, с помощью пирометаллургических или гидрометаллур- гических процессов; получение чистых химических соединении металла; получе- ние металла технической чистоты или сплавов на его основе; рафинирование ме- талла; получение слитков, заготовок или изделий из металла или сплава на его ос- нове. Сложность и общность технологии тугоплавких металлов определяет их спе- цифичность и позволяет отнести их к группе «редких». За рубежом для редких ме- таллов применяют термин «Less common metals» («менее обычные металлы»). 1. Металлургия вольфрама Вольфрам был открыт в 1781 г. шведским химиком К. Б. Шееле при разло- жении кислотой минерала тунгстена («тяжелой земли»), позднее названного шее- литом. В элементарном состоянии вольфрам впервые получили в 1783 г. Х. Х. и Ф. Д. Эльхуяр, восстановив триоксид вольфрама WO3 углеродом. Вольфрам является самым тугоплавким (температура плавления составляет (3395±15) °С металлом, а его плотность, равная 19,3 г/см3, уступает лишь плотно- сти золота, платины, осмия, иридия и рения. Вольфрам устойчив на воздухе и в кислороде лишь до 500 °С, интенсивно окисляясь при более высокой температуре.