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钨价。 钨的性质和应用

熟悉本文将让您熟悉 钨 的物理和化学 性质, 了解其位置性质,提取位置,发现历史等等的特征。

钨(W)

钨是DI门多列夫周期表的一个元素,它具有第74个原子序数,对应于拉丁符号W.在正常条件下,它具有灰银色,发光,固体。 在所有已知的金属中,钨被认为是最难的。 高于W,熔点仅适用于非金属 - 碳。 具有高耐化学性。 钨的价态是可变的。

发现的历史

来自瑞典的化学家Karl Wilhelm Scheele,1781年,从事用硝酸处理白钨矿,能够提取三氧化钨 - 黄色的“重石头”。 两年后,早在1783年,两位来自西班牙的化学家Eluard兄弟告诉公众,他们能够从黑钨矿中获得新的金属和氧化钨。

现代美国,法国和英国使用钨钨,从瑞典语转为“重石”。 原来这个词wolframium表示一种矿物质的黑钨矿。 后来它传递给金属本身。

大自然中的钨

根据Vinogradov的计算,地壳中钨的克数大约为1.3克/吨。 山地岩石平均指数,g / t:酸性岩 - 1.9,平均值 - 1.2,主要 - 0.7,超基 - 0.1。

这些金属储量最大的集中在中国,美国,加拿大和哈萨克斯坦,玻利维亚,葡萄牙,乌兹别克斯坦,俄罗斯和南韩等国家的储备比上述国家要小。 每年生产约49.5万吨,其中41个是中国提取的,俄罗斯的份额相当于3.5吨,哈萨克斯坦 - 0.7和澳大利亚为0.5吨。

在工业上,主要的作用是给予钨铁矿和白钨矿。 黑钨矿矿物最多地集中在花岗岩中,平均浓度相当于百分之一到百分之二。 大多数生产国出口钨。 . 这种金属的价格相当高,可以根据其品牌和销售类型而变化(从2,172到6,250,560卢布) 。 钨的主要出口国是英国,中国和澳大利亚。 由美国,德国,英国和日本大量进口。

获取方法

获得钨是由几个阶段组成的过程。 首先,从矿石精矿中回收三氧化物WO 3 ,随后在约700℃下使用氢气回收金属粉末。 由于熔点极高,生产该金属的最佳方法是粉末冶金。 在第一阶段,将钨粉压缩,然后置于氢气氛中并在约1200-1300℃下烧结 进一步暴露于电流并将加热温度加快到三千度,该过程伴随着烧结,金属变成整料。 随后从得到的整体材料中生产钨及其纯化在区域熔融条件下进行。 然而,钨粉不是获得这种金属的唯一形式。 当通过氯化物热解获得W时,可以获得它已经是金属形式,而不是一个紧凑和粉末状的。

化学品质特征

钨的价态在性质上是可变的,从2到6。 最稳定的形式是第六价。 化合物的二价和三价形式是不稳定的,没有特殊的意义,实际上它们不被应用。 钨非常耐金属腐蚀。 室温允许它保持恒定的位置而不被腐蚀; 达到燃烧温度开始氧化后,形成氧化 (VI)。 在压力系列中排在第二位,站在氢气之后。 在氢氟酸和稀硫酸中几乎可以。 硝酸和皇家伏特加酒会导致表面氧化。 在过氧化氢中溶解是可能的。

氢氟酸和硝酸的混合物溶解钨:

2W + 4HNO 3 + 10HFàWF 6 + WOF 4 + 4NO(放气)+ 7H 2 O

在氧化剂存在下可与熔融碱反应:

2W + 4NaOH 3 + 3O 2à2Na 2 WO 4 + 2H 2 O

上述反应的例子非常缓慢地进行,但是在达到400℃的温度之后,钨是自加热的,反应过程加速,同时产生大量的热量。 涉及氧的反应需要达到500℃的标记,以使金属开始自身加热。

在氢氟酸和硝酸的混合物中溶解导致形成六氟钨酸-H 2 [WF 6 ]。 在所有已知的钨化合物中,最重要的是钨酸酐或三氧化钨,钨酸盐,与Me 2 WO X的过氧化物,与S,C形成的物质和卤素基团的元素。

物理性质

钨是浅灰色闪亮的金属。 与其他金属相比,熔化和沸腾期间钨的温度达到最高摄氏度。 有一个假设,这个同位素具有更高的熔化和沸腾温度,但是由于它“生命”很少,所以不能肯定地断言,因为这没有被实验证明。 钨熔化在3695K,但沸腾,达到5828K。纯W的密度接近于金--19.25克/厘米3。 他的特质是顺磁性。 根据Brinell测量参数,硬度为488 kg / mm 2 。 二十摄氏度的UES为55 * 10 -9 Ohm * m,在2700°C的温度下,发电厂的指标增加到904 * 10 -9 Ohm * m。 钨反射的声音以4290米/秒的速度移动。

具有高硬度指数和巨大熔点的最重金属之一就是钨。 固有的属性决定了其在世界市场上的价值,并被广泛使用。 承受高温的能力允许大规模应用钨。 电线,床单和更多允许创建服务多年的机制。 外部类似于铂金。 以纯净的形式,当加热至1600°C时,可以很好地锻造。

使用纯金属

使用钨的主要方法是冶金工业中作为耐火材料的基材。

塑料和耐火材料 - 这是钨是着名的。 由这种金属制成的电线在设计用于照明的设备中是不可或缺的。 显像管等真空管也被广泛应用。

氩弧焊不能用钨制成的电极。 真空电阻炉还将其用作加热元件,并且将该金属与铼的合金用作热电偶。

其高密度允许它用作重型合金的基座,用作配重,用于子口径和箭形弹丸壳的穿甲芯,用于穿甲弹药芯的核心,甚至稳定弹道导弹飞行的陀螺仪。

钨可以作为电离型辐射的优良补救措施。 虽然它具有很高的密度,特别是与传统的铅,重量相比,具有相同的保护水平,但是其使用的衣服或电器变得更加容易。 耐火性和硬度的性质使加工过程复杂化,因此在这种情况下更经常使用钨和镍的合金,以及铁,铜和其他金属。

在工业中,钨用于生产各种强力产品。 片,钨粉,电极和杠铃 - 最常见的输出形式之一。

化合物的应用

各种金属的机械加工,以及构成非金属工程结构的一部分的材料,钻井的过程以及采矿业使用基于碳化钨,碳化钛混合物,碳化钽和碳化钨的强合金和复合材料。 由这些材料制成的钨级分为T30K4,T5K10,VK25,VK8,VK15,T15K4,VK2,VK6和VK4。 TT组的品牌仅在复杂性增加的条件下才能用于非常复杂的处理。 一个醒目的例子可以作为一种用穿孔机钻出耐用材料或制造具有高耐热性的钢制成的锻件的冲击旋转工艺。 W用作钢和基于铁的合金的合金元素。 “高速”钢带刻字标记以P开头,超过90%的情况下,含有钨的份额。

有时,钨的各种化合物用作催化剂或颜料,高温润滑剂,用于将热形式的能量转化为电能。

钨和生物学

钨在生物学上不被认为是一种重要的金属,但是在它们的酶中的一些细菌和细菌就有这个成分位于活性中心。 靠近水热类型的深水源,有一种被认为是依赖于钨的精细细菌 - 超嗜热菌。 这种金属在酶组合物中的存在被认为是早期的古代遗物,换句话说,它可以允许人们认为地球上的早期生命发生在W.的参与下。

像其他金属的主要部分一样,钨粉尘会引起呼吸系统的刺激。

同位素形式

182 W (26,41 %), 183 W (14,4 %), 184 W (30,64 %) и 186 W (28,41 %) .天然起源的钨包括五种不同形式的同位素的混合物,即180W (0.135wt%), 182W(26.41%), 183W (14.4%), 184W(30.64%), 186W(28.41%) 。 钨的价态是可变的,并且总是对应于任何同位素形式的从2到6的数字。

到2016年,已知有36种人造人造形态的确定的具有质量数量的钨放射性核素:157 ... 179,181,185,187 ... 197.自然来源的钨的放射性在2003年被发现,但其值非常小,大致相当于每克每年两次衰变,这种衰变的条件是金属的α-活性。

总之

目前存在的金属中最难熔的是钨。 其固有的属性,可以在广泛的人类工业活动中找到自己的位置,从工程开始,以防止暴露为目的。 金属大致上打开了两次,差不多两年,但是Scheele和Eluard兄弟都没有得到他的发现。 钨的价态是可变的,并且取二至六的值,但如前所述,最稳定的形式具有第六价。 非常耐腐蚀,可与碱反应并溶解在氢氟酸和硝酸的混合物中。

根据执行方式,金属所在的形式及其应用领域,钨等级分为大量物种。 其同位素有许多形式,其中的元素本身具有弱表达的放射性,并且极慢衰减。 许多零件和备件的基础是人类使用的最多样化的设备和设备,正是钨。 即使是一公斤金属的价格也是相当高的,但是它并没有减少对它的需求,因为它的质量符合要求的成本。

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