Wolfram: Stopień trudności, ale wysoka cena?

Wolfram, znany również jako tungsten, jest pierwiastkiem o symbolu W i numerze atomowym 74. Jest to metal przejściowy, który w temperaturze pokojowej występuje w postaci twardego, srebrno-białego materiału o charakterystycznym połysku. Należy on do grupy metali o wysokich temperaturach topnienia – aż 3422°C! To sprawia, że wolfram jest idealnym kandydatem do zastosowań wymagających odporności na wysokie temperatury, takich jak żarówki, elektrody w procesach spawalniczych czy nawet elementy rakiet kosmicznych.

Właściwości wolframu wynikają z jego specyficznej budowy atomowej. Posiada on 6 elektronów walencyjnych, które tworzą silne wiązania metaliczne. Te wiązania nadają mu dużą wytrzymałość mechaniczną, a także odporność na korozję i utlenianie. Co ciekawe, wolfram jest tak twardym materiałem, że można go odlewać tylko w temperaturze wyższej niż jego punkt topnienia!

Wolfram nie występuje naturalnie w postaci czystego metalu. Zazwyczaj odnajduje się go w rudach, takich jak wolframit czy scheelit, które zawierają związki wolframu z innymi pierwiastkami. Proces wydobycia wolframu jest dość skomplikowany i obejmuje następujące etapy:

1. Wydobycie rudy: Wolfram jest wydobywany z kopalni odkrywkowych lub podziemnych.

2. Separacja i flotacja: Po wydobyciu ruda jest rozdrabniana i poddawana procesowi flotacji, który wykorzystuje różnice w gęstości minerałów, aby oddzielić wolfram od innych składników.

3. Piecing i redukcja: Oddzielony wolfram jest następnie podgrzewany w piecach wraz z substancjami redukującymi, takimi jak węgiel drzewny, aby uzyskać czysty metal.

4. Rafinacja: Otrzymany metal wolframu może zawierać niewielkie ilości domieszek. W celu uzyskania wysokiej czystości stosuje się procesy rafinacji, takie jak destylacja lub elektroliza.

Czy wolfram jest warty swojej ceny?

Wolfram, ze względu na swoje exceptionalne właściwości i złożony proces wydobycia, jest jednym z najdroższych metali na świecie. Jego cena może wahać się w zależności od podaży i popytu, ale zazwyczaj wynosi kilkaset dolarów za kilogram.

Czy takie wysokie koszty są uzasadnione? Wiele zależy od zastosowania. W przypadku aplikacji wymagających ekstremalnej odporności termicznej, takiej jak produkcja żarówek wolframowych czy elektrod w procesach spawalniczych, cena wolframu jest często akceptowalna.

W innych przypadkach, np. przy produkcji narzędzi tnących, gdzie wymagana jest wysoka twardość, ale niekoniecznie odporność na ekstremalne temperatury, może się okazać bardziej opłacalne zastosowanie tańszych materiałów, takich jak stal hartowana lub węglik wolframu.

Zastosowania Wolfram w przemyśle

Zastosowanie	Opis
Żarówki	Niski punkt topnienia i wysoka odporność na temperaturę czynią wolfram idealnym materiałem do produkcji żarówek.
Elektrody spawalnicze	Wolfram jest stosowany w elektrodach TIG (Tungsten Inert Gas) ze względu na jego wysoką temperaturę topnienia, która pozwala na uzyskanie precyzyjnych i mocnych połączeń spawanych.
Narzędzia tnące	Stop metali wolframu z kobaltem tworzą materiały o dużej wytrzymałości i odporności na zużycie, stosowane w produkcji narzędzi tokarskich, frezów i wierteł.
Obróbka materiałów	Wolfram jest używany do produkcji elementów maszyn służących do obróbki metali, takich jak formy tłoczące, matryce czy narzędzia skrawające.
Elementy rakiet kosmicznych	W rakietach kosmicznych wolfram wykorzystywany jest do produkcji dysz silników odrzutowych, ze względu na jego wysoką temperaturę topnienia i odporność na korozję.

Podsumowując, wolfram jest niezwykłym materiałem o unikalnych właściwościach. Jego wysoka cena może być zaporową dla niektórych zastosowań, ale w przypadku technologii wymagających ekstremalnej odporności termicznej lub mechanicznej wolfram jest nie do zastąpienia.