Químicamente resistente a la mayoría de los ácidos y aqua regia, soluble en peróxido de hidrógeno y una mezcla de ácidos fluorhídrico y nítrico. Es prácticamente indestructible y se utiliza donde sea necesario trabajar con altas temperaturas, realizar soldaduras y extraer hilos metálicos.
Origen del nombre
El nombre Wolframium proviene del mineral conocido del siglo XVI, wolfram, que traducido del alemán sonaba como "crema de lobo". Durante la fundición de estaño de sus minerales que contenían tungsteno, entre ellos se produjo una reacción con una mayor formación de espuma, que se describe poéticamente como: "La lata devoró como un lobo devora a una oveja". En el siglo XVIII, el químico sueco Scheeler, al tratar el mineral de tungsteno con ácido nítrico, descubrió una materia gris desconocida con un tono plateado en los productos de reacción. El mineral original fue posteriormente renombrado como Scheelite, y el nuevo elemento se conoció como tungsteno. Hasta ahora, los estadounidenses, los británicos y los franceses tienen su antigua designación sueca "piedra pesada".
Depósitos y métodos de obtención.
Este elemento pertenece al grupo de metales muy raros y se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos complejos de oxígeno con hierro, manganeso, calcio, plomo, cobre y elementos de tierras raras. Estos minerales forman parte de las rocas de granito, y la concentración de sustancias puras no supera el 2%. Los depósitos más grandes se encuentran en Kazajstán, China, Canadá y los Estados Unidos. Bolivia, Portugal, Rusia, Uzbekistán y Corea del Sur también se dedican a la minería.
Cuando se produce tungsteno, primero se enriquece con mineral y los componentes valiosos se separan de la roca de desecho. El método de enriquecimiento es la molienda y la flotación con posterior separación magnética y tostado oxidativo. El concentrado terminado se sinteriza con sosa, lo que produce wolframita de sodio soluble o se lixivia con solución de soda en autoclaves a altas temperaturas bajo presión, se neutraliza y se precipita como tungstato de calcio.
De estos, el óxido de tungsteno, purificado de la mayoría de las impurezas, ya está aislado, que luego se reduce a aproximadamente 700 ° C con hidrógeno. Así resulta el tungsteno en polvo más puro. Para dar al polvo una estructura fibrosa continua, se presiona en una corriente de hidrógeno, aumentando gradualmente la temperatura casi hasta el límite de fusión, de modo que el metal se vuelve dúctil y dúctil.
Propiedades fisicas y quimicas
El metal tiene una red cristalina cúbica centrada en el cuerpo, tiene propiedades paramagnéticas y resistencia al vacío. El punto de fusión del tungsteno es 3422 ° C, el punto de ebullición es 5555 ° C, su densidad es 19.25 g / cm³, la dureza es 488 kg / mm² según Brinell. En su forma pura, se asemeja al platino, y a temperaturas de alrededor de 1600 ° C se tira en un hilo delgado. Presenta una alta resistencia a la corrosión, en condiciones normales no cambia en el agua y en el aire, y cuando se calienta a temperaturas al rojo vivo (alrededor de 500 ° C) forma óxido hexavalente.
El tungsteno no interactúa con el ácido clorhídrico concentrado y el ácido sulfúrico diluido. Su superficie está ligeramente oxidada por agua regia y ácido nítrico.
Se disuelve en peróxido de hidrógeno, en una mezcla de ácidos fluorhídrico y nítrico, en presencia de agentes oxidantes reacciona con los álcalis, produciendo una gran cantidad de calor. Se combina fácilmente con el carbono, formando un carburo de alta resistencia, sin embargo, a bajas temperaturas, el metal se oxida rápidamente y se vuelve quebradizo. Más utilizado:
- trióxidos, llamados anhídridos de tungsteno;
- sales que forman aniones poliméricos;
- compuestos de peróxido;
- Compuestos con azufre, halógenos y carbono.
Áreas de aplicación
Para la metalurgia, el tungsteno es la base de los materiales refractarios. En la Exposición Mundial de París en 1900, el público fue mostrado por primera vez con sus aditivos en acero. El alto punto de fusión y la ductilidad hicieron al metal indispensable en la fabricación de filamentos para lámparas incandescentes y otros tubos de vacío, transistores de recubrimiento utilizados en pantallas de cristal líquido, así como electrodos para soldadura con argón. La alta densidad de tungsteno permitió que se convirtiera en la base para los detalles de misiles balísticos, balas perforantes y proyectiles en artillería.
Las aleaciones de tungsteno producidas por pulvimetalurgia son duras y resistentes al calor, resistentes a los ácidos y resistentes a la abrasión. Son componentes obligatorios de las mejores calidades de los aceros de alta aleación, donde las letras en el nombre denotan la composición:
- WA - compuesto de tungsteno con aluminio y silicona. Se caracteriza por una alta temperatura de recristalización inicial, resistencia después del recocido.
- WCu : una composición con cobre se usa para hacer interruptores y transistores de alto voltaje, en instalaciones de radar y electrónica bipolar.
WL - el aditivo de óxido de lantano aumenta las propiedades de emisión.- WLZ : el tungsteno con óxido de lantano y óxido de circonio es un material ideal para electrodos que operan bajo alto voltaje.
- WZ : el tungsteno con óxido de cerio se utiliza como material para soldar electrodos. El rendimiento de encendido y la vida útil aumentan.
- WM - Aleación de tungsteno y molibdeno. Tiene una alta resistencia y ayuda a preservar la ductilidad después del recocido.
- WK : el tungsteno suplementado con potasio obtiene una buena estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia.
- El dopaje con renio permite que los elementos térmicos hechos de este tipo de acero funcionen a temperaturas superiores a 2000 ° C.
Sus propiedades únicas permiten fabricar los mejores instrumentos para cirugía, blindaje de tanques y carcasas, placas para blindajes, partes responsables de la industria aeronáutica y aeroespacial, recipientes para residuos radiactivos, recipientes para el cultivo de cristales de zafiro. El carburo de tungsteno es la base de los materiales compuestos con el orgulloso nombre de "ganará", se utiliza para el procesamiento de metales en la ingeniería mecánica, la industria minera y para la perforación de pozos. En los hornos de vacío, los elementos calefactores del termopar están hechos de aleaciones de tungsteno.
Sus compuestos son ampliamente utilizados como catalizadores y pigmentos en diversas industrias de la industria química y de pinturas y barnices. El uso de sales de disulfuro de tungsteno como lubricante de alta temperatura está asociado con la formación de una película amorfa de azufre, que cubre las superficies metálicas de fricción. Los cristales individuales de otros tungstatos se utilizan para las necesidades de la física nuclear, son detectores de radiación radiactiva. Entre las joyas tradicionales amplía con confianza sus productos de carburo de tungsteno de nicho. Su superficie pulida refleja perfectamente la luz y se llama "espejo gris", que es imposible rascar, doblar o romper.
Papel biologico
El tungsteno no tiene mucha importancia biológica. Algunas bacterias encuentran enzimas que lo contienen. Por lo tanto, hubo hipótesis de que el tungsteno estuvo involucrado en el surgimiento de la vida en las primeras etapas. Las joyas no causan reacciones alérgicas, y el polvo metálico de la inhalación de tungsteno irrita los órganos mucosos de la nasofaringe y la laringe de una persona.