टंगस्टन, मोलिब्डेनम: मिश्र धातु अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 13:55

प्राकृतिक खनिज संरचनाएं जिनमें विभिन्न यौगिकों और औद्योगिक सांद्रता में टंगस्टन होता है, जब खनन तकनीकी रूप से संभव और आर्थिक रूप से व्यवहार्य होता है - अयस्कों में टंगस्टन, मोलिब्डेनम, साथ ही बेरिलियम, टिन, तांबा, बिस्मथ, कभी-कभी पारा, सुरमा, चांदी, सोना, आर्सेनिक, टैंटलम, सल्फर, स्कैंडियम, नाइओबियम - ग्रह, उनके समूह के नाम से देखते हुए, ऐसी दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में समृद्ध नहीं है। टंगस्टन अयस्क का एक संबद्ध घटक - मोलिब्डेनम, अधिकांश अन्य की तरह, संवर्धन के दौरान निकाला जाता है और चयनात्मक या सामूहिक सांद्र में परिवर्तित किया जाता है।

टंगस्टन कैसे दिखाई दिया

स्वीडिश केमिस्ट कार्ल शीले, एक फार्मासिस्ट, प्रशिक्षण द्वारा, अपनी प्रयोगशाला में प्रयोग किए। वहां उन्होंने मानव जाति के लिए मैंगनीज, बेरियम, क्लोरीन, यहां तक कि ऑक्सीजन की खोज की। अपने पूरे जीवन में उन्होंने खोजों के अलावा कुछ नहीं किया, जिसके लिए उन्हें स्टॉकहोम एकेडमी ऑफ साइंसेज में स्वीकार किया गया। और 1781 में अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले भी उन्होंने अपना पसंदीदा काम नहीं किया।रुक गया, इस प्रकार हमें एक और अद्भुत उपहार दे रहा है।

प्रयोग करते हुए, कार्ल शीले ने पाया कि टंगस्टन (बाद में उनके सम्मान में स्कीलाइट नाम का एक खनिज) कुछ अज्ञात एसिड का नमक है। यह एक बहुत बड़ी खोज थी, लेकिन केवल दो साल बाद, स्पेन के रसायनज्ञों और उनके छात्रों ने इस खनिज से एक पूरी तरह से नए तत्व को अलग कर दिया, जिसने उद्योग में सभी अभिधारणाओं को उल्टा कर दिया। हालाँकि, यह क्रांति तुरंत नहीं हुई, यह स्पष्ट होने से पहले एक सदी बीत गई कि टंगस्टन के असाधारण गुण क्या हैं।

जुदा होना

निक्षेप के आधार पर, सभी टंगस्टन अयस्कों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: बहिर्जात और अंतर्जात। उत्तरार्द्ध में स्कर्न, पेग्माटाइट, वेन-वेन (हाइड्रोथर्मल), ग्रेजर प्रकार के आनुवंशिक अयस्क हैं, जो तीन मुख्य अयस्क संरचनाओं में संयुक्त हैं। ये हैं टंगस्टन - टिन, टंगस्टन - मोलिब्डेनम, टंगस्टन - पॉलीमेटल्स।

कभी-कभी टंगस्टन पेगमाटाइट्स में पाया जाता है, जहां से इसे और स्कीलाइट दोनों को रास्ते में निकाला जाता है, खनन बेरिल, कैसिटराइट, टैंटलम, नाइओबेट्स या स्पोड्यूमिन। पेगमाटाइट जमा - जलोढ़ प्लेसर गठन के स्रोत - दक्षिण पूर्व एशिया और अफ्रीका में सबसे अधिक विकसित होते हैं।

स्टॉक्स

अयस्कों में टंगस्टन, मोलिब्डेनम ग्रेनाइट घुसपैठ, उनके शिखर भागों से निकटता से संबंधित हैं, जहां छत जमा देखे जाते हैं, अक्सर अयस्क स्टॉकवर्क के साथ, इंट्रा- और सुपर-इंट्रसिव दोनों।

वे आकार में लबादे की तरह जमा होते हैं,अक्सर फ्लैट बिस्तर के साथ आइसोमेट्रिक और अंडाकार। स्तंभ अयस्क निकाय और अनियमित आकार के स्टॉकवर्क भी हैं। जमा के भंडार जहां मोलिब्डेनम, टंगस्टन और अन्य दुर्लभ पृथ्वी खनिज मौजूद हैं, लगभग कभी भी बड़े भंडार नहीं होते हैं। अयस्क का अनुमान केवल दसियों, बहुत कम सैकड़ों-हजारों टन है।

उत्पादन

मोलिब्डेनम, टंगस्टन और अन्य हाइड्रोथर्मल अयस्क ग्रेनाइट मासिफ के एक्सो- और एंडोकॉन्टैक्ट के क्षेत्रों में स्थित हैं, जो गहराई में काफी विस्तारित होते हैं - एक किलोमीटर तक - खड़ी डुबकी की नसों की पूरी श्रृंखला, बहुत कम अक्सर वहां नस का एक औसत डुबकी है। स्टॉकवर्क भी हैं। अयस्क पिंड क्वार्ट्ज-वोल्फ्रामाइट-कैसिटेराइट, क्वार्ट्ज-वुल्फ्रामाइट समावेशन से बने होते हैं, अक्सर मोलिब्डेनम, बेरिल और बिस्मथ के साथ, क्वार्ट्ज-मोलिब्डेनाइट-शेलाइट या क्वार्ट्ज-स्कीलाइट अयस्कों के साथ होते हैं।

आमतौर पर ऐसे अयस्कों में टंगस्टन, मोलिब्डेनम, अन्य दुर्लभ पृथ्वी धातु कम मात्रा में होते हैं: टंगस्टन आधा प्रतिशत से डेढ़ प्रतिशत, अधिक बार - कम। और यह कई हज़ार या कई दसियों हज़ार टन के अयस्क भंडार के साथ है, जो बहुत, बहुत छोटा भी है। खनन आमतौर पर भूमिगत या खुले गड्ढे के तरीकों से किया जाता है।

खनन के तरीके

टंगस्टन निक्षेपों में खनन विधियाँ शामिल हैं या तो परतों को ढहाकर या खनन किए गए ब्लॉकों में परतों में क्षैतिज रूप से आवर्धक अयस्क द्वारा। गोफ बैकफिल विधि का भी उपयोग किया जाता है, जो कि नसों, स्कर्न या ग्रीसेन जमाओं को खनन करते समय अच्छा होता है।

खुला रास्ताशटरवर्क्स, स्कर्न या ग्रीसेन जमा या प्लेसर की उपस्थिति का सुझाव देता है। उन खदानों में जहां टंगस्टन, मोलिब्डेनम अयस्क का खनन किया जाता है, एक परिवहन प्रणाली और बाहरी डंपिंग आमतौर पर संचालित होती है। इन मामलों में, खनन लगभग पूरी तरह से यंत्रीकृत है - पचानवे प्रतिशत। लेकिन काम यहीं खत्म नहीं होता है। अयस्कों को लाभकारी की आवश्यकता होती है, क्योंकि केवल अधिकतम डेढ़ प्रतिशत में ही दुर्लभ पृथ्वी धातुएं होती हैं - टंगस्टन, मोलिब्डेनम।

जमा

पूर्व यूएसएसआर के क्षेत्र में, कजाकिस्तान, पूर्वी साइबेरिया और सुदूर पूर्व, काकेशस और मध्य एशिया में टंगस्टन अयस्क के सबसे महत्वपूर्ण भंडार का पता लगाया गया है। उन सभी का विकास नहीं हो रहा है। विदेशों में, टंगस्टन और मोलिब्डेनम का प्रसंस्करण विशेष रूप से दक्षिण कोरिया और चीन में किया जाता है। दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण जमा हैं। इसके अलावा, पुर्तगाल, ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, बोलीविया, अमेरिका, फ्रांस, ऑस्ट्रिया और तुर्की में टंगस्टन का खनन किया जाता है।

यहाँ यह कहा जाना चाहिए कि दक्षिण पूर्व एशिया और इसके प्रशांत अयस्क बेल्ट में पृथ्वी पर सभी टंगस्टन भंडार का साठ प्रतिशत से अधिक हिस्सा है। कुल मिलाकर, ग्रह के खोजे गए निक्षेपों में, टंगस्टन का कुल भंडार डेढ़ मिलियन टन से भी कम है। उदाहरण के लिए, लगभग 4,278,200 टन सोने का प्रतिवर्ष खनन किया जाता है (भंडार में नहीं, बल्कि उपयोग में लाया जाता है)

गुण

सबसे दुर्दम्य धातुओं में से एक होने के नाते, उच्च तापमान से जुड़े सभी क्षेत्रों में टंगस्टन सचमुच अपरिहार्य है। चौथे समूह में रासायनिक तत्व वोल्फ्रामियम (W) कैसा हैआवधिक प्रणाली। इसका परमाणु द्रव्यमान 183, 85 और संख्या 74 है। इसका नाम इसके हल्के भूरे रंग के कारण मिला - जर्मन वुल्फ से और रहम का अनुवाद "भेड़िया" और "क्रीम" के रूप में किया जाता है, जिसका शाब्दिक अर्थ है - "भेड़िया फोम"। इसकी अपवर्तकता के बावजूद, यह सामान्य तापमान पर स्थिर है। टंगस्टन की आपूर्ति करने वाले खनिज स्कीलाइट और वोल्फ्रामाइट हैं।

टंगस्टन सुपरहार्ड हीट-रेसिस्टेंट स्टील्स के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है - हाई-स्पीड और टूल स्टील्स, साथ ही समान गुणों वाले एलॉय - सैटेलाइट, विन वगैरह। लेकिन हम हर दिन शुद्ध टंगस्टन देखते हैं, क्योंकि इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, गरमागरम लैंप में टंगस्टन फिलामेंट्स। यह रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में भी अनिवार्य है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इस धातु से बने कैथोड और एनोड होते हैं।

मिश्र धातु ग्रेड

टंगस्टन और मोलिब्डेनम का प्रसंस्करण कठिन है लेकिन अत्यंत लाभदायक है। उद्योग कई ब्रांडों को जानता है, जिनमें से अधिक सामान्य और कम हैं। टंगस्टन शुद्ध है, एडिटिव्स के साथ और अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में। इस प्रकार, बीपी ग्रेड भिन्न होते हैं - टंगस्टन और रेनियम का एक मिश्र धातु; वीएल - एक योजक के रूप में लैंथेनम ऑक्साइड के साथ; VI - येट्रियम ऑक्साइड के साथ; वीटी - थोरियम ऑक्साइड एक योजक के रूप में; वीएम - सिलिका और थोरियम एडिटिव के साथ; वीए - सिलिकॉन-क्षार और एल्यूमीनियम योजक के साथ; एचएफ - शुद्ध टंगस्टन।

टंगस्टन कठोर मिश्र धातुओं के आधार के रूप में कार्य करता है, और टंगस्टन और मोलिब्डेनम का मिश्र धातु कुछ अन्य की तरह गर्मी प्रतिरोधी है। साथ ही, उनकी भागीदारी से, पहनने के लिए प्रतिरोधी उपकरण स्टील तैयार किया जाता है। इन मिश्र धातुओं सेइंजन के कई हिस्से बनाए जाते हैं - विमानन और अंतरिक्ष, इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में - विभिन्न भागों और फिलामेंट्स। चूंकि इस धातु का घनत्व बहुत अधिक है, इसलिए इसका उपयोग काउंटरवेट के लिए, गोलियों और तोपखाने के गोले के लिए, बैलिस्टिक मिसाइलों के लिए (उड़ान स्थिरीकरण, टंगस्टन प्रति मिनट सभी एक सौ अस्सी हजार क्रांतियों का सामना कर सकता है), अल्ट्रा-हाई-स्पीड रोटर्स के लिए किया जाता है। टंगस्टन, मोलिब्डेनम जैसी धातुओं का भी उपयोग किया जाता है। उनका आवेदन, जैसा कि हम देखते हैं, बहुत व्यापक है और यहां तक कि, कोई भी कह सकता है, सुरुचिपूर्ण।

आवेदन क्षेत्र

इन दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के बिना, जो क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन हैं, आज न तो दवा और न ही परमाणु भौतिकी नहीं कर सकती। सभी टंगस्टेट्स के एकल क्रिस्टल एक्स-रे के जगमगाहट डिटेक्टरों के साथ-साथ अन्य आयनकारी विकिरणों के रूप में कार्य करते हैं। टंगस्टन डाइटेल्युराइड (WTe_{2) का उपयोग तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने में किया जाता है। यहां तक कि टीआईजी वेल्डिंग भी इलेक्ट्रोड के रूप में टंगस्टन का उपयोग करती है।}

टंगस्टन यौगिकों का विशेष रूप से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित मिश्रित सामग्री और कठोर मिश्र धातुओं और गैर-धातु संरचनाओं दोनों की मशीनिंग के लिए आवश्यक हैं। यह मैकेनिकल इंजीनियरिंग में विशेष रूप से आवश्यक है: मिलिंग, टर्निंग, चिसेलिंग, प्लानिंग। कुओं और खनन उद्योग में ड्रिलिंग के लिए कठोर मिश्र धातु अब अपरिहार्य हैं, और इसके लिए हमें टंगस्टन, मोलिब्डेनम की आवश्यकता है - उत्पादन उनकी मदद से नई तकनीकों में महारत हासिल कर रहा है।

दुर्लभ पृथ्वी धातु उत्पादों के प्रकार

WS_{2 (टंगस्टन सल्फाइड) एक उच्च तापमान ग्रीस है जो पांच सौ डिग्री सेल्सियस तक का सामना कर सकता है। जहां एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट (उच्च तापमान ईंधन कोशिकाओं) का उत्पादन होता है, टंगस्टन ट्रायऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक और वर्णक के रूप में टंगस्टन यौगिकों का उपयोग करते हुए, कपड़ा, पेंट और वार्निश उद्योगों में काफी सुधार और जटिल प्रौद्योगिकियां हैं।}

उद्योग टंगस्टन, मोलिब्डेनम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी धातुओं से युक्त उत्पादों की एक विशाल विविधता का उत्पादन करता है। सबसे आम इलेक्ट्रोड, तार, टंगस्टन पाउडर, शीट और रॉड हैं। इलेक्ट्रोड कभी पिघलते नहीं हैं और इसलिए उच्च मिश्र धातु स्टील्स, अलौह धातुओं और विभिन्न रासायनिक संरचना वाले सामग्रियों को वेल्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। कोई अन्य इलेक्ट्रोड इतनी उच्च शक्ति वेल्ड प्रदान नहीं करेगा।

मोलिब्डेनम

मोलिब्डेनम मिश्र और मोलिब्डेनम ही दुर्दम्य सामग्री हैं। अपने शुद्ध रूप में, इसका उपयोग हीटिंग उपकरणों के लिए तार या टेप के रूप में किया जाता है - इलेक्ट्रिक भट्टियां, यहां तक कि 1600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हाइड्रोजन में काम करने वाले भी। रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में मोलिब्डेनम टिन और तार की आवश्यकता होती है, इनका उपयोग एक्स-रे इंजीनियरिंग में भी किया जाता है, मोलिब्डेनम का उपयोग एक्स-रे ट्यूब, इलेक्ट्रॉनिक लैंप और वैक्यूम उपकरणों के लिए विभिन्न भागों को बनाने के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, मोलिब्डेनम, टंगस्टन की तरह, स्टील्स को बेहतर बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम एडिटिव ताकत, कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध, क्रूरता को बढ़ाता है। इसलिए, सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों को बनाने के लिए टंगस्टन और मोलिब्डेनम का उपयोग किया जाता है और सबसे अधिकमुख्य विवरण। कठोरता के लिए, पहनने वाले भागों के किनारों को वेल्ड करने के लिए इस तरह के मिश्र धातु में तारकीय - क्रोमियम और कोबाल्ट - पेश किए जाते हैं। क्रोम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन - ऐसे मिश्र धातु को मिटाना लगभग असंभव है। इसके अलावा, उन्हें कई एसिड-प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं में पहला स्थान दिया गया था।

स्पेस

किसी भी रॉकेट और विमान के सिर की त्वचा में टंगस्टन और मोलिब्डेनम का मिश्र धातु। ताकत के मामले में, टंगस्टन पहले स्थान पर है, और मोलिब्डेनम दूसरे स्थान पर है। हालांकि, लगभग डेढ़ हजार डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विशिष्ट ताकत मोलिब्डेनम के साथ मिश्र धातुओं को पहले स्थान पर लाती है। यदि तापमान और भी अधिक है, तो टंगस्टन और टैंटलम अजेय हैं। मोलिब्डेनम का उपयोग सभी उड़ान अंतरिक्ष यान के छत्ते के पैनल, कैप्सूल के गोले और पृथ्वी पर लौटने वाले रॉकेट, हीट एक्सचेंजर्स, हीट शील्ड, विंग एज ट्रिम, स्टेबलाइजर्स बनाने के लिए किया जाता है।

जहां काम करने की स्थिति कठिन होती है, वहां दुर्लभ पृथ्वी धातुएं मदद करती हैं। ऐसी सामग्री से ऑक्सीकरण और गैस के क्षरण के लिए उच्च प्रतिरोध, उच्च शक्ति और प्रभाव का सामना करने की क्षमता की उम्मीद की जा सकती है। टर्बोजेट और रॉकेट इंजन के कई हिस्से, टेल स्कर्ट, टर्बाइन ब्लेड, नोजल शटर, कंट्रोल सरफेस, रॉकेट इंजन नोजल वगैरह - मोलिब्डेनम इन सभी मुश्किल कामों का मुकाबला करता है।

पृथ्वी पर

फास्फोरिक, सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में काम करने वाले उपकरणों के लिए आशाजनक सामग्री मोलिब्डेनम और इसके मिश्र धातुओं से बनाई जाती है। यह पिघले हुए कांच में भी स्थिर है, और इसलिए कांच उद्योग व्यापक रूप से उपयोग करता हैमोलिब्डेनम पिघलने के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में।

तांबे, जस्ता और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के उच्च दबाव कास्टिंग के लिए छड़ और मोल्ड इसके मिश्र धातुओं से बने होते हैं। मोलिब्डेनम के साथ, स्टील्स को दबाव में संसाधित किया जाता है - प्रेस मर जाता है, मर जाता है, भेदी मिलों का खराद। मोलिब्डेनम स्टील में भी काफी सुधार हुआ है।