"Производство вольфрама"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Липецкий государственный технический университет
Металлургический институт
Кафедра металлургических технологий


Курсовая работа
по дисциплине: "Цветные металлы и их сплавы"
на тему: "Производство вольфрама"
Студент О.И. Васильев
Старший преподаватель Т.В. Кравченко

Липецк 2019

Содержание

Введение
Глава 1. Общие положения химического элемента "вольфрам"

Глава 2. Теоретические аспекты производства вольфрама
Глава 3. Область получения и применения вольфрама
Заключение
Список использованных источников
Введение

Объект исследования – химический элемент – вольфрам.

Предмет исследования – производство вольфрама.
Цель исследования: детально изучить процесс производства вольфрама.
Задачи представленной курсовой работы следующие:

1. 
   Проанализировать общие положения понятия "вольфрам", происхождение, корни данного термина и т.д.
   
2. 
   Изучить этапы производства вольфрама.
   
3. 
   Выявить область применения и добычи вольфрама в России.
   

Курсовая работа представляет собой проект из трех глав, введения, заключения и списка использованных источников. В каждой главе предполагается разрешение одной из поставленных во ведении задач. Заключение, в свою очередь, подытоживает все проделанные ранее исследования и полученную информацию.
Список использованных источников предполагает наличие разнообразных источников поиска информации для написания данной курсовой. В данной работе имеются ссылки на использованные в работе источники (интернет-ресурсы, печатные издания).
Глава 1. Общие положения химического элемента "вольфрам"

Вольфрам – химический элемент с атомным номером 74 в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, обозначается символом W (лат. Wolframium). При нормальных условиях представляет собой твёрдый блестящий серебристо-серый переходный металл.

Вольфрам – самый тугоплавкий из металлов. Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент – углерод. При стандартных условиях химически стоек.
Название Wolframium перешло на элемент с минерала вольфрамит, известного ещё в XVI в. под названием "волчья пена" – "Spuma lupi" на латыни, или "Wolf Rahm" по-немецки. Название было связано с тем, что вольфрам, сопровождая оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков ("пожирает олово как волк овцу").
В настоящее время в США, Великобритании и Франции для вольфрама используют название "tungsten" (швед. tung sten – "тяжелый камень").
В 1781 году знаменитый шведский химик Шееле, обрабатывая азотной кислотой минерал шеелит, получил жёлтый "тяжёлый камень" (триоксид вольфрама). В 1783 году испанские химики братья Элюар сообщили о получении из саксонского минерала вольфрамита как растворимой в аммиаке жёлтой окиси нового металла, так и самого металла. При этом один из братьев, Фаусто, был в Швеции в 1781 году и общался с Шееле. Шееле не претендовал на открытие вольфрама, а братья Элюар не настаивали на своём приоритете.
Вольфрам – блестящий светло-серый металл, имеющий самые высокие доказанные температуры плавления и кипения (предполагается, что сиборгий ещё более тугоплавок, но пока что об этом твёрдо утверждать нельзя – время существования сиборгия очень мало). Температура плавления – 3695 K (3422 °C), кипит при 5828 K (5555 °C). Плотность чистого вольфрама составляет 19,25 г/см³. Обладает парамагнитными свойствами. Твёрдость по Бринеллю 488 кг/мм², удельное электрическое сопротивление при 20 °C – 55·10−9 Ом·м, при 2700 °C – 904·10−9 Ом·м. Хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить.
Имеет валентность II, III и VI. Наиболее устойчив VI валентный вольфрам. II, III валентные соединения вольфрама неустойчивы и практического значения не имеют.
В обычных условиях Вольфрам химически стоек. При 400-500°С окисляется на воздухе до WO3. Пары воды интенсивно окисляют его выше 600°С до WO3. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с Вольфрамом при высоких температурах (фтор с порошкообразным вольфрамом – при комнатной). С водородом Вольфрам не реагирует вплоть до температуры плавления; с азотом выше 1500°С образует нитрид. При обычных условиях Вольфрам стоек к соляной, серной, азотной и плавиковой кислотам, а также к царской водке; при 100°С слабо взаимодействует с ними; быстро растворяется в смеси плавиковой и азотной кислот.

В растворах щелочей при нагревании Вольфрам растворяется слегка, а в расплавленных щелочах при доступе воздуха или в присутствии окислителей – быстро; при этом образуются вольфраматы.

Вольфрам образует четыре оксида:

• 
  высший – WO3 (вольфрамовый ангидрид),
  
• 
  низший – WO2 и
  
• 
  два промежуточных W10О 29 и W4O11.
  

Вольфрамовый ангидрид – кристаллический порошок лимонно-жёлтого цвета, растворяющийся в растворах щелочей с образованием вольфраматов. При его восстановлении водородом последовательно образуются низшие оксиды и вольфрам¹.
Вольфрамовому ангидриду соответствует вольфрамовая кислота H2WO4 – желтый порошок, практически не растворимый в воде и в кислотах. При ее взаимодействии с растворами щелочей и аммиака образуются растворы вольфраматов. При 188°С Н 2WО 4 разлагается с образованием WO3 и воды.
С хлором вольфрам образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные из них: WCl6 (tпл 275°С, tкип 348°C) и WO2Cl2 (tпл 266°С, выше 300°С сублимирует), получаются при действии хлора на вольфрамовый ангидрид в присутствии угля.

С серой вольфрам образует два сульфида WS2 и WS3.

Карбиды вольфрама WC (tпл 2900°C) и W2C (tпл 2750°С) – твердые тугоплавкие соединения; получаются при взаимодействии Вольфрама с углеродом при 1000-1500°С

Таким образом в первой главе нашей курсовой работы мы разобрали понятие и особенности химического элемента "вольфрам", тем самым решив первую, поставленную нами, задачу.