Вольфрам — металл серебристо-белого цвета. Его плотность равна 19,3 г/см3, температура плавления вольфрама 3380° С, температура кипения 5400° С.
С углеродом вольфрам образует карбиды W2C и WC [ Н298 составляет соответственно -46 и -35,2 кДж (-11 000 и —8400 кал)].
Температура плавления сплава вольфрама с углеродом (W2C) равна 2550° С, WC 2870° С. Сплавы вольфрама с кремнием - силициды W3Si2 и WSi2, температура плавления которых соответственно равна 2327 и 2165° С. С кислородом он связывается в окислы WO2, W4O21 и WO3 с теплотой образования, соответственно равной -56,5; -3110 и 840 МДж (-13 500, -741 500 и 200 850 кал) и температурой плавления 1327;- 800 (температура возгонки) и 1377° С.
Как видно, с железом вольфрам образует соединения Fe2W
В сталеплавильной промышленности вольфрам применяют в качестве легирующего элемента в виде сплавов вольфрама с железом, сортамент которых приведен в таблице. При сравнении этих данных с диаграммой состояния, изображенной на рисунке, видно, что температура плавления промышленных сортов ферровольфрама превышает 2500° С.
Рисунок 1. Диаграмма состояния системы железо вольфрам Fe—W
Наиболее важными рудными минералами, содержащими вольфрам, являются вольфрамит (FeMn) WO4 — изоморфная смесь вольфраматов железа и марганца и шеелит—вольфрамат кальция CaWO4. Вольфрам сильно рассеян и обычно в рудах содержится от 0,5 до 1,5% и в комплексных рудах от 0,1 до 0,3% трехокиси вольфрама.
Таблица 1. Химический состав ферровольфрама
Вольфрам может быть легко восстановлен из его окислов алюминием, кремнием и углеродом по следующим реакциям:
2/3WO3 + 4/3 Al = 2/3W + 2/ЗAl2O3;
G° = -527 190 + 21,02 Т Дж/моль (-125 918 + 5,02 Т кал/моль);
G° = 327 330 - 339,9 Т Дж/моль (78 182 - 81,18 Т кал/моль).
Карбидообразующая способность вольфрама ниже, чем хрома и марганца. Поэтому ферровольфрам, полученный при восстановлении углеродом в условиях небольшого недостатка восстановителя, содержит менее 1 % углерода.
В первый период углетермической плавки наряду с восстановлением WO3 углеродом могут протекать реакции восстановления примесей:
2FeO + 2С = 2Fe + 2СO;
G° = 242 208 - 266,16 Т Дж/моль (57 850 - 63,57 Т кал/моль);
2MnO + 2С = 2Mn + 2СO;
G° = 575 270 - 339,77 Г Дж/моль (137 400 - 81,15 Т кал/моль);
SiO2 + 2С = Si + 2СO;
G° = 635 830 - 350,6 Т Дж/моль (151 865 - 83,73 Т кал/моль).
Теоретическая температура начала этих реакций восстановления соответственно равна 950, 1420 и 1541 С. Читать далее >>
Смотрите видео на металлургическую тематику в нашем новом разделе - "ВИДЕО" Читайте также:
