Wetenschappers onthullen hoe wolfraam, het hardste metaal, wordt geproduceerd

Als staal het skelet van de moderne industrie vormt, dient wolfraam als de gespierde kern. Bekend om zijn uitzonderlijke hardheid en hoge smeltpunt, speelt dit onmisbare metaal een cruciale rol in verschillende productie sectoren. Toch begrijpen maar weinigen het ingewikkelde proces dat ruwe erts transformeert in industrieel wolfraam.

Recente interesse in de wolfraamproductie nam toe nadat een populaire YouTube-video getiteld "Hoe wordt wolfraam gemaakt?" niet meer beschikbaar was, wat vragen opriep over dit kritieke industriële proces. Hoewel de video ontoegankelijk blijft, kan de technische reis van mijn tot metaal worden gereconstrueerd via gedocumenteerde industriële methoden.

De reis van wolfraam begint in ondergrondse of dagbouwmijnen waar arbeiders primaire ertsen winnen zoals wolframiet (ijzer-mangaanwolframaat) en scheeliet (calciumwolframaat). Deze minerale afzettingen bevatten doorgaans minder dan 1% winbaar wolfraam, wat uitgebreide beneficiëringsprocessen vereist.

Concentratiemethoden variëren per ertssoort. Zwaartekrachtscheiding blijkt effectief voor de deeltjes met hoge dichtheid van wolframiet, terwijl scheeliet vaak schuimflotatie vereist met behulp van speciale reagentia. Sommige operaties gebruiken magnetische scheiding voor ijzerrijke varianten. Deze processen verhogen het wolfraamgehalte van de initiële fracties tot 65-75% zuivere concentraten.

Het gezuiverde concentraat ondergaat chemische omzetting naar ammoniumparawolframaat (APT), de universele precursor voor wolfraamproducten. Dit meerfasenproces begint met ofwel zuurloging of alkalische vertering, waarbij wolfraam in oplossing wordt opgelost terwijl onzuiverheden achterblijven.

Extractietechnieken met oplosmiddelen isoleren vervolgens wolfraam van begeleidende elementen zoals molybdeen. Daaropvolgende precipitatie kristalliseert de APT-verbinding, die een precieze calcineringsproces ondergaat om vluchtige componenten te verwijderen. Het resulterende blauwe oxide (WO ₃ ) behoudt 99,95% zuiverheid vóór reductie.

Industriële wolfraamproductie maakt gebruik van twee primaire reductiemethoden. Het waterstofreductieproces domineert voor zuivere wolfraamproducten, waarbij waterstofgas blauw oxide reduceert tot metaalpoeder in temperatuurgecontroleerde ovens. Dit poeder ondergaat vervolgens persen en sinteren om dichte walserijproducten te creëren.

Als alternatief produceert carbothermische reductie wolfraamcarbide of ferrowolfraamlegeringen. Directe koolstofreductie levert gecementeerde carbiden voor snijgereedschappen op, terwijl co-reductie met ijzer legeringsmiddelen creëert voor speciale staalsoorten. Beide methoden vereisen precieze controle van de atmosfeer om contaminatie te voorkomen.

Deze geavanceerde productieketen—die geologie, chemie en metallurgie omvat—toont aan waarom wolfraam een van de meest technisch veeleisende materialen van de industrie blijft. Van mijnbouw tot eindtoepassing vereist elke verwerkingsfase gespecialiseerde expertise om de ongeëvenaarde prestatiekenmerken van het metaal te behouden.