Les scientifiques révèlent comment le tungstène, le métal le plus dur, est produit

Si l'acier forme le squelette de l'industrie moderne, le tungstène en est le cœur musculaire. Réputé pour son exceptionnelle dureté et son point de fusion élevé, ce métal indispensable joue un rôle vital dans tous les secteurs manufacturiers. Pourtant, peu de gens comprennent le processus complexe qui transforme le minerai brut en tungstène de qualité industrielle.

L'intérêt récent pour la production de tungstène a augmenté après qu'une vidéo populaire sur YouTube intitulée "Comment le tungstène est-il fabriqué ?" est devenue indisponible, soulevant des questions sur ce processus industriel essentiel. Bien que la vidéo reste inaccessible, le parcours technique de la mine au métal peut être reconstitué grâce aux méthodes industrielles documentées.

Le parcours du tungstène commence dans les mines souterraines ou à ciel ouvert où les travailleurs extraient les minerais primaires comme la wolframite (tungstate de fer et de manganèse) et la scheelite (tungstate de calcium). Ces gisements minéraux contiennent généralement moins de 1 % de tungstène récupérable, ce qui nécessite des processus d'enrichissement importants.

Les méthodes de concentration varient selon le type de minerai. La séparation par gravité s'avère efficace pour les particules à haute densité de la wolframite, tandis que la scheelite nécessite souvent une flottation par mousse à l'aide de réactifs spécialisés. Certaines opérations utilisent la séparation magnétique pour les variantes riches en fer. Ces processus augmentent la teneur en tungstène des fractions initiales à des concentrés purs à 65-75 %.

Le concentré purifié subit une conversion chimique en paratungstate d'ammonium (APT), le précurseur universel des produits à base de tungstène. Ce processus en plusieurs étapes commence par une lixiviation acide ou une digestion alcaline, dissolvant le tungstène en solution tout en laissant les impuretés derrière.

Les techniques d'extraction par solvant isolent ensuite le tungstène des éléments accompagnateurs comme le molybdène. La précipitation ultérieure cristallise le composé APT, qui subit une calcination précise pour éliminer les composants volatils. L'oxyde bleu résultant (WO ₃ ) maintient une pureté de 99,95 % avant la réduction.

La production industrielle de tungstène utilise deux principales méthodes de réduction. Le processus de réduction à l'hydrogène domine pour les produits en tungstène pur, où le gaz hydrogène réduit l'oxyde bleu en poudre métallique dans des fours à température contrôlée. Cette poudre subit ensuite un pressage et un frittage pour créer des produits de laminage denses.

Alternativement, la réduction carbothermique produit du carbure de tungstène ou des alliages de ferrotungstène. La réduction directe au carbone donne des carbures cimentés pour les outils de coupe, tandis que la co-réduction avec le fer crée des agents d'alliage pour les aciers spéciaux. Les deux méthodes nécessitent un contrôle précis de l'atmosphère pour éviter la contamination.

Cette chaîne de production sophistiquée—s'étendant sur la géologie, la chimie et la métallurgie—démontre pourquoi le tungstène reste l'un des matériaux les plus exigeants sur le plan technique de l'industrie. De l'extraction à l'application finale, chaque étape de traitement nécessite une expertise spécialisée pour maintenir les caractéristiques de performance inégalées du métal.