もし鋼が現代産業の骨格を形成するとすれば、タングステンはその筋肉の中核を担っています。その卓越した硬度と高い融点により知られるこの不可欠な金属は、製造業の各分野で重要な役割を果たしています。しかし、生の鉱石が工業グレードのタングステンに変わる複雑なプロセスを理解している人はほとんどいません。
「タングステンはどうやって作られるのか？」というタイトルの人気YouTube動画が利用できなくなった後、タングステン生産への関心が高まり、この重要な工業プロセスに関する疑問が投げかけられました。動画はまだアクセスできませんが、鉱山から金属までの技術的な道のりは、文書化された工業的方法を通じて再構築できます。
タングステンの旅は、ウォルフラマイト（鉄マンガンタングステン酸塩）やシェーライト（タングステン酸カルシウム）などの一次鉱石を労働者が抽出する地下または露天掘りの鉱山から始まります。これらの鉱床には、通常、回収可能なタングステンが1％未満しか含まれていないため、広範な選鉱プロセスが必要となります。
濃縮方法は鉱石の種類によって異なります。重力選鉱はウォルフラマイトの高密度粒子に効果的であり、シェーライトは特殊な試薬を使用した浮遊選鉱を必要とすることがよくあります。一部の作業では、鉄分を多く含む変種に対して磁気選鉱が採用されています。これらのプロセスにより、タングステン含有量は初期画分から65〜75％の純粋な濃縮物に増加します。
精製された濃縮物は、タングステン製品の普遍的な前駆体であるパラタングステン酸アンモニウム（APT）に化学的に変換されます。この多段階プロセスは、酸浸出またはアルカリ消化のいずれかから始まり、不純物を残しながらタングステンを溶液に溶解させます。
次に、溶媒抽出技術により、モリブデンなどの付随元素からタングステンが分離されます。その後の沈殿により、APT化合物が結晶化し、揮発性成分を除去するために正確な焼成が行われます。得られた青色酸化物（WO 3 ）は、還元前に99.95％の純度を維持します。
工業用タングステン生産では、2つの主要な還元方法が採用されています。水素還元プロセスは、純粋なタングステン製品に最も多く使用されており、水素ガスが温度制御された炉内で青色酸化物を金属粉末に還元します。この粉末は、次に加圧および焼結されて、高密度のミル製品が作成されます。
または、炭素熱還元により、タングステンカーバイドまたはフェロタングステン合金が生成されます。直接炭素還元は、切削工具用の超硬合金を生成し、鉄との共還元は特殊鋼用の合金化剤を生成します。どちらの方法も、汚染を防ぐために正確な雰囲気制御が必要です。
地質学、化学、冶金学にまたがるこの洗練された生産チェーンは、タングステンがなぜ業界で最も技術的に要求の厳しい材料の1つであり続けているのかを示しています。採掘から最終用途まで、各処理段階では、金属の比類のない性能特性を維持するために専門的な専門知識が必要です。
