강철이 현대 산업의 뼈대라면 텅스텐은 근육의 핵심입니다. 탁월한 경도와 높은 융점으로 유명한 이 필수 금속은 제조 부문 전반에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 원광석을 산업용 등급의 텅스텐으로 변환하는 복잡한 과정을 이해하는 사람은 거의 없습니다.
최근 텅스텐 생산에 대한 관심은 "텅스텐은 어떻게 만들어지는가?"라는 제목의 인기 YouTube 동영상 이후 급증했습니다. 사용할 수 없게 되면서 이 중요한 산업 공정에 대한 의문이 제기되었습니다. 비디오에 접근할 수 없는 동안 광산에서 금속까지의 기술적 여정은 문서화된 산업적 방법을 통해 재구성될 수 있습니다.
텅스텐의 여정은 작업자들이 철망간 텅스텐산염 및 회중석(텅스텐칼슘)과 같은 1차 광석을 추출하는 지하 또는 노천 광산에서 시작됩니다. 이러한 광물 매장지에는 일반적으로 회수 가능한 텅스텐이 1% 미만으로 포함되어 있으므로 광범위한 선광 공정이 필요합니다.
농축 방법은 광석 유형에 따라 다릅니다. 중력 분리는 Wolframite의 고밀도 입자에 효과적인 것으로 입증된 반면 회중석은 종종 특수 시약을 사용한 거품 부유가 필요합니다. 일부 작업에서는 철이 풍부한 변형에 대해 자기 분리를 사용합니다. 이러한 공정은 초기 분획에서 텅스텐 함량을 65-75% 순수 농축물로 증가시킵니다.
정제된 농축물은 텅스텐 제품의 보편적인 전구체인 파라텅스텐산암모늄(APT)으로 화학적 전환을 거칩니다. 이 다단계 공정은 산성 침출 또는 알칼리성 소화로 시작하여 불순물을 남기고 텅스텐을 용액에 용해시킵니다.
그런 다음 용매 추출 기술을 사용하여 몰리브덴과 같은 동반 원소로부터 텅스텐을 분리합니다. 후속 침전을 통해 APT 화합물이 결정화되고, 이는 휘발성 성분을 제거하기 위해 정밀 하소 과정을 거칩니다. 생성된 청색 산화물(WO3)는 환원 전 순도 99.95%를 유지한다.
산업용 텅스텐 생산에는 두 가지 주요 환원 방법이 사용됩니다. 수소 환원 공정은 순수 텅스텐 제품에 대해 지배적이며, 여기서 수소 가스는 온도 조절 용광로에서 청색 산화물을 금속 분말로 감소시킵니다. 이 분말은 압축 및 소결 과정을 거쳐 밀도가 높은 밀 제품을 만듭니다.
대안적으로, 탄수화물 환원은 텅스텐 카바이드 또는 페로텅스텐 합금을 생성합니다. 직접적인 탄소 환원은 절삭 공구용 초경합금을 생산하는 반면, 철과의 공동 환원은 특수강용 합금제를 생성합니다. 두 가지 방법 모두 오염을 방지하기 위해 정밀한 대기 제어가 필요합니다.
지질학, 화학, 야금학을 포괄하는 이 정교한 생산 체인은 텅스텐이 업계에서 가장 기술적으로 까다로운 재료 중 하나로 남아 있는 이유를 보여줍니다. 채광부터 최종 적용까지, 각 처리 단계에는 금속의 비교할 수 없는 성능 특성을 유지하기 위한 전문적인 전문 지식이 필요합니다.
