Wolframio Características Propiedades y Usos Tungsteno



WOLFRAMIO O TUNGTENO
Propiedades y Características

UN POCO DE HISTORIA… El wolframio es un metal que ha adquirido una importanciaen la actualidad, pero ha sido muy utilizado desde hace varios años como material para el filamento de las lámpara incandescentes, que usamos a diario en todos los hgares. Su producción anual es relativamente escasa, pues sólo supera 17 veces la del oro. Su símbolo químico es W.

Fue descubierto por los hermanos Juan José y Fausto Elhuyar, españoles. Durante sus viajes por las tierras americanas de Colombia y México, recogieron material y realizaron importantísimos trabajos de química y de minería (ciencias en las que eran expertos), en el laboratorio del Real Seminario de Vergara.

En el año 1783, y en Victoria (España) , publicaron una memoria en la que daban cuenta del descubrimiento de este metal. En este trabajo se describía cómo consiguieron obtener un nuevo metal, reduciendo su trióxido con carbón vegetal.

Los medios de que dispusieron para estas importantes investigaciones fueron, naturalmente, muy primitivos, como todos los usados en la época. Como habían obtenido el metal a partir del mineral llamado wolframita, le dieron el nombre de wolframio, añadiendo que «este nombre le corresponde mejor que el de tungsteno (que pudiéramos darle, en atención de haber sido la tungstene o piedra pesada la primera sustancia de la que se ha obtenido la llamada cal de wolframio), por ser el wolframio un mineral que se conocía mucho antes que la piedra pesada, o, por lo menos, más generalmente conocido entre los mineralogistas»; por otra parte, el término «wolfram» está admitido en casi todos los idiomas del mundo.

Modernamente, se admite en casi todos los países el término «wolfram» como nombre de este elemento; y nosotros, como miembros del mundo de habla hispánica, debemos usarlo, para honrar a estos hombres de ciencia.

mineral de tungsteno

Fue su densidad lo que le dio su nombre, o uno de ellos: viene del sueco tung sten, piedra pesada. Así lo llamó el mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt, descubridor del níquel, en su libro «Ensayos de Mineralogía» de 1758.

Por otra parte, en 1781, Scheele, estudiando el mineral tungsteno, que hasta entonces se pensó que era una mina de estaño, descubrió que contenía un ácido nuevo, que él denominó ácido túngstico, el cual se combinaba con la cal, que es una base.

Este mineral, del que Scheele aisló el wolframiato de calcio (W04 Ca), se llamó, a partir de entonces, scheelita. En España, desde hace mucho tiempo, los habitantes de Salamanca, Zamora, Orense y Pontevedra se sorprenden al observar suelos con brillo metálico, que aparecen, temporariamente, en la misma superficie. Lo que para muchos era un enigma, no encerraba ningún secreto para los mineralogistas, pues sabían que aquello era wolframio. Por otra parte, los técnicos también sabían que la explotación de este mineral sólo era rentable en gran escala.

Pero, durante la Segunda guerra mundial, debido, principalmente, al valor en la industria bélica que para los contendientes tenía este mineral, la exportación de wolframio constituyó una importante fuente de divisas para España y, sobre todo, para Portugal, donde radicaban los más importantes yacimientos.



La mayoría de los metales fueron usados desde hace siglos, pero el wolframio es una excepción, y no tiene antigüedad ni pasado histórico. Los egipcios no lo usaron, ni tampoco los romanos. Realmente, el. metal fue aislado, por primera vez, en 1783, de una muestra de mineral, y, desde entonces, hasta la primera guerra mundial, no se le encontraron aplicaciones.

Aunque las posibilidades que le otorgaba su extraordinaria dureza fueron señaladas pocos años después de su separación, no se aprovecharon hasta poco antes de 1914, cuando las fábricas de municiones alemanas lo emplearon para hacer herramientas de corte de alta velocidad. La mayor parte del wolframio para estas herramientas procedía de las minas inglesas de Cornualles. Los alemanes lo compraban a muy bajo precio, porque los ingleses no sabían aplicarlo industrialmente y no sospecharon que ellos iban a ser, en parte, los responsables de la enorme producción alemana de armas.

Después, cuando su importancia en la fabricación de aceros para herramientas fue conocida por todos, su precio se elevó, y el wolframio alcanzó la categoría de los metales más costosos. El wolframio se distingue por ser el metal de más alto punto de fusión (alrededor de 3.370°C). Esta es la causa de que no haya podido ser aislado hasta hace poco tiempo. Mientras la mayor parte de los metales puede fundirse, y, en estado líquido, separar sus impurezas, que sobrenadan, formando escoria, el alto punto de fusión del wolframio imposibilita este proceso, y es preciso recurrir a procedimientos puramente químicos.

Hoy es posible fundirlo en la llama del hidrógeno atómico. Éste, al recombinarse en moléculas, produce un fuerte desprendimiento calorífico. El hidrógeno atómico, que es bastante estable, se recombina en moléculas al nivel de las paredes sólidas metálicas. El calor desprendido en esta reacción es tal que llegan a alcanzarse temperaturas de hasta 4.000°C, que no se consiguen por ningún otro procedimiento químico.

Los mayores depósitos de wolframio se encuentran en China y Birmania, y les siguen los de Norteamérica y los de los Andes de América del Sur. También existen pequeños depósitos en otros países. Aunque la composición del mineral varía de una mina a otra, las menas caen dentro de dos categorías principales: la wolframita, que contiene wolframato de hierro y wolframato de manganeso, Wo4Fe y Wo4M, y la «scheelita», que contiene también wolframato de calcio Wo4Ca.

En la mina, la parte útil del mineral se concentra mediante una serie de procesos, entre los que se pueden incluir los de trituración y flotación. La separación magnética se usa también para la wolframita, porque la mena puede separarse con un imán, dejando detrás la parte innecesaria. El procedimiento más apropiado depende mucho de la

naturaleza del mineral, pero, en conjunto, es análogo a la concentración de muchas otras menas metálicas. Las demás operaciones, ya son completamente distintas de los otros procesos metalúrgicos. En lugar de fundirlo, se obtiene ácido wolfrámico a partir del mineral, y, a continuación, se reduce el ácido, para dar gránulos de wolframio metálico.

EXTRACCIÓN

El mineral concentrado se calienta alrededor de 800-900°C, para expulsar los gases de azufre y arsénico. A continuación, se mezcla con carbonato sódico, y se reduce a partículas finas. La mezcla se calcina en un horno, con abundante suministro de aire, para oxidar el hierro y el manganeso contenidos en la wolframita, o el calcio contenido en la «scheelita».

Como consecuencia, se forma wolframato sódico Wo4Na2, y los otros metales forman óxidos. Los óxidos metálicos son insolubles en agua, pero el wolframato sódico, como todas las otras sales sódicas, es soluble, y en esto se funda su extracción. El material es agitado con agua caliente, y la parte que no se ha disuelto se filtra, quedando una disolución de wolframato sódico natural.



Parte del agua se evapora, para reducir su volumen, y después se enfría la disolución. La mayoría de las impurezas se separan y extraen. El resto del agua se elimina, dejando los cristales de wolframato sódico. Los cristales se vuelven a disolver y la disolución es posteriormente purificada, mediante precipitaciones de las impurezas aún no eliminadas. El ácido clorhídrico se usa para que la disolución precipite una sustancia amarilla: el ácido wolfrámico.

WO4Na2 + 2CIH = WO4Hz + 2CINo

Wolframato sódico  + Ácido clorhídrico = Ácido Wolfrámico + Cloruro sódico

El wolframio metálico en polvo se obtiene de este ácido wolfrámico amarillo, reduciéndolo en un horno donde se suministra hidrógeno, para que actúe como agente reductor y arrastre también los productos de desecho, dejando libres finas partículas de wolframio metálico. Los artículos de wolframio puro se hacen comprimiendo este polvo, y de esta manera se le da la forma requerida.

Después de este proceso, el metal resulta quebradizo, pero posteriores tratamientos mecánicos, tales como golpearlo con un martillo, determinan una mayor tenacidad del metal.

USOS

El wolframio es el elemento usado en la fabricación de filamentos de las lámparas eléctricas. Debido a su punto de fusión excepcionalmente alto, hay muy poco riesgo de evaporación del filamento, por lo que éste tiene una vida bastante larga. Como permanece inalterable a elevadas temperaturas, es un metal excelente para los filamentos de calefacción de los hornos de alta temperatura y también para las toberas de los motores de reacción.

Las puntas de contacto de las bujías y los anticátodos de los tubos de rayos X se hacen también de wolframio. Aleado con otros metales, sirve para endurecer el acero de las herramientas de corte, que no perderá su temple a muy altas temperaturas.

El carburo de wolframio (CW), es el compuesto mejor conocido de este metal. Se obtiene calentando una mezcla de polvo de wolframio con polvos de carbón en un horno. A muchas de las cuchillas que deben conservar su filo, aun después de cortar grandes cantidades de materiales tenaces, se les da un recubrimiento de carburo de wolframio. Este material es notable por su resistencia al- desgaste y, además, se lo puede usar para pulir las caras rugosas de los objetos metálicos. Algunos compuestos del wolframio han encontrado uso como mordientes en tintorería.

Es decir, capacitan al tinte para que sea fijado sobre el material. Otros compuestos se usan también por su valor como pigmentos, y dan un tinte color amarillo verdoso para alfarería.



Actualmente se comenzó a usar en los vibradores de nuestros celulares, las pesas para los aparejos de pesca, las bolas de los bolígrafos y las puntas de los dardos profesionales. SGS Carbide, una fábrica de herramientas, usa mucho tungsteno, por ser una de las sustancias más fuertes de la naturaleza. Con un compuesto súper duro llamado carburo de tungsteno, cementado con cobalto, hacen una variedad de piezas para taladros y herramientas para cortar que se usan en las industrias aeronáuticas, automotrices y muchas otras.

Fuente Consultada: Revista TECNIRAMA N°84 Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnología

Ver: Historia Dramatica del Coltán

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