[Hidrometalurgia] Aula 17 - Metalurgia do Tungstênio

[Hidrometalurgia] Aula 17 - Metalurgia do Tungstênio

(Parte 1 de 4)

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

O Tungstênio (também conhecido como wolfrâmio) é um elemento químico de símbolo W e número atômico 74.

Um metal de cor branco cinza sob condições padrão quando não combinado, o tungstênio é encontrado na natureza apenas combinado com outros elementos.

Foi identificado como um novo elemento em 1781, e isolado pela primeira vez como metal em 1783.

Os seus minérios mais importantes são a wolframita e a scheelita.

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Introdução

O elemento livre é notável pela sua robustez, especialmente pelo fato de possuir o mais alto ponto de fusão de todos os metais e o segundo mais alto entre todos os elementos a seguir ao carbono.

Também notável é a sua alta densidade, 19,3 vezes maior do que a da água, comparável às do urânio e ouro, e muito mais alta (cerca de 1,7 vezes) que a do chumbo.

O tungstênio com pequenas quantidades de impurezas é frequentemente frágil e duro, tornando-o difícil de trabalhar.

Contudo, o tungstênio muito puro é mais dútil, e pode ser cortado com uma serra de metais.

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

A forma elementar não combinada é usada sobretudo em aplicações eletrônicas.

As muitas ligas de tungstênio têm numerosas aplicações, destacando-se filamentos de lâmpadas incandescentes, tubos de raios X (como filamento e como alvo), e superligas.

A dureza e elevada densidade do tungstênio torna-o útil em aplicações militares em projéteis penetrantes.

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Introdução

Os compostos de tungstênio são geralmente usados industrialmente como catalisadores.

O tungstênio é o único metal da terceira série de transição que se sabe ocorrer em biomoléculas, usadas por algumas espécies de bactérias.

É o elemento mais pesado que se sabe ser usado por seres vivos.

Porém, o tungstênio interfere com os metabolismos do molibdênio e do cobre, e é algo tóxico para a vida animal.

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Propriedades Físicas

O tungstênio na sua forma impura é um metal de cor branca a cinza, frequentemente frágil e difícil de trabalhar, mas quando puro, pode ser facilmente trabalhado.

Pode ser cortado com uma serra de metais, forjado, trefilado, extruído ou sinterizado.

Dentre todos os metais na forma pura, o tungstênio tem o mais alto ponto de fusão (3422

°C), a menor pressão de vapor e (a temperaturas acima de 1650 °C) a maior resistência à tração.

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Propriedades Físicas

Apresenta o menor coeficiente de expansão térmica entre todos os metais puros.

A pequena expansão térmica e os elevados ponto de fusão e resistência do tungstênio devem-se a ligações covalentes fortes formadas entre os átomos de tungstênio pelos elétrons da camada 5d.

A ligação de pequenas quantidades de tungstênio com o aço aumenta muito a resistência deste último.

O tungstênio, quando exposto ao ar, forma na sua superfície um óxido (sempre trióxido de tungstênio,

WO3) protetor quando formado entre os 327 e os 400 °C, porém pode ser oxidado em alta temperatura.

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Propriedades Químicas

O tungstênio elementar é resistente ao ataque de ácidos, bases e oxigénio.

O estado de oxidação mais comum do tungstênio é +6, porém exibe todos os estados de oxidação desde −2 até +6.

A combinação típica do tungstênio é com o oxigênio, formando trióxido de tungstênio amarelo, WO3, solúvel em soluções aquosas alcalinas originando íons

Os carbetos de tungstênio (W2C e WC) são produzidos ao aquecer tungstênio em pó com carbono.

•W2C é resistente ao ataque químico, embora reaja fortemente com o cloro para formar hexacloreto de tungstênio (WCl6).

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Aplicações

Aproximadamente metade do tungstênio é consumido para a produção de materiais duros (carbeto de tungstênio), sendo a outra aplicação importante o seu uso em ligas e aços.

Menos de 10% é usado na produção de compostos químicos.

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Aplicações

Materiais duros:

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