Мазмұны

1.7 Металдық вольфрам мен молибден ұнтақтарын өндіру

өнімділігі жоғары болады.
Екі сатылы тотықсыздандырудың кемшілігі - ұнтақтарды тиеу, шығару және қайта төгудің қосымша операцияларын қажет ететіндігі, механикалық шығындар мен қызмет көрсететін адам санын арттырады. Сондықтан қатты қорытпа алу зауыттарында тікбұрышты муфельді пештерде немесе айналмалы құбырлы пештерде бір сатылы тотықсыздану әдісіне көшу үрдісі байқалады.
Кейбір зауыттарда бірінші төмен температуралы кезеңді айналмалы пештерде, ал екіншісін көп құбырлы пештерде жүзеге асырады. Тотықсыздандырудың бірінші кезеңі 620 - 670 ℃ (ұсақ түйіршікті ұнтақтар үшін) және 720-750 ℃ (ірі түйіршікті ұнтақтар үшін) температурада; екінші кезеңі - 800-870 ℃ (ұсақ түйіршікті ұнтақтар үшін) және 800-900 ℃ (ірі түйіршікті ұнтақтар үшін) аралығында жүзеге асырылады. Режимдер қайықшалардың пеш құбырлары бойымен қозғалуының белгілі бір жылдамдығын (мысалы, 100-ден 200 см/сағ-қа дейін) және бір құбырға кететін сутегі шығынын қамтамасыз етеді: бірінші кезеңде 0,5-0,8 \(\text{м}^3\)/сағ-тан, екінші кезеңде 2-3 \(\text{м}^3\)/сағ-қа дейін.
Орташа мәні 10-20 мкм болатын, ірі түйіршікті вольфрам ұнтақтарын алу үшін \(\small \text{WO}_3\) -тің сутегімен тотықсыздануын 1100-1200 ℃ температурада алундты (алюминий оксиді) муфелді пештерде жүргізеді.
Вольфрам ұнтақтарындағы негізгі қоспа оттегі болып табылады, оның құрамы тотықсыздандыру режиміне байланысты 0,05-0,3 % аралығында болады.

Вольфрам ұнтағы түйіршіктерінің мөлшерін анықтайтын факторлар
Вольфрам үшоксиді түйіршіктерінің өлшемдері мен одан тотықсыздану кезінде түзілетін вольфрам ұнтағы түйіршіктерінің өлшемдері арасында нақты байланыс жоқ. Тотықсыздандыру режимдеріне байланысты ірі кристалды және ұсақ түйіршікті \(\small \text{WO}_3\) ұнтағынан ірі және ұсақ вольфрам ұнтақтарын алуға болады. Өндірістік бақылаулар негізінде ұнтақтың ірі бөлшектерін алуға ықпал ететін негізгі факторлар анықталды:
• жоғары тотықсыздану температурасы және құбыр бойындағы температураның тез көтерілуі;
• қайықшалардың пештің құбыры арқылы тез жылжуы; қайықшадағы \(\small \text{WO}_3\) қабатының биіктігі;
• сутектің төмен жылдамдығы;
• пешке түсетін сутектің жоғары ылғалдылығы.
Аталған факторлардың әсерін тотықсыздану процесінде қатты фазадағы кристаллохимиялық (морфологиялық) түрленулердің және оксидтердің газ фазасы арқылы тасымалдануына байланысты бөлшектердің өсуі туралы мәліметтер арқылы түсіндіруге болады.
\(\small \text{WO}_3\) тотықсыздануының бірінші кезеңі аралық \(\small \text{WO}_{2.9}\) оксидінің (көк) түзілуі. Сонымен қоса, бір үшоксид кристалынан оттегі атомдарының бір бөлігін алып тастау нәтижесінде \(\small \text{WO}_{2.9}\) кристалы пайда болады, ол бастапқы прототиптің сыртқы көрінісін сақтайды. \(\small \text{WO}_{2.9}\) кристалының әрі қарай тотықсыздануы (оттегін алу) кезінде \(\small \text{WO}_2\) бөлшектерінің жаңа фазасының өзегі пайда болады, олардың өсуі \(\small \text{WO}_2\) -нің конгломераттарының пайда болуына әкеледі. Әрі қарай, бір \(\small \text{WO}_2\) бөлшегінен бір вольфрам бөлшегі түзіледі. Осылайша, вольфрам ұнтағы бөлшектерінің мөлшері \(\small \text{WO}_2\) -нің бөлшектерінің өлшемдерімен анықталады. \(\small \text{WO}_2\) -нің өлшемі \(\small \text{WO}_{2.9}\) кристалында пайда болатын \(\small \text{WO}_2\) санына байланысты. \(\small \text{WO}_2\) өзектерінің саны бірқатар факторларға байланысты. Сонымен, температураның тез көтерілуі (және сәйкесінше тотықсыздану жылдамдығының да артуы) оксидтер қабатының кеуектеріндегі су буының концентрациясын арттырады. Бұл өзектердің пайда болуын тежейді, олардың саны азаяды, нәтижесінде ірі \(\small \text{WO}_2\) бөлшектері және сәйкесінше вольфрам алынады.
Қарастырылған құрылымдық түрлендірулерден \(\small \text{WO}_2\) бөлшектері өлшемі бастапқы \(\small \text{WO}_3\) бөлшектерінің өлшемінен біршама кіші болуы керек, ал вольфрам бөлшектерінің өлшемдері \(\small \text{WO}_2\) бөлшектерінен кіші болуы керек (вольфрамның тығыздығына байланысты). Алайда, кейбір жағдайларда ұсақ дисперсті \(\small \text{WO}_3\)-тен ірі \(\small \text{WO}_2\) және W ұнтақтарын алуға болады. Бұл қасиет газ фазасы арқылы тасымалдану кезінде түзілетін бөлшектердің өсуіне байланысты.
Вольфрам оксидтері су буының қатысуымен 600 ℃-ден жоғары температурада сублимацияланып, \(\small \text{WO}_3 \times n\text{H}_2\text{O}\); \(\small \text{WO}_{2.9} \times n\text{H}_2\text{O}\); \(\small \text{WO}_2 - n\text{H}_2\text{O}\) типті гидраттар түзеді. Қалыңдығы 2-4 см \(\small \text{WO}_3\) қабатын тотықсыздандыру процесінде бір-бірінің үстінде орналасқан \(\small \text{WO}_2 - \text{WO}_{2.9}\) және \(\small \text{W} - \text{WO}_2\) қабаттары түзіледі. Тотықсыздану реакциясы екі қабат арасындағы тар аймақта (жолақта) жүреді. Төменгі шекте су буының қысымы тепе-теңдікке тең, мұнда тотықсыздану жүрмейді. Осы шекарада пайда болған ұшқыш оксид гидраттары жоғарғы қабаттарға таралып, сол қабаттардың бөлшектерінің бетінде тотықсызданап мөлшерін арттырады.

1.9-кесте. Вольфрам ұнтақтарының орташа гранулометриялық