Metal Não Ferroso

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Metal Não Ferroso

TUNGSTÊNIO

INSTITUTO FEDERAL Minas Gerais Campus Ouro Branco

INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS – CAMPUS OURO BRANCO METALURGIA DOS NÃO FERROSOS II

ARIANE KELLY – EDUARDA VIEIRA - ELIELSON VIEIRA – LETTYCIA CRISTINA – MARINA FAIOLI 27/08/2021

Scene 2 (22s)

Sumário

HISTÓRIA ...................................................................................... 2 MINERALOGIA ................................................................................ 4 CARACTERÍSTICAS ........................................................................... 6 PROPRIEDADES QUÍMICAS ................................................................. 7 PRODUÇÃO ................................................................................... 8 PRINCIPAIS APLICAÇÕES .................................................................. 11 CONCLUSÃO ................................................................................ 15 BIBLIOGRAFIA. ............................................................................. 16

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HISTÓRIA

O nome tungstênio tem origem na expressão tung sten (pedra pesada, em sueco). Também é conhecido como volfrâmio em muitos países da Europa. Trata-se de um elemento químico com símbolo W (do alemão Wolfram) e número atômico 74. O tungstênio foi descoberto em uma mina na montanha Erz na região da Saxônia, na Alemanha. Em 1758, o químico e geólogo sueco Axel Fredrik Cronstedt encontrou um mineral muito pesado e chamou-o de tung sten (“pedra pesada” em sueco). O tungstênio foi criado pela primeira vez por Peter Woulfe em 1779. Ela examinava o mineral volframita e concluiu que ele deveria conter uma nova substância. Em 1781, Carl Wilhelm Scheele constatou que um novo ácido poderia ser produzido a partir da tungstenita. Scheele e Torbern Bergman sugeriram a possibilidade de obter um novo metal reduzindo esse ácido, chamado ácido túngstico. Em 1783, dois irmãos, Joseph e Fausto Elhuyar, encontraram um ácido na wolframita que era idêntico ao ácido túngstico.

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Scene 4 (2m 35s)

As primeiras aplicações do tungstênio começaram a ser desenvolvidas em meados do século XIX, química (1847) e aços (1855), e no início do século XX, filamentos (1903) e carbetos (1913). Na Espanha, no mesmo ano, os irmãos conseguiram isolar o tungstênio do ácido, através de um processo químico chamado redução, usando carvão. Eles são creditados com a descoberta do elemento. Na Segunda Guerra Mundial, o tungstênio desempenhou um papel enorme nas relações políticas. A resistência do metal a altas temperaturas, bem como a extrema resistência de suas ligas, tornaram o tungstênio uma matéria-prima muito importante para a indústria de armas.

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MINERALOGIA

O tungstênio é um material duro que possui muitas propriedades. Um metal de cor branco cinza sob condições padrão, quando não combinado, o tungstênio é encontrado na natureza apenas combinado com outros elementos. Os seus minérios mais importantes são a volframita (tungstatos de ferro e manganês, [Fe,Mn]WO4), e a scheelita (tungstato de cálcio, CaWO4). 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. O tungstênio com pequenas quantidades de impurezas é frequentemente frágil e duro, tornando-o difícil de trabalhar. Contudo, o tungstênio muito puro é mais dúctil, e pode ser cortado com uma serra de metais.

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Scheelita

Volframita

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Com teores de WO3 de aproximadamente 76% a 80%, respectivamente, os minerais Scheelita e Wolframita se destacam na produção do Tungstênio metálico. Além desses minerais existem outros com menor importância comercial, mas que demonstra a tamanha capacidade de exploração deste metal. Propriedades físicas e químicas dos minérios de Tungstênio.

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CARACTERÍSTICAS

O tungstênio é um elemento químico classificado como um metal de transição. Seu símbolo, W, é retirado da palavra latina wolframium. Na tabela periódica, encontra-se no período 6, entre o tântalo (Ta) e o rênio (Re). O metal puro é duro, com uma cor cinza-acinzentado a branco-estanho. Quando impuro, é frágil e difícil de trabalhar. Na forma pura pode ser cortado com uma serra. Além disso, pode ser trabalhado forjando, desenhando ou extrudando. De todos os metais, este elemento tem o ponto de fusão mais alto (3422 °C) e menor pressão de vapor. Ele também tem a maior resistência à tração em temperaturas acima de 1650 °C. É extremamente resistente à corrosão e pode ser atacado apenas ligeiramente pela maioria dos ácidos minerais. Quando exposto ao ar, um óxido protetivo é formado na superfície do metal, mas o tungstênio pode ser oxidado mais completamente em alta temperatura. Quando ligado em pequenas quantidades com aço, o tungstênio aumenta muito a dureza do aço.

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PROPRIEDADES QUÍMICAS

O tungstênio é um metal relativamente inativo; Ele não combina com oxigênio em temperaturas ambientes; Ele pode corroer (oxidação), a temperaturas acima de 400°C (700°F); Ele não reage muito facilmente com ácidos, embora não se dissolvem em ácido nítrico ou água-régia. Água régia é uma mistura de clorídrico e nítrico ácidos; É muitas vezes reage com materiais que não reajam com ácido separadamente.

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Scene 9 (9m 3s)

PRODUÇÃO

A China continua respondendo pelas maiores reservas mundiais de tungstênio contido, com cerca de 4,2 milhões de toneladas, correspondendo a 67,7% do total mundial. Um bloco intermediário de mais quatro países detém cerca de 1,21 milhões de toneladas, que corresponde a 19,4%. Ainda existem reservas potenciais de minérios de tungstênio (scheelita) no Rio Grande do Norte, Paraíba e Ceará, e de wolframita em São Paulo, Rio Grande do Sul e Mato Grosso. O panorama das reservas brasileiras de tungstênio contido, de acordo com o DNPM (Balanço Mineral Brasileiro/2001), é aparentemente crítico, se analisado estaticamente, ou seja, mantendo-se o nível de produção de 1988 (738 toneladas de tungstênio contido), as atuais reservas seriam suficientes para atender às necessidades previstas por cerca de 11 anos. A principal causa da insuficiência destas reservas é o baixo nível de investimentos em novas pesquisas e reavaliação de reservas, situação está que poderá ser corrigida a médio longo/prazo.

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Scene 10 (10m 7s)

Em 2008, produziram-se aproximadamente 62 200 toneladas de concentrados de tungstênio. O tungstênio é extraído dos seus minérios em várias etapas. O minério acaba por ser convertido em óxido de tungstênio (IV) (WO3), o qual é aquecido com hidrogênio ou carbono para produzir pó de tungstênio. Por causa do elevado ponto de fusão do tungstênio, não é comercialmente viável moldar lingotes de tungstênio. Em vez disso, o tungstênio em pó é misturado com pequenas quantidades de níquel ou outro metal pulverizado, e sinterizado. Durante o processo de sinterização, o níquel difunde-se no tungstênio produzindo uma liga. O tungstênio também pode ser extraído pela redução com hidrogênio do hexafluoreto de tungstênio

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Scene 11 (10m 24s)

Reserva e Produção Mundial:

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PRINCIPAIS 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. Materiais duros: A indústria de joalheria fabrica anéis de carbeto de tungstênio sinterizado, compósitos de carbeto/metal de tungstênio, e também de tungstênio metálico. Por vezes os fabricantes e retalhistas referem-se ao carbeto de tungstênio como um metal, mas trata-se realmente de um material cerâmico. Por causa da dureza do carbeto de tungstênio, os anéis feitos deste material são extremamente resistentes à abrasão, e mantêm um acabamento brilhante por muito mais tempo que os anéis feitos com tungstênio metálico. Contudo, os anéis de carbeto de tungstênio são frágeis, e podem fissurar com um impacto forte.

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ANEL DE TUNGSTÊNIO

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Ligas: A dureza e densidade do tungstênio são utilizadas para obtenção de ligas de metais pesados. Um bom exemplo é o aço rápido, que pode conter até 18% de tungstênio. O ponto de fusão do tungstênio torna-o um bom material para aplicações como bocal do motor de foguetes, Superligas contendo tungstênio, como Hastelloy e Estelite, são usadas nas lâminas de turbinas e em peças e revestimento os resistentes ao desgaste.

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TURBINA

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Armamento: O tungstênio, geralmente em liga com níquel e ferro ou cobalto para formar ligas pesadas, é usado em penetradores por energia cinética como alternativa ao urânio empobrecido, em aplicações nas quais as propriedades pirofóricas do urânio não são requeridas (por exemplo em munições de armas ligeiras concebidas para penetrarem proteções pessoais). De igual modo, as ligas de tungstênio têm sido também utilizadas em obuses de artilharia, granadas e mísseis, para criar estilhaços supersônicos. O tungstênio também tem sido usado em explosivos de metal inerte denso, na forma de pó denso para reduzir danos colaterais ao mesmo tempo que aumenta a letalidade dos explosivos num raio pequeno.

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TUNGSTÊNIO EM PÔ

GRANADA

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Eletrônica: Dado que retém a sua resistência a altas temperaturas e tem alto ponto de fusão, o tungstênio elementar é usado em muitas aplicações de alta temperatura, como filamentos de lâmpadas, tubos de raios catódicos e válvulas termiônicas, resistências de aquecimento, e tubeiras de foguetes. O seu alto ponto de fusão torna o tungstênio também apropriado para usos aeroespaciais e a altas temperaturas como aplicações em soldagem, notavelmente na soldagem TIG (também chamada de soldagem de tungstênio gás inerte). Devido a suas propriedades condutoras e relativa inércia química, o tungstênio é usado em elétrodos, e nas extremidades emissoras de instrumentos de feixe de elétrons que usam canhões de emissão de campo tais como microscópios eletrônicos. Em eletrônica, o tungstênio é usado como material de interligação em circuitos integrados, entre o material dielétrico dióxido de silício e os transístores. É usado em películas metálicas, que substituem a cablagem usada na eletrônica convencional por um revestimento de tungstênio (ou molibdênio) sobre silício

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CIRCUITOS INTEGRADOS

LÂMPADA INCANDESCENTE

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CONCLUSÃO

Podemos concluir que o tungstênio é um metal branco-acinzentado em condições padrão, o tungstênio ocorre na natureza apenas em combinação com outros elementos, e foi identificado como um novo elemento em 1781 e isolado pela primeira vez como metal em 1783, sendo também digno de nota é sua alta densidade, 19,3 vezes maior que a da água, comparável ao urânio e ouro, e muito maior que a do chumbo. O tungstênio com uma pequena quantidade de impurezas costuma ser quebradiço e duro, dificultando o manuseio, a dureza dele e a alta densidade o tornam útil em aplicações militares como projéteis penetrantes. Os compostos de tungstênio são geralmente usados ​​industrialmente como catalisadores.

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BIBLIOGRAFIA

https://pt.wikipedia.org/wiki/Tungst%C3%AAnio https://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/146/127 https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/sumario-mineral/sumario-mineral-brasileiro-2008/tungstenio http://www.usinagem-brasil.com.br/54-um-pouco-da-historia-do-tungstenio/pa-5/ https://www.portalsaofrancisco.com.br/quimica/tungstenio

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Scene 18 (15m 51s)

FIM!

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Obrigado!!!