Tärkeimmät menetelmät volframijauheen valmistamiseksi

Volframijauhe on pääraaka-aine volframikarbidin, puhtaan volframin, volframiseosten ja muiden volframituotteiden valmistuksessa, ja yli 70 % volframijauheesta käytetään volframikarbidin tuotannossa. Tällä hetkellä tärkeimmät menetelmät volframijauheen saamiseksi ovat:

Volframioksidin vetypelkistysmenetelmä

Tämä on menetelmä pelkistää volframioksidi volframijauheeksi käyttämällä H2:ta pelkistimenä. Kun otetaan esimerkkinä WO3:n vetypelkistys, kokonaisreaktio on:

WO₃+3H₂=W+3H₂O

Tällä hetkellä vetypelkistyksen raaka-aineina käytettäviä volframioksideja ovat pääasiassa keltainen volframitrioksidi (WO3), sininen volframioksidi (pääasiassa WO2.9) ja purppurainen volframioksidi (WO2.72) jne. Vedyn pelkistysmenetelmänä käytetään volframiproksidin johtamismenetelmää.

2. Volframihalogenidien vetypelkistys

Tämä on menetelmä, joka käyttää H2:ta pelkistimenä volframihalogenidien (kuten volframikloridin, volframifluoridin) pelkistämiseksi metalliseksi volframiksi. Esimerkiksi WCl6:n vetypelkistyksen tapauksessa kokonaisreaktio on:

WCl6+3H₂=W+6HCI

Volframihalogenidien vetypelkistysprosessi on kaasufaasireaktio, jota käytetään pääasiassa kemiallisessa höyrypinnoituksessa erittäin hienojakoisten volframijauheiden tai volframipinnoitteiden tuottamiseen. Tällä hetkellä volframihalogenidien kloorauksen pelkistysmenetelmää käytetään vain pienimuotoisessa tuotannossa.

3. Volframioksidien hiilen vähentämismenetelmä

Kun volframioksidien ja hiilen seos kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan, volframioksidit pelkistyvät volframijauheeksi. Kun otetaan esimerkkinä WO3:n hiilen pelkistys, kokonaisreaktio on:

WO₃+3C=W+3CO

WO₃+3CO=W+3CO₂

Joskus uuniin syötetään pieni määrä vetyä hiilen pelkistysprosessin edistämiseksi. Tällä menetelmällä valmistetussa volframijauheessa on kuitenkin suhteellisen korkea hiilipitoisuus, eikä se sovellu volframituotteisiin. Tällä hetkellä hiilen pelkistysmenetelmää volframijauheen valmistukseen käytetään vähemmän, mutta sitä käytetään yhä enemmän volframikarbidin, erityisesti ultrahienon volframikarbidijauheen ja volframikarbidikomposiittijauheen, suorassa tuotannossa.

4. Muut menetelmät

Muita menetelmiä metallisen volframin valmistamiseksi ovat muun muassa sulan suolan elektrolyysi, sinkin pelkistys ja plasman vetypelkistys.