Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung
Der Wolframgehalt in der Erdkruste wird auf 1,5 Teile pro Million geschätzt, das sind etwa 1,5 Gramm pro Tonne Gestein. China ist der dominierende Wolframproduzent; 2016 produzierte es über 80 Prozent des gesamten geförderten Wolframs und verfügte über fast zwei Drittel der weltweiten Reserven. Der Rest wird in Vietnam, Russland, Kanada und Bolivien gefördert. Wolfram kommt nicht als freies Metall vor. Es kommt etwa so häufig vor wie Zinn oder Molybdän, dem es ähnelt, und ist halb so häufig wie Uran. Obwohl Wolfram als Wolframit – Wolframdisulfid (WS2) – vorkommt, sind die wichtigsten Erze in diesem Fall die Wolframate wie Scheelit (Calciumwolframat, CaWO4), Stolzit (Bleiwolframat, PbWO4) und Wolframit – eine feste Lösung oder ein Gemisch oder beides aus den isomorphen Substanzen Eisenwolframat (FeWO4) und Manganwolframat (MnWO4).
Für Wolfram werden die Erze durch magnetische und mechanische Verfahren konzentriert, und das Konzentrat wird dann mit Alkali geschmolzen. Die rohen Schmelzen werden mit Wasser gelaugt, um Lösungen von Natriumwolframat zu erhalten, aus denen durch Ansäuern wässriges Wolframtrioxid ausgefällt wird; das Oxid wird dann getrocknet und mit Wasserstoff zu Metall reduziert.
Wolfram ist ziemlich resistent gegen den Angriff von Säuren, mit Ausnahme von Mischungen aus konzentrierter Salpeter- und Flusssäure, und es kann schnell von alkalischen oxidierenden Schmelzen, wie geschmolzenen Mischungen aus Kaliumnitrat und Natriumhydroxid oder Natriumperoxid, angegriffen werden; wässrige Alkalien sind jedoch wirkungslos. Bei normaler Temperatur ist es inert gegenüber Sauerstoff, verbindet sich aber bei roter Hitze leicht mit diesem zu den Trioxiden und wird bei Raumtemperatur von Fluor zu den Hexafluoriden angegriffen.
Wolframmetall hat einen nickelweißen bis gräulichen Glanz. Unter den Metallen hat es mit 3.410 °C den höchsten Schmelzpunkt, die höchste Zugfestigkeit bei Temperaturen von über 1.650 °C und den niedrigsten linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (4,43 × 10-6 pro °C bei 20 °C ). Wolfram ist bei Raumtemperatur in der Regel spröde. Reines Wolfram kann jedoch durch mechanische Bearbeitung bei hohen Temperaturen duktil gemacht werden und lässt sich dann zu sehr feinem Draht ziehen. Wolfram wurde zunächst kommerziell als Glühfadenmaterial für Lampen eingesetzt und danach in vielen elektrischen und elektronischen Anwendungen verwendet. Es wird in Form von Wolframkarbid für sehr harte und zähe Matrizen, Werkzeuge, Lehren und Bits verwendet. Ein großer Teil des Wolframs wird für die Herstellung von Wolframstählen verwendet, und ein Teil wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung von Düsenrohren für Raketentriebwerke und von Oberflächen für den Wiedereintritt verwendet. (Informationen über den Abbau, die Gewinnung und die Anwendungen von Wolfram finden Sie unter Wolframverarbeitung.)
Planemad
Natürliches Wolfram ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen: Wolfram-180 (0,12 Prozent), Wolfram-182 (26,50 Prozent), Wolfram-183 (14,31 Prozent), Wolfram-184 (30,64 Prozent) und Wolfram-186 (28,43 Prozent). Die Wolframkristalle sind isometrisch und zeigen sich in der Röntgenanalyse als kubisch-raumzentriert.