Occorrenza, proprietà e usi
La quantità di tungsteno nella crosta terrestre è stimata a 1,5 parti per milione, o circa 1,5 grammi per tonnellata di roccia. La Cina è il produttore dominante di tungsteno; nel 2016 ha prodotto oltre l’80% del totale del tungsteno estratto e conteneva quasi due terzi delle riserve mondiali. Vietnam, Russia, Canada e Bolivia producono la maggior parte del resto. Il tungsteno non è un metallo libero. È abbondante quanto lo stagno o il molibdeno, a cui assomiglia, e la metà dell’uranio. Anche se il tungsteno si presenta come tungstenite – disolfuro di tungsteno, WS2 – i minerali più importanti in questo caso sono i tungstati come la scheelite (tungstato di calcio, CaWO4), stolzite (tungstato di piombo, PbWO4), e wolframite – una soluzione solida o una miscela o entrambi delle sostanze isomorfe tungstato ferroso (FeWO4) e tungstato manganoso (MnWO4).
Per il tungsteno i minerali vengono concentrati con processi magnetici e meccanici, e il concentrato viene poi fuso con alcali. Le fusioni grezze sono lisciviate con acqua per dare soluzioni di tungstato di sodio, da cui il triossido di tungsteno idrato precipita dopo l’acidificazione, e l’ossido viene poi essiccato e ridotto a metallo con idrogeno.
Il tungsteno è piuttosto resistente all’attacco degli acidi, ad eccezione delle miscele di acido nitrico e fluoridrico concentrato, e può essere attaccato rapidamente dalle fusioni ossidanti alcaline, come le miscele fuse di nitrato di potassio e idrossido di sodio o perossido di sodio; gli alcali acquosi, tuttavia, sono senza effetto. È inerte all’ossigeno a temperatura normale, ma si combina prontamente con esso a calore rosso, per dare i triossidi, ed è attaccato dal fluoro a temperatura ambiente, per dare gli esafluoruri.
Il metallo tungsteno ha una lucentezza da bianco nichel a grigio. Tra i metalli ha il più alto punto di fusione, a 3.410 °C (6.170 °F), la più alta resistenza alla trazione a temperature superiori a 1.650 °C (3.002 °F), e il più basso coefficiente di espansione termica lineare (4,43 × 10-6 per °C a 20 °C). Il tungsteno è normalmente fragile a temperatura ambiente. Il tungsteno puro può, tuttavia, essere reso duttile dalla lavorazione meccanica ad alte temperature e può quindi essere disegnato in filo molto sottile. Il tungsteno è stato inizialmente impiegato commercialmente come materiale per i filamenti delle lampade e in seguito è stato utilizzato in molte applicazioni elettriche ed elettroniche. È usato sotto forma di carburo di tungsteno per stampi, strumenti, calibri e punte molto duri e resistenti. Molto tungsteno va nella produzione di acciai di tungsteno, e alcuni sono stati usati nell’industria aerospaziale per fabbricare le gole degli ugelli dei motori a razzo e le superfici di rientro del bordo anteriore. (Per informazioni sull’estrazione, il recupero e le applicazioni del tungsteno, vedi lavorazione del tungsteno.)
Planemad
Il tungsteno naturale è una miscela di cinque isotopi stabili: tungsteno-180 (0,12%), tungsteno-182 (26,50%), tungsteno-183 (14,31%), tungsteno-184 (30,64%), e tungsteno-186 (28,43%). I cristalli di tungsteno sono isometrici e, con l’analisi a raggi X, si vede che sono cubici a corpo centrato.