Occurrence, properties, and uses
De hoeveelheid wolfraam in de aardkorst wordt geschat op 1,5 delen per miljoen, of ongeveer 1,5 gram per ton gesteente. China is de dominante producent van wolfraam; in 2016 produceerde het meer dan 80 procent van het totale gedolven wolfraam, en het bevatte bijna tweederde van de reserves van de wereld. Vietnam, Rusland, Canada en Bolivia produceren het grootste deel van de rest. Wolfraam komt niet voor als vrij metaal. Het is ongeveer even talrijk als tin of molybdeen, waar het op lijkt, en half zo talrijk als uranium. Hoewel wolfraam voorkomt als wolfraamiet – wolfraamdisulfide, WS2 – zijn de belangrijkste ertsen in dit geval de wolframaten zoals scheeliet (calciumtungstaat, CaWO4), stolziet (loodtungstaat, PbWO4), en wolframiet – een vaste oplossing of een mengsel of beide van de isomorfe stoffen ferrotungstaat (FeWO4) en mangaanmangaanmangstaat (MnWO4).
Voor wolfraam worden de ertsen geconcentreerd door magnetische en mechanische processen, en het concentraat wordt vervolgens gesmolten met alkali. De ruwe smelt wordt met water geloogd om oplossingen van natriumtungstaat te verkrijgen, waaruit bij aanzuren waterige wolfraamtrioxide neerslaat, en het oxide wordt vervolgens gedroogd en met waterstof tot metaal gereduceerd.
Tungsten is tamelijk resistent tegen aantasting door zuren, met uitzondering van mengsels van geconcentreerd salpeterzuur en fluorwaterstofzuur, en het kan snel worden aangetast door alkalische oxiderende smelt, zoals gesmolten mengsels van kaliumnitraat en natriumhydroxide of natriumperoxide; waterige alkaliën hebben echter geen effect. Het is inert voor zuurstof bij normale temperatuur, maar verbindt zich er gemakkelijk mee bij rode hitte, om de trioxiden te geven, en wordt aangevallen door fluor bij kamertemperatuur, om de hexafluoriden te geven.
Tungsten metaal heeft een nikkel-witte tot grijsachtige glans. Onder de metalen heeft het het hoogste smeltpunt, bij 3.410 °C (6.170 °F), de hoogste treksterkte bij temperaturen van meer dan 1.650 °C (3.002 °F), en de laagste coëfficiënt van lineaire thermische uitzetting (4,43 × 10-6 per °C bij 20 °C ). Wolfraam is gewoonlijk bros bij kamertemperatuur. Zuiver wolfraam kan echter door mechanische bewerking bij hoge temperaturen buigzaam worden gemaakt en vervolgens tot zeer fijne draad worden getrokken. Wolfraam werd voor het eerst commercieel gebruikt als gloeidraadmateriaal voor lampen en daarna in vele elektrische en elektronische toepassingen. Het wordt gebruikt in de vorm van wolfraamcarbide voor zeer harde en taaie matrijzen, gereedschappen, kalibers, en bits. Veel wolfraam gaat naar de productie van wolfraam staal, en sommige is gebruikt in de lucht-en ruimtevaart industrie om raket-motor nozzle kelen en leading-edge terugkeer oppervlakken fabriceren. (Voor informatie over de winning, terugwinning en toepassingen van wolfraam, zie wolfraamverwerking.)
Planemad
Natuurlijk wolfraam is een mengsel van vijf stabiele isotopen: wolfraam-180 (0,12 procent), wolfraam-182 (26,50 procent), wolfraam-183 (14,31 procent), wolfraam-184 (30,64 procent), en wolfraam-186 (28,43 procent). De wolfraamkristallen zijn isometrisch en worden bij röntgenanalyse gezien als lichaamshartig kubisch.