Tungsten – Det Hemmelige Højteknologiske Metal

Det Glemte Strategiske Metal

Investering i råvarer har en tendens til at være centreret omkring de største målt i volumen og samlet værdi: olie, gas, fødevarer, jern, kobber osv., eller omkring “trendy” råvarer, der er vigtige for nye teknologier som batterimetaller (lithium, kobolt, nikkel) og sjældne jordarter.

På trods af deres enorme betydning for det moderne industrielle samfund, er nogle vigtige dele af det periodiske system uden for rampelyset.

Et godt eksempel er tungsten – et metal, der er nødvendigt for fremstilling af halvledere, raketmotorer og våben. Det bruges i stigende grad i batterier og kan måske snart også anvendes i nukleare fusionsmotorer.

Dette gør det til et meget strategisk metal. Med næsten 90 % af forsyningen fra Kina og Rusland er det vigtigt i sammenhæng med de eksploderende spændinger mellem Vesten og de to store eurasiske magter.

På tidspunktet for skrivning udgør Kina 85 % af verdensforsyningen, efterfulgt af Vietnam og Rusland.

Kilde: Almonty

Det Stærkeste Metal på Jorden

Tungsten er enestående for sin styrke. Dets smeltepunkt er det højeste af alle kendte grundstoffer, på 3.422 °C (6.192 °F). Det har også en meget høj densitet, svarende til meget tungere grundstoffer som uran.

Ud over sin mekaniske modstand er tungsten ikke særlig kemisk reaktivt. Det betyder, at det generelt ikke oxiderer eller korroderer, når det udsættes for ugunstige forhold. Det reagerer ikke med vand, er immun over for de fleste syrer og baser, og reagerer ikke med ilt ved normale temperaturer.

Det har også den højeste trækstyrke af alle metaller, dobbelt så høj som rustfrit stål.

Når det kombineres med kulstof, danner tungstenkarbid det eneste naturlige materiale, der kan ridse diamanter.

Kilde: Chemistry Learner

Tungstenforsyning

Tungsten blev først opdaget i 1750‑erne. Den primære ressource for tungsten er wolframite (FeMnWO₄), hvorfra tungsten får sit W‑symbol i det periodiske system. Det findes også i scheelit (CaWO₄). Navnet tungsten kommer fra svensk og betyder “tung sten”.

Det er et moderat sjældent mineral på 1,25 g per 1.000 kg af jordens skorpe, og højt koncentrerede forekomster er noget sjældne, hvilket gør kommerciel udnyttelse vanskelig.

Tungstens robusthed gør det svært og energikrævende at rense fra malm og forarbejde til brugbart metal, hvilket yderligere øger produktionsomkostningerne.

Tungstenanvendelser

Tungstens profil gør det nyttigt i mange industrielle anvendelser, så længe omkostningerne kan retfærdiggøres af dets ekstreme modstand.

Dette skaber en diversificeret efterspørgsel efter tungsten, med mange nye sektorer, der vokser hurtigt ud over traditionelle industrielle anvendelser.

Kilde: Almonty

Dog kan tungsten snart se flere anvendelser i forbedrede versioner af legeringer (metaller blandet sammen), kaldet refraktære legeringer. Disse er ekstremt varmebestandige og fremstilles ved at kombinere metaller fra den femte og sjette periode i det periodiske system: molybdæn, niobium, tungsten, tantal og rhenium.

Forskere har for nylig opdaget, at man kan gøre disse legeringer mere fleksible og mindre sprøde, og dermed mere anvendelige (selvom de brugte en niobium‑molybdæn‑tantal‑hafnium‑legering uden tungsten).

Konstruktion, Minearbejde & Industri

Tungsten og tungstenkarbid bruges almindeligt til fremstilling af ultrahårde borebits og andre værktøjer, der kan skære gennem stål, beton osv.

Det er især nyttigt til at bore i sten i miner takket være både dets varme‑ og mekaniske modstand samt til metalbehandling i industrielle processer.

Efterspørgslen fra dette segment er relativt stabil og følger hovedsageligt den samlede globale økonomiske aktivitet.

Kilde: Planetary.org

Forsvar

Tungsten bruges til at pansre forskellige militære udstyr, herunder kampvogne. Dens densitet anvendes også til panserbrydende ammunition, fra små kalibre til ammunition til luftforsvar, kampvogne, artilleri og missiler.

På grund af denne vigtige rolle har metallet længe været klassificeret som et strategisk metal og var en af de ressourcer, der blev lagret af US Defense Logistics Agency. Denne agentur kan spille en vigtig rolle i fremtiden, da den i lang tid har været en kilde til tungsten på markedet og dermed reduceret lagerbeholdningen.

I 2022 besluttede den amerikanske regering at vende kursen og genopbygge strategiske reserver af “mineraler, der er essentielle for forsyningskæderne i forsvaret, såsom titanium, tungsten og kobolt“.

Disse afsalg har inkluderet 3.000 kort tons titanium, brugt til at bygge militære luftfartøjer, og 76 millioner pund tungstenmalme og koncentrater, brugt i militære turbinsmotorer og panserbrydende ammunition.

“Congress and Pentagon seek to shore up strategic mineral stockpile dominated by China”

Rumfart

Tungstens ekstreme varmebestandighed har gjort det til et foretrukket materiale til raketdyser, både til rumraketter og missiler. Indtil videre har dette udgjort kun 8 % af den globale efterspørgsel efter tungsten, men dette kan hurtigt stige med et nyt rumkapløb til Månen og den voksende efterspørgsel efter at opsende og vedligeholde satellitkonstellationer for rumbaseret internet som Starlink.

Rumturisme, fremtidig asteroideudvinding og punkt‑til‑punkt hypersonisk rejse via suborbitalflyvninger vil sandsynligvis også øge efterspørgslen efter tungsten.

Tungsten bruges også i flys roterende blade, propeller, inertialsystemer osv.

Halvledere

En ofte overset rolle for tungsten er i fremstilling af halvledere. Tungsten kan omdannes til en gas, tungstenhexafluorid, som er den tætteste kendte gas, 11 gange tungere end luft.

Denne gas muliggør aflejring af tungsten i et 10‑15 nm tyndt lag ved hjælp af en proces kaldet “chemical vapor deposition”. Tungsten reagerer med siliciumsubstratet og beskytter siliciumlaget.

Tungsten‑mikroskopiske nåleprobe bruges også til at teste halvlederkomponenter. Tungsten kan være nyttigt i nye typer af computersystemer som redox‑porte, ved brug af tungsten(VI)‑oxid (WO₃) og vanadium(IV)‑oxid (VO₂).

Samlet set følger efterspørgslen efter tungsten til fremstilling af halvledere industriens (voksende) samlede produktionsvolumen.

Bilindustrien

Et nyt segment for tungsten‑efterspørgsel er i batteriproduktion. Dette medfører en kraftig vækst i efterspørgslen efter bilapplikationer, som tidligere var begrænset til højtydende krumtapaksler, stempler, gear og andre mekaniske dele før udviklingen af elbiler.

2 kg tungsten går ind i hver elbil, brugt i batteriets katode og anode samt i halvlederne.

Tungsten kan også drage fordel af efterspørgslen efter hybridbiler ud over batterikomponenten, da hybrider stiller større krav til højmodstands‑gearsystemer.

“De store bilproducenter ser ud til at trække sig tilbage fra elbiler, og hybrider virker som et større kort på kort sigt i hvert fald. Og tungsten er endnu vigtigere for hybrider på grund af dets betydning i gearsystemet.

Tungsten er afgørende her, fordi dets ekstraordinære styrke og varmebestandighed kan modstå køretøjets konstante skift mellem elektrisk og benzin‑ eller diesel‑drevne tilstande.”

Lewis Black, direktør, præsident og administrerende direktør for Almonty Industries (ALM )

Energisektoren

Hydrogen

Udover batterier kan tungsten også bruges til lav‑kulstof energiproduktion.

En anvendelse er at bruge det som katalysator til produktion af hydrogen. Forskerne har for nylig fundet, at en legering af ruthenium, silicium og tungsten (RuSiW) kan bruges til at producere hydrogen.

I denne metode stabiliserer tungsten den aktive del (ruthenium) og gør den mere holdbar. Metoden kan erstatte meget dyrere og miljøskadelige katalysatorer til hydrogenproduktion, såsom platin eller iridium.

Fusion

En anden anvendelse af tungsten kan være i nuklear fusion, den hellige gral inden for bæredygtig energiproduktion. Dette følger en ny rekord for en 6‑minutters lang fusionsreaktion etableret af WEST (tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak).

“Vi har brug for at levere en ny energikilde, og kilden skal være kontinuerlig og permanent. Dette er smukke resultater. Vi har nået en stationær tilstand på trods af at vi befinder os i et udfordrende miljø på grund af denne tungsten‑væg.”

 – CEA‑forsker og CICLOP‑formand Xavier Litaudon

Dette viser, at mens avanceret fysik og magnetfelter vil være nøglen til at låse fusion op, kan udnyttelse af avancerede materialer som tungsten også bidrage væsentligt.

Andre

Tungsten har flere andre niche‑anvendelser, nogle gamle og nogle nye, som er mindre relevante for den samlede efterspørgsel.

Det bruges for eksempel i:

• nye linser til virtuel virkelighed.
• X‑ray‑maskiner.
• Elektronmikroskopi.
• Kirurgiske værktøjer.
• Smykker.
• Lampefilament.
• Forbrugerprodukter (golfkøller, )

Tungsten‑virksomheder

1. Almonty Industries (AII.TO)

Almonty er en tungstenminer, der i øjeblikket primært producerer fra en mine i Portugal, i drift i de sidste 125 år.

Virksomheden har arbejdet på at udvide den portugisiske mine og ejer uudviklede forekomster i Spanien.

Kilde: Almonty

Virksomhedens vigtigste projekt er den igangværende udvikling af en ny mine i Sangdong, Sydkorea.

Minen indeholder flere infererede ressourcer end alle de andre forekomster samlet.

Kilde: Almonty

Som en af de eneste aktive og producerende tungsten‑miner i vestlige lande er Almonty en vigtig strategisk leverandør til forsvarsindustrien.

Således er det en vigtig virksomhed for at reducere afhængigheden af kinesisk forsyning.

Mens Kina forbereder sig på at åbne en enorm tungsten‑mine i Kasakhstan, er Almonty klar til at “væsentligt ændre den politiske dynamik omkring sikring af tungsten”, når Almonty Korea Tungsten Project’s Sangdong‑mine kommer i drift inden for få måneder. Når den begynder produktion, vil den være en af verdens største tungsten‑miner og udgøre 30 % af den ikke‑kinesiske forsyning.

Lewis Black, direktør, præsident og administrerende direktør for Almonty Industries

Sangdong‑minens placering gør den til en perfekt leverandør til forsvarsindustrien, idet Sydkorea er en ny gigant i masseproduktion af “lav‑teknologisk” militært udstyr som kampvogne, artilleri og ammunition (sammenlignet med jagerfly, hangarskibe osv.).

På grund af sin strategiske position som stort set den eneste store leverandør i Vesten, fik Almonty et garanteret pris fra Plansee. Plansee er en højtydende metalproducent og en af Almontys større kunder samt ejer af 15 % af virksomheden.

Den minimumsgaranterede pris var $235/MTU (metrisk ton‑enhed), uden øvre grænse. Da Sangdong‑minen sigter mod cash‑omkostninger på $110/MTU, bør dette i praksis sikre en høj profitmargin for projektet.

2. China Molybdenum / CMOC Group (603993.SS)

Grunden til, at Almonty er en af de eneste ikke‑kinesiske tungstenproducenter, er at Kina i lang tid har været den lavest‑prissatte producent af dette metal, med næsten kun Almonty, der overlever denne konkurrence uden subsidier. Derudover blev tungstens produktion kraftigt subsidieret af staten af strategiske årsager.

China Molybdenum har molybdæn‑ og tungsten‑miner i Kina, kobolt‑ og kobberminer i Congo samt niobium‑ og fosfatminer i Brasilien.

Kobolt‑operationerne gør CMOC til den næststørste koboltproducent i verden.

De brasilianske operationer er landets næststørste producent af fosfatgødning, hvilket gør CMOC til den næststørste producent af niobium i verden.

Kilde: CMOC

Virksomheden ejer også IXM, en global basismetallhandelsvirksomhed med 300 ansatte og mere end 5 millioner metriske tons af handlet metal.

Virksomheden søger at innovere for at holde produktionsomkostningerne lave, især takket være de kinesiske miner, der er “de første i verden til at introducere 5G‑teknologi til autonomt mineudstyr og pionerer inden for elektriske mine‑lastbiler”.

Selvom den ikke udelukkende er en tungstenvirksomhed, har den udviklet sig til at blive en verdensledende producent af “niche‑metaller”. Denne position vil blive styrket med en udvidelse inden for lithium i Bolivia gennem et partnerskab med batterigiganten CATL (CATL ejer 25 % af CMOC siden 2022).