Tungsten – The Secret High-Tech Metal

The Forgotten Strategic Metal

Οι επενδύσεις σε εμπορεύματα τείνουν να επικεντρώνονται στα μεγαλύτερα σε όγκο και συνολική αξία: πετρέλαιο, αέριο, τρόφιμα, σίδηρος, χαλκός κ.λπ., ή σε «μοντέρνα» προϊόντα σημαντικά για τις νέες τεχνολογίες όπως μέταλλα μπαταριών (λίθιο, κοβάλτιο, νικέλιο) και στοιχεία σπανίων γαιών.

Παρά την τεράστια σημασία τους για τη σύγχρονη βιομηχανική κοινωνία, ορισμένα σημαντικά μέρη του περιοδικού πίνακα των στοιχείων είναι εκτός του προσκήνιο.

Ένα καλό παράδειγμα είναι το βολφράμιο - ένα μέταλλο που απαιτείται για την κατασκευή ημιαγωγών, πυραυλοκινητήρων και όπλων. Χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο σε μπαταρίες και μπορεί ακόμη και σύντομα να χρησιμοποιηθεί για κινητήρες πυρηνικής σύντηξης.

Αυτό το καθιστά ένα πολύ στρατηγικό μέταλλο. Με σχεδόν το 90% της προμήθειας της να προέρχεται από την Κίνα και τη Ρωσία, είναι σημαντικό στο πλαίσιο της έκρηξης των εντάσεων μεταξύ της Δύσης και των δύο μεγάλων ευρασιατικών δυνάμεων.

Τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, η Κίνα αντιπροσωπεύει το 85% της παγκόσμιας προσφοράς, ακολουθούμενη από το Βιετνάμ και τη Ρωσία.

Πηγή: Αλμόντι

Το πιο σκληρό μέταλλο στη γη

Το βολφράμιο είναι εξαιρετικό για τη δύναμή του. Το σημείο τήξεώς του είναι το υψηλότερο από όλα τα γνωστά στοιχεία, στους 3,422 °C (6,192 °F). Έχει επίσης πολύ υψηλή πυκνότητα, παρόμοια με αυτή των πολύ βαρύτερων στοιχείων όπως το ουράνιο.

Εκτός από τη μηχανική του αντοχή, το βολφράμιο δεν είναι πολύ χημικά αντιδραστικό. Αυτό σημαίνει ότι γενικά δεν οξειδώνεται ούτε διαβρώνεται όταν εκτίθεται σε αντίξοες συνθήκες. Δεν αντιδρά με το νερό, έχει ανοσία στα περισσότερα οξέα και βάσεις και δεν αντιδρά με το οξυγόνο σε κανονικές θερμοκρασίες.

Έχει επίσης την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό από όλα τα μέταλλα, διπλάσια από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα.

Όταν συνδυάζεται με άνθρακα, το καρβίδιο του βολφραμίου αποτελεί το μόνο φυσικό υλικό που μπορεί να χαράξει τα διαμάντια.

Πηγή: Μαθητής Χημείας

Προμήθεια βολφραμίου

Το βολφράμιο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1750. Ο κύριος πόρος για το βολφράμιο είναι βολφραμίτης (FeMnWO₄), από το οποίο το βολφράμιο προέρχεται από το σύμβολο W στον περιοδικό πίνακα. Βρίσκεται επίσης σε scheelite (CaWO₄). Το όνομα Tungsten προέρχεται από τα σουηδικά, που σημαίνει «βαριά πέτρα».

Είναι ένα μετρίως σπάνιο ορυκτό με περιεκτικότητα 1.25 γραμμάρια ανά 1,000 κιλά φλοιού της Γης, και τα κοιτάσματα υψηλής συγκέντρωσης είναι κάπως σπάνια, γεγονός που καθιστά δύσκολη την εμπορική εκμετάλλευσή του.

Η σκληρότητα του μετάλλου καθιστά δύσκολο και ενεργοβόρο τον καθαρισμό από μετάλλευμα και την επεξεργασία σε χρήσιμο μέταλλο, αυξάνοντας περαιτέρω το κόστος παραγωγής.

Εφαρμογές βολφραμίου

Το προφίλ του βολφραμίου το καθιστά χρήσιμο σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, όποτε το κόστος του δικαιολογείται από την εξαιρετική του αντοχή.

Αυτό δημιουργεί μια διαφοροποιημένη ζήτηση για βολφράμιο, με πολλούς νεότερους τομείς να αναπτύσσονται γρήγορα εκτός από τις παραδοσιακές βιομηχανικές εφαρμογές.

Πηγή: Αλμόντι

Ωστόσο, το βολφράμιο μπορεί να δει σύντομα περισσότερες εφαρμογές σε βελτιωμένες εκδόσεις κραμάτων (μετάλλων αναμεμειγμένα μεταξύ τους) που ονομάζονται πυρίμαχα κράματα. Αυτά είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στη θερμότητα και κατασκευάζονται με συνδυασμό μετάλλων από την πέμπτη και έκτη περίοδο του περιοδικού πίνακα στοιχείων: μολυβδαίνιο, νιόβιο, βολφράμιο, ταντάλιο και ρήνιο.

Οι επιστήμονες το ανακάλυψαν πρόσφατα μπορείτε να κάνετε αυτά τα κράματα πιο εύκαμπτα και λιγότερο εύθραυστα, με αποτέλεσμα να τα κάνετε πιο χρήσιμα (αν και χρησιμοποιούσαν κράμα νιοβίου-μολυβδαινίου-τανταλίου-αφνίου χωρίς βολφράμιο).

Κατασκευές, Μεταλλεία & Βιομηχανία

Το βολφράμιο και το καρβίδιο βολφραμίου χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή εξαιρετικά σκληρών τρυπανιών και άλλων εργαλείων που μπορούν να κόψουν χάλυβα, σκυρόδεμα κ.λπ.

Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη διάτρηση πετρωμάτων σε ορυχεία χάρη τόσο στη θερμότητα όσο και στη μηχανική του αντοχή και για την επεξεργασία μετάλλων σε βιομηχανικές διεργασίες.

Η ζήτηση από αυτό το τμήμα είναι σχετικά σταθερή και ακολουθεί ως επί το πλείστον τη συνολική παγκόσμια οικονομική δραστηριότητα.

Πηγή: Planetary.org

Άμυνα

Το βολφράμιο χρησιμοποιείται για τη θωράκιση διαφόρων στρατιωτικών υλικών, συμπεριλαμβανομένων των αρμάτων μάχης. Η πυκνότητά του χρησιμοποιείται επίσης για πυρομαχικά διάτρησης θωράκισης, από διαμετρήματα φορητών όπλων έως πυρομαχικά για αεράμυνα, άρματα μάχης, πυροβολικό και πυραύλους.

Λόγω αυτού του σημαντικού ρόλου, το μέταλλο έχει από καιρό ταξινομηθεί ως στρατηγικό μέταλλο και ήταν ένας από τους πόρους που είχαν αποθηκευτεί από το Αμερικανική Υπηρεσία Επιμελητείας Άμυνας. Αυτή η εταιρεία ενδέχεται να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στο μέλλον, καθώς έχει γίνει εδώ και καιρό πηγή βολφραμίου στην αγορά, μειώνοντας τα αποθέματά της.

Το 2022, η κυβέρνηση των ΗΠΑ αποφάσισε να αντιστρέψει την πορεία και να ξαναχτίσει τα στρατηγικά αποθέματα του «ορυκτά απαραίτητα για τις αμυντικές αλυσίδες εφοδιασμού, όπως το τιτάνιο, βολφράμιο και το κοβάλτιο".

Αυτές οι πωλήσεις περιλαμβάνουν 3,000 τόνους τιτανίου, που χρησιμοποιείται στην κατασκευή στρατιωτικών πλαισίων αεροσκαφών, και 76 εκατομμύρια λίβρες μεταλλευμάτων και συμπυκνωμάτων βολφραμίου, που χρησιμοποιούνται σε στρατιωτικούς κινητήρες στροβίλου και πυρομαχικά διάτρησης θωράκισης.

"Το Κογκρέσο και το Πεντάγωνο επιδιώκουν να ενισχύσουν το στρατηγικό απόθεμα ορυκτών που κυριαρχείται από την Κίνα"

Αεροδιαστημική

Η εξαιρετική αντοχή του βολφραμίου στη θερμότητα το έχει καταστήσει υλικό επιλογής για ακροφύσια πυραύλων, τόσο για διαστημικούς πυραύλους όσο και για πυραύλους. Μέχρι στιγμής, αυτό αντιπροσωπεύει μόνο το 8% της παγκόσμιας ζήτησης βολφραμίου, αλλά αυτό μπορεί να αυξηθεί γρήγορα με έναν νέο διαστημικό αγώνα δρόμου προς τη Σελήνη και την αυξανόμενη ζήτηση για εκτόξευση και συντήρηση δορυφόρων για το διαστημικό Διαδίκτυο όπως το Starlink.

Ο διαστημικός τουρισμός, η μελλοντική εξόρυξη αστεροειδών και το υπερηχητικό ταξίδι από σημείο σε σημείο μέσω υποτροχιακών πτήσεων είναι πιθανό να αυξήσουν τη ζήτηση για βολφράμιο επίσης.

Το βολφράμιο χρησιμοποιείται επίσης σε πτερύγια ρότορα αεροπλάνων, έλικες, αδρανειακά συστήματα κ.λπ.

Ημιαγωγοί

Ένας συχνά παραγνωρισμένος ρόλος του βολφραμίου είναι στην κατασκευή ημιαγωγών. Το βολφράμιο μπορεί να μετατραπεί σε αέριο, εξαφθοριούχο βολφράμιο, που είναι το πιο πυκνό γνωστό αέριο, 11 φορές βαρύτερο από τον αέρα.

Αυτό το αέριο επιτρέπει την εναπόθεση βολφραμίου σε ένα λεπτό στρώμα 10-15 nm, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται «χημική εναπόθεση ατμού». Το βολφράμιο αντιδρά με το υπόστρωμα πυριτίου και προστατεύει το στρώμα πυριτίου.

Οι μικροσκοπικοί ανιχνευτές βελόνας βολφραμίου χρησιμοποιούνται επίσης για τη δοκιμή συσκευών ημιαγωγών. Το βολφράμιο μπορεί να είναι χρήσιμο σε νέους τύπους υπολογιστικών συστημάτων όπως πύλες οξειδοαναγωγής, χρησιμοποιώντας οξείδιο βολφραμίου (VI) (WO3) και οξείδιο βαναδίου (IV) (VO2).

Έτσι, συνολικά, η ζήτηση βολφραμίου για την κατασκευή ημιαγωγών τείνει να ακολουθεί τον (αυξανόμενο) συνολικό όγκο παραγωγής της βιομηχανίας.

Αυτοκίνητο

Ένα νέο τμήμα για τη ζήτηση βολφραμίου είναι η κατασκευή μπαταριών. Αυτό προκαλεί ισχυρή αύξηση της ζήτησης για εφαρμογές αυτοκινήτων, η οποία περιορίστηκε σε στροφαλοφόρους άξονες υψηλής απόδοσης, έμβολα, γρανάζια και άλλα μηχανικά μέρη πριν από την ανάπτυξη των EV.

2 κιλά βολφραμίου μπαίνουν σε κάθε EV, που χρησιμοποιείται στην κάθοδο και την άνοδο της μπαταρίας, καθώς και στους ημιαγωγούς.

Το βολφράμιο μπορεί επίσης να επωφεληθεί από τη ζήτηση για υβρίδια πέρα ​​από το στοιχείο της μπαταρίας, χάρη στα υβρίδια που είναι πιο απαιτητικά για συστήματα γραναζιών υψηλής αντίστασης.

«Οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες φαίνεται να αποσύρονται από τα EV και τα υβριδικά φαίνονται μεγαλύτερο στοίχημα βραχυπρόθεσμα τουλάχιστον. Και το βολφράμιο είναι ακόμη πιο ζωτικής σημασίας για τα υβρίδια λόγω της σημασίας του στο σύστημα μετάδοσης κίνησης.

Το βολφράμιο είναι ζωτικής σημασίας εδώ, επειδή η εξαιρετική του αντοχή και η αντοχή στη θερμότητα μπορούν να αντέξουν τη συνεχή αλλαγή του οχήματος μεταξύ των τρόπων λειτουργίας ηλεκτρικής και βενζίνης ή ντίζελ».

Lewis Black, διευθυντής, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της Almonty Industries

Ενέργεια

Υδρογόνο

Εκτός από τις μπαταρίες, το βολφράμιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα.

Μια εφαρμογή το χρησιμοποιεί ως καταλύτη για την παραγωγή υδρογόνου. Πρόσφατα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ένα κράμα ρουθηνίου, πυριτίου και βολφραμίου (RuSiW) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου.

Σε αυτή τη μέθοδο, το βολφράμιο σταθεροποιείται και κάνει το ενεργό μέρος (ρουθήνιο) πιο ανθεκτικό. Αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να αντικαταστήσει πολύ πιο ακριβούς και επιβλαβείς για το περιβάλλον καταλύτες για την παραγωγή υδρογόνου, όπως η πλατίνα ή το ιρίδιο.

συγχώνευση

Μια άλλη εφαρμογή του βολφραμίου θα μπορούσε να είναι η πυρηνική σύντηξη, το ιερό δισκοπότηρο της βιώσιμης παραγωγής ενέργειας. Αυτό ακολουθεί ένα νέο ρεκόρ μιας αντίδρασης σύντηξης 6 λεπτών που καθιερώθηκε από το WEST (Περιβάλλον βολφραμίου (W) στο Tokamak σταθερής κατάστασης).

«Πρέπει να προσφέρουμε μια νέα πηγή ενέργειας και η πηγή πρέπει να είναι συνεχής και μόνιμη. Αυτά είναι όμορφα αποτελέσματα. Έχουμε φτάσει σε ένα σταθερό καθεστώς, παρά το γεγονός ότι βρισκόμαστε σε ένα δύσκολο περιβάλλον λόγω αυτού του τοίχου βολφραμίου».

 – Επιστήμονας CEA και πρόεδρος του CICLOP Xavier Litaudon

Αυτό δείχνει ότι ενώ η προηγμένη φυσική και το μαγνητικό πεδίο θα είναι το κλειδί για το ξεκλείδωμα της σύντηξης, η αξιοποίηση προηγμένων υλικών όπως το βολφράμιο μπορεί επίσης να συμβάλει σε μεγάλο βαθμό.

Άλλα

Το βολφράμιο έχει πολλές άλλες εξειδικευμένες εφαρμογές, κάποιες παλιές και κάποιες αναδυόμενες, οι οποίες είναι λιγότερο σχετικές με τη συνολική ζήτηση.

Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται σε:

• Νέοι φακοί για εικονική πραγματικότητα.
• ακτινογραφικά μηχανήματα.
• Ηλεκτρονική μικροσκοπία.
• Χειρουργικά εργαλεία.
• Κοσμήματα.
• Νήμα λαμπτήρα.
• Καταναλωτικά αγαθά (μπαστούνια γκολφ, )

Εταιρείες βολφραμίου

1. Almonty Industries (ΑΙΙ.ΤΟ)

Η Almonty είναι ένας εξορύκτης βολφραμίου που σήμερα παράγει ως επί το πλείστον από ορυχείο στην Πορτογαλία, σε λειτουργία τα τελευταία 125 χρόνια.

Η εταιρεία εργάζεται για την επέκταση του πορτογαλικού ορυχείου και διαθέτει μη αξιοποιήσιμα κοιτάσματα στην Ισπανία.

Πηγή: Αλμόντι

Το σημαντικότερο έργο της εταιρείας είναι η συνεχιζόμενη ανάπτυξη ενός νέου ορυχείου στο Sangdong της Νότιας Κορέας.

Το ορυχείο περιέχει περισσότερους συναγόμενους πόρους από όλα τα άλλα κοιτάσματά του μαζί.

Πηγή: Αλμόντι

Ως ένας από τους μοναδικούς ενεργούς και παραγωγούς ανθρακωρύχους βολφραμίου στις δυτικές χώρες, η Almonty είναι βασικός στρατηγικός προμηθευτής για την αμυντική βιομηχανία.

Είναι λοιπόν μια σημαντική εταιρεία για τη μείωση της εξάρτησης από την κινεζική προσφορά.

Ενώ η Κίνα προετοιμάζεται να ανοίξει ένα τεράστιο ορυχείο βολφραμίου στο Καζακστάν, η Almonty είναι έτοιμη να «αλλάξει ουσιαστικά την πολιτική που σχετίζεται με την εξασφάλιση βολφραμίου» όταν το ορυχείο Sangdong του Almonty Korea Tungsten Project κυκλοφορήσει μέσα σε λίγους μήνες. Όταν ξεκινήσει η παραγωγή, θα είναι ένα από τα μεγαλύτερα ορυχεία βολφραμίου στον κόσμο, αντιπροσωπεύοντας το 30% της μη κινεζικής προμήθειας.

Lewis Black, διευθυντής, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της Almonty Industries

Η τοποθεσία του ορυχείου Sangdong το καθιστά ιδανικό προμηθευτή για την αμυντική βιομηχανία, με τη Νότια Κορέα να αποτελεί έναν νέο γίγαντα στη μαζική παραγωγή στρατιωτικού εξοπλισμού «χαμηλής τεχνολογίας», όπως άρματα μάχης, πυροβολικό και πυρομαχικά (σε σύγκριση με μαχητικά αεροσκάφη, αεροπλανοφόρα κ.λπ.).

Λόγω της στρατηγικής θέσης της ως ουσιαστικά του μοναδικού μεγάλου προμηθευτή στη Δύση, η Almonty προσφέρθηκε εγγυημένη τιμή από ΠρόγραμμαΗ Plansee είναι ένας κατασκευαστής μετάλλων υψηλής απόδοσης και ένας από τους μεγαλύτερους πελάτες της Almonty, καθώς και ιδιοκτήτης του 15% της εταιρείας.

Η ελάχιστη εγγυημένη τιμή ήταν 235 $/MTU (μονάδα μετρικού τόνου), χωρίς ανώτατο όριο. Καθώς το Sangdong Mine στοχεύει σε κόστος μετρητών 110 $/mtu, αυτό θα πρέπει ουσιαστικά να εξασφαλίσει υψηλό περιθώριο κέρδους για το έργο.

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

Ο λόγος για τον οποίο η Almonty είναι ένας από τους μόνους μη Κινέζους κατασκευαστές βολφραμίου είναι ότι η Κίνα ήταν για μεγάλο χρονικό διάστημα ο παραγωγός με το χαμηλότερο κόστος αυτού του μετάλλου, με ουσιαστικά μόνο την Almonty να επιβιώνει από αυτόν τον ανταγωνισμό χωρίς επιδοτήσεις. Επιπλέον, η παραγωγή βολφραμίου επιδοτήθηκε σε μεγάλο βαθμό από το κράτος για στρατηγικούς λόγους.

Κίνα Το μολυβδαίνιο έχει ορυχεία μολυβδαινίου και βολφραμίου στην Κίνα, ορυχεία χαλκού και κοβαλτίου στο Κονγκό και ορυχεία νιοβίου και φωσφορικών αλάτων στη Βραζιλία.

Οι επιχειρήσεις κοβαλτίου καθιστούν την CMOC τον δεύτερο μεγαλύτερο παραγωγό κοβαλτίου στον κόσμο.

Οι επιχειρήσεις της Βραζιλίας είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος παραγωγός φωσφορικών λιπασμάτων της χώρας, καθιστώντας την CMOC τον δεύτερο μεγαλύτερο παραγωγό νιοβίου στον κόσμο.

Πηγή: CMOC

Η εταιρεία κατέχει επίσης την IXM, έναν παγκόσμιο έμπορο βασικών μετάλλων με 300 υπαλλήλους και περισσότερους από 5 εκατομμύρια μετρικούς τόνους μετάλλου που διακινούνται.

Η εταιρεία επιδιώκει να καινοτομήσει για να διατηρήσει το κόστος παραγωγής σε χαμηλά επίπεδα, κυρίως χάρη στα κινεζικά ορυχεία που «ο πρώτος στον κόσμο που εισήγαγε την τεχνολογία 5G στον αυτόνομο εξοπλισμό εξόρυξης και πρωτοπόρος στην ανάπτυξη ηλεκτρικών φορτηγών εξόρυξης".

Αν και δεν είναι καθαρά μια εταιρεία βολφραμίου, η εταιρεία έχει εξελιχθεί για να γίνει παγκοσμίως κορυφαίος παραγωγός μετάλλου "niche". Η θέση αυτή θα ενισχυθεί με μια επέκταση σε λίθιο στη Βολιβία μέσω μιας συνεργασίας με τον γίγαντα μπαταριών CATL (Η CATL κατέχει το 25% της CMOC από το 2022).