Tungsteno – El metal secreto de alta tecnología

El metal estratégico olvidado

Investing in commodities tends to be centered around the largest ones by volume and total value: oil, gas, foodstuffs, iron, copper, etc., or around “trendy” commodities important for new technologies like battery metals (lithium, cobalt, nickel) and rare earth elements.

A pesar de su enorme importancia para la sociedad industrial moderna, algunas partes importantes de la tabla periódica de los elementos están fuera del foco.

Un buen ejemplo es el tungsteno, un metal necesario para la fabricación de semiconductores, motores de cohetes y armas. Se está utilizando cada vez más en baterías y podría incluso pronto usarse en motores de fusión nuclear.

Esto lo convierte en un metal muy estratégico. Con casi el 90 % de su suministro proveniente de China y Rusia, es importante en el contexto de las crecientes tensiones entre Occidente y las dos principales potencias euroasiáticas.

Al momento de redactar este artículo, China representa el 85 % del suministro mundial, seguida de Vietnam y Rusia.

Fuente: Almonty

El metal más resistente de la Tierra

Tungsten is exceptional for its strength. Its melting point is the highest of all known elements, at 3,422 °C (6,192 °F). It also has a very high density, similar to that of much heavier elements like uranium.

Además de su resistencia mecánica, el tungsteno no es muy reactivo químicamente. Esto significa que generalmente no se oxida ni corroe cuando se expone a condiciones adversas. No reacciona con el agua, es inmune a la mayoría de los ácidos y bases, y no reacciona con el oxígeno a temperaturas normales.

También tiene la mayor resistencia a la tracción de todos los metales, el doble que el acero inoxidable.

Cuando se combina con carbono, el carburo de tungsteno forma el único material natural que puede rayar diamantes.

Fuente: Chemistry Learner

Oferta de tungsteno

Tungsten was first discovered in the 1750s. The main resource for tungsten is wolframita (FeMnWO₄), from which tungsten derives its W symbol in the periodic table. It is also found in esquelita (CaWO₄). The name Tungsten comes from Swedish, meaning “heavy stone.”

Es un mineral moderadamente raro, con 1,25 g por cada 1.000 kg de la corteza terrestre, y los depósitos altamente concentrados son algo escasos, lo que dificulta su explotación comercial.

The toughness of the metal makes it hard and energy-intensive to purify from ore and process into useful metal, increasing production costs further.

Aplicaciones del tungsteno

Tungsten’s profile makes it useful in many industrial applications whenever its costs are justified by its extreme resistance.

This creates a diversified demand for tungsten, with many newer sectors growing quickly in addition to traditional industrial applications.

Fuente: Almonty

Sin embargo, el tungsteno pronto podría ver más aplicaciones en versiones mejoradas de aleaciones (metales mezclados) llamadas aleaciones refractarias. Estas son extremadamente resistentes al calor y se fabrican combinando metales de los periodos quinto y sexto de la tabla periódica de los elementos: molibdeno, niobio, tungsteno, tántalo y renio.

Los científicos han descubierto recientemente que se pueden hacer estas aleaciones más flexibles y menos frágiles, por lo tanto más útiles (aunque usaron una aleación de niobio-molibdeno-tántalo- hafnio sin tungsteno).

Construcción, minería e industria

Tungsten and tungsten carbide are commonly used to manufacture ultra-hard drill bits and other tools that are able to cut through steel, concrete, etc.

Es especialmente útil para perforar roca en minas gracias a su resistencia al calor y mecánica, y para procesar metal en procesos industriales.

The demand from this segment is relatively stable and mostly follows the overall global economic activity.

Fuente: Planetary.org

Defensa

Tungsten is used to armor various military hardware, including tanks. Its density is also used for armor-piercing ammunition, from small arms calibers to ammunition for air defense, tanks, artillery, and missiles.

Debido a este importante papel, el metal ha sido clasificado durante mucho tiempo como un metal estratégico y fue uno de los recursos almacenados por la US Defense Logistics Agency. Esta agencia podría desempeñar un papel importante en el futuro, ya que se ha convertido en una fuente de tungsteno para el mercado, reduciendo su inventario.

In 2022, the US government has decided to reverse course and rebuild strategic reserves of “minerales esenciales para las cadenas de suministro de defensa, como el titanio, tungsteno y cobalto“.

Estas ventas incluyeron 3.000 toneladas cortas de titanio, utilizado en la construcción de estructuras militares de aviones, y 76 millones de libras de minerales y concentrados de tungsteno, utilizados en turbinas militares y munición perforante.

El Congreso y el Pentágono buscan reforzar el stock de minerales estratégicos dominado por China

Aeroespacial

Tungsten’s extreme heat resistance has made it a material of choice for rocket nuzzles, both for space rockets and missiles. So far, this has represented only 8% of tungsten’s global demand, but this might quickly rise with a new space race to the Moon and the growing demand to launch and maintain satellite constellations for space-based Internet like Starlink.

Space tourism, future asteroid mining, and point-to-point hypersonic travel via suborbital flights are all likely to increase demand for tungsten as well.

Tungsten is also used in planes’ rotor blades, propellers, inertial systems, etc.

Semiconductores

An often overlooked role of tungsten is in semiconductor manufacturing. Tungsten can be turned into a gas, hexafluoruro de tungsteno, which is the densest known gas, 11 times heavier than air.

This gas allows for the depositing of tungsten in a 10-15 nm thin layer, using a process called “chemical vapor deposition”. El tungsteno reacciona con el sustrato de silicio y protege la capa de silicio.

Tungsten microscopic needle probes are also used to test semiconductor devices.  Tungsten might be useful in new types of computing systems like puertas redox, usando óxido de tungsteno (VI) (WO3) y óxido de vanadio (IV) (VO2).

So, overall, tungsten demand for semiconductor manufacturing tends to follow the industry’s (growing) overall production volume.

Automotriz

A new segment for tungsten demand is in battery manufacturing. This is causing a strong growth in demand for automotive applications, which was confined a cigüeñales, pistones, engranajes y otras piezas mecánicas de alto rendimiento before the development of EVs.

2 kg de tungsteno van en cada vehículo eléctrico, used in the cathode and anode of the battery, as well as the semiconductors.

Tungsten might also benefit from the demand for hybrids beyond the battery component, thanks to hybrids being more demanding for high-resistance gearing systems.

“Los principales fabricantes de automóviles parecen estar retrocediendo de los vehículos eléctricos y los híbridos parecen una apuesta mayor al menos a corto plazo. Y el tungsteno es aún más vital para los híbridos debido a su importancia en el sistema de engranajes.

El tungsteno es crucial aquí porque su extraordinaria fuerza y resistencia al calor pueden soportar el constante cambio del vehículo entre sus modos eléctrico y de gasolina o diésel.”

Lewis Black, director, presidente y CEO de Almonty Industries (ALM )

Energía

Hidrógeno

Besides batteries, tungsten might also be used for low-carbon energy generation.

One application is using it as a catalyst to produce hydrogen. Recently, researchers have found that an aleación de rutenio, silicio y tungsteno (RuSiW) could be used to produce hydrogen.

In this method, tungsten stabilizes and makes the active part (ruthenium) more durable. This method could replace much more expensive and environmentally damaging catalysts for hydrogen production, like platinum or iridium.

Fusión

Another application of tungsten could be in nuclear fusion, the holy grail of sustainable energy generation. This follows a new record of a 6-minute-long fusion reaction established by the WEST (tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak).

“Necesitamos proporcionar una nueva fuente de energía, y la fuente debe ser continua y permanente. Estos son resultados hermosos. Hemos alcanzado un régimen estacionario a pesar de estar en un entorno desafiante debido a esta pared de tungsteno.”

 – científico del CEA y presidente de CICLOP Xavier Litaudon

This shows that while advanced physics and magnetic field will be key to unlocking fusion, leveraging advanced materials like tungsten might contribute a great deal as well.

Otros

Tungsten has several other niche applications, some old and some emerging, which are less relevant to the overall demand.

It is, for example, used in:

• Nuevas lentes para realidad virtual.
• Máquinas de rayos X.
• Microscopía electrónica.
• Instrumentos quirúrgicos.
• Joyería.
• Filamento de lámpara.
• Bienes de consumo (palos de golf, )

Empresas de tungsteno

1. Almonty Industries (AII.TO)

Almonty is a tungsten miner which is currently mostly producing from a mine in Portugal, in operation for the last 125 years.

The company has been working on expanding the Portuguese mine and owns undeveloped deposits in Spain.

Fuente: Almonty

The company’s most important project is the ongoing development of a new mine in Sangdong, South Korea.

The mine contains more inferred resources than all of its other deposits combined.

Fuente: Almonty

Como una de las pocas minas activas y productoras de tungsteno en países occidentales, Almonty es un proveedor estratégico clave para la industria de defensa.

Por lo tanto, es una empresa importante para reducir la dependencia del suministro chino.

Mientras China se prepara para abrir una enorme mina de tungsteno en Kazajistán, Almonty está preparada para “cambiar sustancialmente la política involucrada en la obtención de tungsteno” cuando la mina Sangdong del Proyecto de Tungsteno de Almonty Corea entre en funcionamiento dentro de unos meses. Cuando comience la producción, será una de las mayores minas de tungsteno del mundo, representando el 30 % del suministro no chino.

Lewis Black, director, presidente y CEO de Almonty Industries

La ubicación de la mina Sangdong la convierte en un proveedor perfecto para la industria de defensa, con Corea del Sur como un nuevo gigante en la producción masiva de equipos militares “de baja tecnología” como tanques, artillería y munición (en comparación con aviones de combate, portaaviones, etc.).

Debido a su posición estratégica como esencialmente el único gran proveedor en Occidente, a Almonty se le ofreció un precio garantizado por Plansee. Plansee es un fabricante de metales de alto rendimiento y uno de los mayores clientes de Almonty, además del propietario del 15 % de la empresa.

El precio garantizado mínimo fue de $235/MTU (unidad métrica de tonelada), sin límite superior. Dado que la mina Sangdong apunta a costos de efectivo de $110/MTU, esto debería garantizar prácticamente un alto margen de beneficio para el proyecto.

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

The reason why Almonty is one of the only non-Chinese tungsten manufacturers is that China has for a long time been the lowest-cost producer of this metal, with virtually only Almonty surviving this competition without subsidies. In addition, tungsten production was heavily subsidized by the state for strategic reasons.

China Molybdenum has molybdenum and tungsten mines in China, copper and cobalt mines in Congo, and niobium and phosphate mines in Brazil.

The cobalt operations make CMOC the second-largest cobalt producer in the world.

The Brazilian operations are the country’s second-largest producer of phosphate fertilizers, making CMOC the second-largest producer of niobium in the world.

Fuente: CMOC

The company also owns IXM, a global base metal trader with 300 employees and more than 5 million metric tons of metal traded.

The company is looking to innovate to keep production costs low, notably thanks to the Chinese mines being “las primeras en el mundo en introducir la tecnología 5G a equipos de minería autónomos y pioneras en desplegar camiones de minería eléctricos“.

While not purely a tungsten company, the company has evolved to become a world-leading producer of “niche” metal. This position will be reinforced with una expansión al litio en Bolivia through a partnership with battery giant CATL (CATL posee el 25 % de CMOC desde 2022).