Materiaalkunde
Wolfraam – Het geheime high‑techmetaal
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Het vergeten strategische metaal
Beleggen in grondstoffen draait vaak om grote markten zoals olie, gas, landbouwproducten, ijzer en koper, of om materialen voor nieuwe technologieën, zoals lithium, kobalt, nikkel en zeldzame aardmetalen.
Andere elementen krijgen minder aandacht, hoewel ze belangrijk zijn voor de industrie.
Wolfraam is daarvan een voorbeeld. Het wordt gebruikt in halfgeleiders, onderdelen voor lucht- en ruimtevaart, gereedschappen en defensietoepassingen. Ook toepassingen in batterijen en fusieonderzoek worden onderzocht.
Dat maakt wolfraam strategisch belangrijk. De mijnproductie is sterk geconcentreerd in China; geopolitieke spanningen kunnen daarom de voorziening beïnvloeden.
Volgens de voor 2024 beschikbare mijnbouwstatistieken leverde China ruim 80% van de wereldwijde mijnproductie. Dit aandeel is niet hetzelfde als alle leveringen inclusief recycling.
Bron: Almonty
Een metaal voor hoge temperaturen
Wolfraam heeft met ongeveer 3.422 °C het hoogste smeltpunt van de metalen. De oorspronkelijke claim over alle elementen is te ruim. Het heeft ook een hoge dichtheid, vergelijkbaar met uranium.
Het metaal is onder normale omstandigheden relatief bestand tegen corrosie, maar niet immuun voor alle zuren, basen of oxidatie bij hoge temperatuur.
De mechanische eigenschappen hangen af van zuiverheid, temperatuur, bewerking en legering. Wolfraam is niet onder alle omstandigheden tweemaal zo sterk als roestvast staal.
Wolfraamcarbide is zeer hard en geschikt voor snijgereedschap. Het is minder hard dan diamant; de oorspronkelijke claim dat het diamant kan krassen is onjuist.
Bron: Chemistry Learner
Wolfraamvoorziening
Wolfraam werd in 1783 als metaal geïsoleerd. Belangrijke ertsen zijn wolframiet ((Fe,Mn)WO4), waaraan het symbool W is ontleend, en scheeliet (CaWO4 ). De naam tungsten komt uit het Zweeds en betekent zware steen.
Wolfraam komt in lage concentraties in de aardkorst voor. Economisch winbare afzettingen zijn beperkter dan de totale hoeveelheid in gesteente.
Het scheiden van wolfraam uit erts en de verwerking tot bruikbaar metaal vragen gespecialiseerde, energie-intensieve processen.
Toepassingen van wolfraam
Wolfraam en zijn verbindingen zijn bruikbaar waar hun eigenschappen de kosten rechtvaardigen.
De vraag is daardoor verdeeld over traditionele industriële toepassingen en nieuwe onderzoeks- en groeigebieden.
Bron: Almonty
Wolfraam kan deel uitmaken van vuurvaste legeringen, samen met metalen zoals molybdeen, niobium, tantaal en renium. De eigenschappen verschillen per samenstelling.
Onderzoekers hebben laten zien dat bepaalde legeringen minder bros en beter vervormbaar kunnen worden gemaakt. Het aangehaalde onderzoek gebruikte niobium, molybdeen, tantaal en hafnium, geen wolfraam. De uitkomst geldt dus niet automatisch voor wolfraamlegeringen.
Bouw, mijnbouw & industrie
Vooral wolfraamcarbide wordt gebruikt in harde boor- en snijgereedschappen voor onder meer metaal en gesteente.
De combinatie van hardheid en hittebestendigheid is nuttig bij mijnbouw en metaalbewerking.
De vraag vanuit deze toepassingen hangt onder meer samen met industriële productie en de economische cyclus.
Bron: Planetary.org
Defensie
Wolfraamlegeringen worden gebruikt in bepaalde pantseronderdelen en pantserdoorborende munitie. Hun hoge dichtheid is daarvoor belangrijk.
Vanwege deze rol maakt wolfraam deel uit van strategische voorraden, waaronder die van de Amerikaanse Defense Logistics Agency. Verkoop van oude voorraden en nieuwe aankopen moeten afzonderlijk worden beoordeeld.
In 2022 werd in de Verenigde Staten opnieuw aandacht gevraagd voor het aanvullen van voorraden van mineralen die belangrijk zijn voor defensieketens, zoals titaan, wolfraam en kobalt.
De bron bespreekt ook historische verkopen van 3.000 Amerikaanse short tons titaan en 76 miljoen pond wolfraamerts en -concentraten. Dat zijn geen nieuwe aankopen in 2022. Zie «Congres en Pentagon streven ernaar de strategische mineraalvoorraad, gedomineerd door China, te versterken».
Ruimtevaart
De hittebestendigheid maakt wolfraam bruikbaar in bepaalde raketmondstukken en andere onderdelen. Het genoemde aandeel van 8% is een historische sectorinschatting, geen gegarandeerd huidig aandeel van raketten alleen.
Ruimtevaart kan extra vraag opleveren, maar toerisme, asteroïdemijnbouw en suborbitale passagiersvluchten verschillen sterk in commerciële rijpheid.
Wolfraam en wolfraamhoudende materialen worden ook toegepast in bepaalde luchtvaartonderdelen en inertiële systemen. Niet ieder genoemd onderdeel bestaat volledig uit wolfraam.
Halfgeleiders
Een andere toepassing is de productie van halfgeleiders. Daarvoor kan de verbinding wolfraamhexafluoride (WF6) worden gebruikt. Dit is een zware gasvormige verbinding onder geschikte omstandigheden, niet simpelweg verdampt wolfraammetaal.
Chemische dampdepositie kan daarmee dunne wolfraamlagen vormen.Die lagen worden bijvoorbeeld voor elektrische verbindingen in chips gebruikt; het gaat niet uitsluitend om bescherming van een siliciumlaag.
Ook fijne wolfraamprobes worden gebruikt om halfgeleiders te testen. Onderzoek naar andere elektronische componenten omvat redoxgestuurde systemen met wolfraam(VI)oxide (WO3) en vanadium(IV)oxide (VO2).
De vraag hangt daarom samen met chipproductie, maar ook met ontwerpen, proceskeuzes en materiaalgebruik per chip.
Automobielsector
Batterijonderzoek kan nieuwe toepassingen opleveren. Traditioneel wordt wolfraam ook gebruikt in bepaalde hoogwaardige mechanische onderdelen, legeringen en gereedschappen voor de productie ervan.
Een door de sector genoemde schatting is ongeveer 2 kg wolfraam per elektrische auto. Dat is geen universele regel: samenstelling en gebruik verschillen per batterij, voertuig en chipontwerp.
Hybride voertuigen kunnen eveneens vraag naar bepaalde slijtvast uitgevoerde onderdelen ondersteunen. Een grotere vraag is echter geen vanzelfsprekend gevolg van iedere aandrijflijn.
Volgens Almonty-topman Lewis Black kunnen verschuivingen in de autoverkoop ook kansen voor wolfraam opleveren.
Hij benadrukt de sterkte en hittebestendigheid voor bepaalde mechanische toepassingen. Dit is een bedrijfsvisie, geen onafhankelijk bewijs dat elk hybride voertuig meer wolfraam nodig heeft.
Lewis Black, directeur, voorzitter en CEO van Almonty Industries
Energie
Waterstof
Naast batterijen wordt wolfraam onderzocht voor andere energietechnologieën.
Een voorbeeld is waterstofproductie met een legering van ruthenium, silicium en wolfraam (RuSiW).
In het aangehaalde onderzoek helpt wolfraam de actieve rutheniumcomponent te stabiliseren. De resultaten betekenen nog niet dat de katalysator commercieel alle platina- of iridiumsystemen vervangt.
Fusie
Wolfraam is ook belangrijk als materiaal in fusieonderzoek. In 2024 hield WEST, een tokamak met wolfraamoppervlakken, een heet plasma ongeveer zes minuten in stand. Dat was geen demonstratie van zes minuten netto elektriciteitsproductie door fusie.
Volgens CEA-onderzoeker Xavier Litaudon toonde het resultaat een stabiele toestand in de uitdagende omgeving van een wolfraamwand.
Het resultaat benadrukt de rol van materialen naast plasmafysica en magnetische opsluiting. Een commerciële fusiecentrale vergt nog verdere ontwikkeling.
Overige
Wolfraam heeft ook kleinere of gespecialiseerde toepassingen.
Voorbeelden zijn:
- Nieuwe optische materialen voor virtual reality.
- Röntgenapparatuur.
- Elektronenmicroscopie.
- Chirurgische instrumenten.
- Sieraden.
- Gloeidraden van lampen.
- Consumentenproducten, zoals onderdelen van golfclubs.
Wolfraambedrijven
1. Almonty Industries (AII.TO)
Almonty produceerde in de historische context van dit artikel vooral vanuit de al lang bestaande Panasqueira-mijn in Portugal.
Het bedrijf werkte aan uitbreiding van zijn activiteiten en bezat ook projecten in Spanje.
Bron: Almonty
Een belangrijk ontwikkelingsproject was de Sangdong-mijn in Zuid-Korea.
De gerapporteerde vermoedelijke minerale hulpbronnen (inferred resources) van Sangdong waren groter dan die van de andere projecten samen. Deze hulpbronnencategorie is geen bewezen winbare reserve.
Bron: Almonty
Almonty is een van de producenten buiten China. Het is niet de enige actieve wolfraamproducent in westerse landen.
Uitbreiding kan bijdragen aan een bredere spreiding van de voorziening, maar maakt afhankelijkheid niet onmiddellijk ongedaan.
De onderneming verwachtte in 2024 dat Sangdong de wolfraamvoorziening buiten China aanzienlijk zou vergroten. Het genoemde aandeel van 30% en de start binnen enkele maanden waren bedrijfsverwachtingen, geen al gerealiseerde productie.
Lewis Black, directeur, voorzitter en CEO van Almonty Industries
De ligging in Zuid-Korea kan relevant zijn voor regionale industriële en defensieklanten. Tanks en artillerie als louter laagtechnologisch beschrijven doet hun techniek geen recht.
Almonty sloot een afnameovereenkomst met Plansee. Plansee is een producent van hoogwaardige metalen en een belangrijke zakelijke partner en aandeelhouder. Het genoemde belang van ongeveer 15% hoort bij de historische bron.
De overeenkomst vermeldde een bodemprijs van 235 dollar per MTU en een beoogde kostprijs van 110 dollar per MTU. Een MTU staat hier voor 10 kg ingesloten WO3, niet een volledige ton product. Prijsafspraken en kostendoelen garanderen geen winst; volumes, investeringen en overige kosten tellen ook mee.
2. China Molybdenum / CMOC Group (603993.SS)
China is een belangrijke producent met een sterke industriële positie. Dat betekent niet dat uitsluitend Almonty buiten China zonder subsidie kan overleven; kosten en ondersteuning verschillen per producent.
CMOC heeft activiteiten in molybdeen en wolfraam in China, koper en kobalt in de Democratische Republiek Congo en niobium en fosfaten in Brazilië.
CMOC was in 2023 de grootste kobaltproducent ter wereld, niet de op een na grootste.
De Braziliaanse activiteiten omvatten een grote fosfaat- en niobiumproductie. Ranglijsten hangen af van product en referentiejaar.
Bron: CMOC
CMOC bezit ook metaalhandelaar IXM. De personeels- en handelsvolumes in de oorspronkelijke bron zijn historische cijfers.
Het bedrijf beschrijft investeringen in digitalisering en automatisering, waaronder 5G voor mijnbouwmaterieel en elektrische mijntrucks. Claims dat dit wereldwijd de allereerste toepassing is, vereisen een nauwkeurig afgebakende vergelijking.
CMOC is geen zuiver wolfraambedrijf. De groep onderzoekt ook andere grondstoffen, waaronder lithiumprojecten in Bolivia samen met CATL en partners. Een aan CATL verbonden onderneming verkreeg indirect circa 24,68% van CMOC via een transactie die in 2023 werd afgerond. Dat is niet hetzelfde als een rechtstreeks CATL-belang van 25% sinds 2022.
