Вольфрам – секретный высокотехнологичный металл

Забытый стратегический металл

Инвестиции в сырьевые товары, как правило, сосредотачиваются вокруг крупнейших по объему и общей стоимости: нефти, газа, продуктов питания, железа, меди и т. д. или вокруг «модных» товаров, важных для новых технологий, таких как аккумуляторные металлы (литий, кобальт, никель). и редкоземельные элементы.

Несмотря на огромную важность для современного индустриального общества, некоторые важные части периодической таблицы элементов остаются вне внимания.

Хорошим примером является вольфрам – металл, необходимый для производства полупроводников, ракетных двигателей и оружия. Его все чаще используют в батареях, а вскоре, возможно, даже в термоядерных двигателях.

Это делает его очень стратегическим металлом. Поскольку почти 90% поставок газа приходится на Китай и Россию, это важно в контексте растущей напряженности между Западом и двумя крупнейшими евразийскими державами.

На момент написания на Китай приходится 85% мировых поставок, за ним следуют Вьетнам и Россия.

Источник: Олмонти

Самый прочный металл на Земле

Вольфрам отличается своей прочностью. Его температура плавления является самой высокой из всех известных элементов и составляет 3,422 ° C (6,192 ° F). Он также имеет очень высокую плотность, аналогичную плотности гораздо более тяжелых элементов, таких как уран.

Помимо своей механической стойкости, вольфрам не очень химически активен. Это означает, что он обычно не окисляется и не подвергается коррозии при воздействии неблагоприятных условий. Он не реагирует с водой, невосприимчив к большинству кислот и оснований, не реагирует с кислородом при обычных температурах.

Он также имеет самую высокую прочность на разрыв среди всех металлов, вдвое превышающую прочность нержавеющей стали.

В сочетании с углеродом карбид вольфрама образует единственный природный материал, который может поцарапать алмазы.

Источник: Учащийся химии

Поставка вольфрама

Вольфрам был впервые обнаружен в 1750-х годах. Основным ресурсом вольфрама является вольфрамит (FeMnWO₄), от которого вольфрам получил свой символ W в периодической таблице. Он также встречается в шеелит (CaWO₄). Название «Вольфрам» происходит от шведского языка и означает «тяжелый камень».

Это умеренно редкий минерал, его концентрация составляет 1.25 г на 1,000 кг земной коры, а его высококонцентрированные месторождения довольно редки, что затрудняет коммерческую разработку.

Прочность металла делает его очистку от руды и переработку в полезный металл трудной и энергозатратной, что еще больше увеличивает производственные затраты.

Применение вольфрама

Профиль вольфрама делает его полезным во многих промышленных применениях, когда его стоимость оправдана его чрезвычайной стойкостью.

Это создает диверсифицированный спрос на вольфрам, при этом многие новые отрасли быстро растут в дополнение к традиционным промышленным применениям.

Источник: Олмонти

Однако вскоре вольфрам может найти больше применений в улучшенных версиях сплавов (металлы, смешанные вместе), называемых тугоплавкими сплавами. Они чрезвычайно термостойки и изготавливаются путем соединения металлов пятого и шестого периодов периодической таблицы элементов: молибдена, ниобия, вольфрама, тантала и рения.

Ученые недавно обнаружили, что вы можете сделать эти сплавы более гибкими и менее хрупкими, что сделает их более полезными. (хотя использовали сплав ниобий-молибден-тантал-гафний без вольфрама).

Строительство, горнодобывающая промышленность и промышленность

Вольфрам и карбид вольфрама обычно используются для изготовления сверхтвердых сверл и других инструментов, способных резать сталь, бетон и т. д.

Он особенно полезен для бурения горных пород в шахтах благодаря своей термо- и механической стойкости, а также для обработки металла в промышленных процессах.

Спрос в этом сегменте относительно стабилен и в основном соответствует общей мировой экономической активности.

Источник: Планетарный.орг

Защита

Вольфрам используется для брони различной военной техники, в том числе танков. Его плотность также используется для бронебойных боеприпасов — от калибров стрелкового оружия до боеприпасов для ПВО, танков, артиллерии и ракет.

Из-за этой важной роли этот металл долгое время считался стратегическим металлом и был одним из ресурсов, накопленных Агентство оборонного снабжения США. Это агентство может сыграть важную роль в будущем, поскольку оно уже давно стало источником вольфрама на рынке, сокращая его запасы.

В 2022 году правительство США решило изменить курс и восстановить стратегические резервы «минералы, необходимые для оборонных цепочек поставок, такие как титан, вольфрам и кобальт».

Эти распродажи включали 3,000 коротких тонн титана, используемого в производстве военных самолетов, и 76 миллионов фунтов вольфрамовой руды и концентратов, используемых в военных турбинных двигателях и бронебойных боеприпасах.

Конгресс и Пентагон стремятся укрепить запасы стратегических полезных ископаемых, в которых доминирует Китай

Аэрокосмическая индустрия

Чрезвычайная термостойкость вольфрама сделала его предпочтительным материалом для сопел ракет, как космических, так и ракет. Пока что это составляет лишь 8% мирового спроса на вольфрам, но этот показатель может быстро возрасти в связи с новой космической гонкой на Луну и растущим спросом на запуск и поддержку спутниковых группировок для космического Интернета, таких как Starlink.

Космический туризм, будущая добыча полезных ископаемых на астероидах и гиперзвуковые путешествия с помощью суборбитальных полетов также могут увеличить спрос на вольфрам.

Вольфрам также используется в лопастях несущего винта самолетов, воздушных винтах, инерционных системах и т. д.

Полупроводниковые приборы

Роль вольфрама, которую часто упускают из виду, связана с производством полупроводников. Вольфрам можно превратить в газ. гексафторид вольфрама, который является самым плотным из известных газов, в 11 раз тяжелее воздуха.

Этот газ позволяет наносить вольфрам тонким слоем толщиной 10-15 нм, используя процесс, называемый «химическим осаждением из паровой фазы». Вольфрам вступает в реакцию с кремниевой подложкой и защищает кремниевый слой..

Вольфрамовые микроскопические игольчатые зонды также используются для тестирования полупроводниковых приборов. Вольфрам может быть полезен в новых типах вычислительных систем, таких как окислительно-восстановительные ворота с использованием оксида вольфрама (VI) (WO3) и оксида ванадия (IV) (VO2).

Таким образом, в целом спрос на вольфрам для производства полупроводников имеет тенденцию соответствовать (растущему) общему объему производства в отрасли.

Автомобильная

Новым сегментом спроса на вольфрам является производство аккумуляторов. Это вызывает сильный рост спроса на автомобильные приложения, который был ограничен высокопроизводительные коленчатые валы, поршни, шестерни и другие механические детали до разработки электромобилей.

В каждый электромобиль входит 2 кг вольфрама, используемый в катоде и аноде батареи, а также в полупроводниках.

Вольфрам также может выиграть от спроса на гибриды, помимо аккумуляторных компонентов, поскольку гибриды более требовательны к системам зубчатых передач с высоким сопротивлением.

«Основные автопроизводители, похоже, отказываются от электромобилей, а гибриды кажутся большей ставкой, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. А вольфрам еще более важен для гибридов из-за его важности в системе зубчатых передач.

Вольфрам здесь имеет решающее значение, поскольку его исключительная прочность и термостойкость могут выдерживать постоянное переключение режима работы автомобиля между электрическим, бензиновым или дизельным режимами».

Льюис Блэк, директор, президент и генеральный директор Almonty Industries

Энергия

Водород

Помимо батарей, вольфрам также может использоваться для производства низкоуглеродной энергии.

Одно из применений — использование его в качестве катализатора для производства водорода. Недавно исследователи обнаружили, что сплав рутения, кремния и вольфрама (RuSiW) может быть использован для производства водорода.

В этом методе вольфрам стабилизирует и делает активную часть (рутений) более прочной. Этот метод может заменить гораздо более дорогие и вредные для окружающей среды катализаторы производства водорода, такие как платина или иридий.

Fusion

Другое применение вольфрама может заключаться в ядерном синтезе, Святом Граале устойчивого производства энергии. Это следует за новым рекордом 6-минутной реакции синтеза, установленным WEST (вольфрамовая (W) среда в стационарном токамаке).

«Нам необходимо предоставить новый источник энергии, и этот источник должен быть непрерывным и постоянным. Это прекрасные результаты. Мы достигли стационарного режима, несмотря на то, что находимся в сложных условиях из-за этой вольфрамовой стены».

 – Ученый CEA и председатель CICLOP Ксавье Литаудон

Это показывает, что, хотя передовая физика и магнитное поле будут иметь ключевое значение для открытия термоядерного синтеза, использование передовых материалов, таких как вольфрам, также может внести большой вклад.

Другое

Вольфрам имеет несколько других нишевых применений, как старых, так и новых, которые менее соответствуют общему спросу.

Например, он используется в:

• Новые линзы для виртуальной реальности.
• Рентгеновские аппараты.
• Электронная микроскопия.
• Хирургические инструменты.
• Ювелирные изделия.
• Нить лампы.
• Потребительские товары (клюшки для гольфа, )

Вольфрамовые компании

1. Almonty Industries (АИИ.ТО)

Almonty — компания по добыче вольфрама, которая в настоящее время добывает в основном шахту в Португалии, действующую последние 125 лет.

Компания работает над расширением португальского рудника и владеет неразработанными месторождениями в Испании.

Источник: Олмонти

Самым важным проектом компании является продолжающаяся разработка нового рудника в Сандонге, Южная Корея.

Рудник содержит больше предполагаемых ресурсов, чем все другие его месторождения вместе взятые.

Источник: Олмонти

Будучи одной из немногих действующих и добывающих вольфрамовые компании в западных странах, компания Almonty является ключевым стратегическим поставщиком для оборонной промышленности.

Поэтому это важная компания для снижения зависимости от китайских поставок.

В то время как Китай готовится открыть огромный вольфрамовый рудник в Казахстане, Алмонти готов «существенно изменить политику, связанную с обеспечением вольфрама», когда через несколько месяцев в эксплуатацию вступит в эксплуатацию рудник Сандонг в рамках Корейского вольфрамового проекта Алмонти. Когда он начнет добычу, это будет один из крупнейших в мире вольфрамовых рудников, на долю которого будет приходиться 30% некитайских поставок.

Льюис Блэк, директор, президент и генеральный директор Almonty Industries

Расположение рудника Сандонг делает его идеальным поставщиком для оборонной промышленности, а Южная Корея является новым гигантом в массовом производстве «низкотехнологичной» военной техники, такой как танки, артиллерия и боеприпасы (по сравнению с истребителями, авианосцами и т. д.).

Из-за своего стратегического положения как единственного крупного поставщика на Западе компания Almonty получила гарантированную цену от Планзее. Plansee — производитель высокопроизводительных металлов и один из крупнейших клиентов Almonty, а также владелец 15% компании.

Минимальная гарантированная цена составляла 235 долларов США за MTU (метрическую тонну) без верхнего порога. Поскольку на руднике Сандонг планируются денежные затраты в размере $110 за тонну, это должно практически обеспечить высокую рентабельность проекта.

2. Китай Молибден / Группа CMOC (603993.SS)

Причина, по которой Almonty является одним из немногих некитайских производителей вольфрама, заключается в том, что Китай в течение долгого времени был производителем этого металла с самыми низкими затратами, и практически только Almonty выживала в этой конкуренции без субсидий. Кроме того, производство вольфрама сильно субсидировалось государством по стратегическим причинам.

China Molybdenum имеет молибденовые и вольфрамовые рудники в Китае, медные и кобальтовые рудники в Конго, а также ниобиевые и фосфатные рудники в Бразилии.

Операции по добыче кобальта делают CMOC вторым по величине производителем кобальта в мире.

Бразильские предприятия являются вторым по величине производителем фосфорных удобрений в стране, что делает CMOC вторым по величине производителем ниобия в мире.

Источник: ЦМОК

Компании также принадлежит IXM, глобальный трейдер цветных металлов с 300 сотрудниками и объемом продаж более 5 миллионов метрических тонн металлов.

Компания стремится к инновациям, чтобы поддерживать низкие производственные затраты, в частности, благодаря тому, что китайские рудники «первая в мире компания, внедрившая технологию 5G в автономное горнодобывающее оборудование, и пионер в использовании электрических карьерных самосвалов».

Хотя компания и не является чисто вольфрамовой компанией, она превратилась в ведущего мирового производителя «нишевого» металла. Эта позиция будет подкреплена расширение производства лития в Боливии благодаря партнерству с гигантом аккумуляторов CATL (CATL владеет 25% CMOC с 2022 года.).