wolfram

Wolfram er et lithofilt grundstof. Den kontinentale skorpe indeholder gennemsnitlig 1,5 g/t wolfram, magmabjergarter og sedimenter 0,5-2 g/t wolfram.

Når magmaer størkner, koncentreres grundstoffet i restsmelterne og udfældes som mineralerne wolframit og scheelit. Wolframit findes i kvartsårer og i pegmatitter, ofte sammen med tin; scheelit findes i skarnmineraliseringer, se skarnmineraler.

Ca. 85 % af verdensproduktionen kommer fra Kina. Wolframreserverne på ca. 3,5 mio. t er meget store i forhold til den årlige produktion på 71.000 t (2013). Scheelitforekomster kendes fra Grønland med de største forekomster på Ymer Ø i Østgrønland.

Wolfram udvindes fortrinsvis af oxidiske malme, som oprenses ad kemisk vej via ammoniumparawolframat, (NH₄)₁₀W₁₂O₄₁∙5H₂O, som omkrystalliseres og dekomponeres til WO₃. Ved reduktion med kul i elektroovn sammen med jern dannes forlegeringen ferrowolfram til stålindustrien. Ved reduktion med brint ved 1200 °C fås rent wolframpulver, der omdannes til massivt metal uden smeltning. Pulveret komprimeres og sintres i brintatmosfære ved ca. 3000 °C til stænger, som smedes og trækkes til tråd eller valses til bånd. Wolframpulver oparbejdes også med overskud af kulstof til wolframcarbid, WC.

Omkring halvdelen af årsproduktionen anvendes i form af carbid i metalkeramiske produkter (se hårdmetal). Siden 1904 er wolframmetal blevet anvendt til glødetråd i elpærer. Her er temperaturen op til 3000 °C, og andre metaller ville smelte. Omkring en fjerdedel af årsproduktionen bruges til fremstilling af glødetråde. Wolfram anvendes også til modstandstråd i elovne, elektroder i røntgenrør, kugler i kuglepenne samt raket- og missilkomponenter. Desuden anvendes det i form af ferrowolfram til legering af stål, navnlig værktøjsstål, hvor det virker kraftigt carbiddannende og øger slidstyrke og varmebestandighed (se også hurtigstål).

Wolfram optræder i forbindelser i oxidationstrin 0 som wolframhexacarbonyl, W(CO)₆, i −2 som ionen W(CO)₅^2- samt i +2 til +6, fx i forbindelser af sammensætning WCl_x, hvor x kan antage værdierne 2 til 6. WCl₂ og WCl₃ er såkaldte klyngeforbindelser (cluster compounds). WX₄ findes med X som fluor, klor og brom. I oxidationstrin +5 kendes de dimere forbindelser W₂Cl₁₀ og W₂Br₁₀. Forbindelserne WF₆, WCl₆ og WBr₆ er alle monomere. Der kendes en række oxider af sammensætning WO_x, hvor x kan antage værdier mellem 2 og 3. Det gule WO₃ er en støkiometrisk forbindelse, der med baser danner wolframater, fx Na₂WO₄. Opløsninger af wolframater polymeriseres med syre til ioner som fx W₁₂O₄₁^10-. Med fx fosfater dannes heteropolysyrer som ionen PW₁₂O₄₀^3-. Ved reduktion af wolframater fås farvede forbindelser kaldet wolframbronzer af sammensætning Na_xWO₃, hvor x varierer mellem ca. 0,3 (mørkeblå-violet) og 0,9 (gyldengul). Wolfram indgår i hårde, intermetalliske og lignende forbindelser uden definerede oxidationstrin. Wolframcarbiderne, W₂C og WC, er ekstremt hårde og bruges fx i skærende værktøjer.

I bestræbelserne på at udvinde tin undersøgtes i 1500-tallet et tungt, sort mineral fra Sachsen (wolframit). Mineralet indeholder jern og vekslende, mindre mængder af tin, som det er meget svært at udvinde af mineralet. I et værk fra 1556 kalder Georg Agricola mineralet for lupi-spuma (latin 'ulvefråde'), fordi det åd det tin, som det forekom sammen med.

I Sverige kendtes et andet tungt mineral (scheelit), der af svenske mineraloger blev kaldt tungsten. De mente, at det var et tinmineral. A.F. Cronstedt skrev, at tinindholdet var lille og variabelt og derfor at betragte som en forurening. Han forklarede tungsten som et jernmineral, som tillige indeholdt noget ukendt. C.W. Scheele godtgjorde i Tungstens bestånds-delar (1781), at tungsten indeholder en ny syre (wolframtrioxid), der ligner, men er forskellig fra molybdænsyre. Han beskrev også, at såvel molybdænsyre som den nye syre bliver til blå farvestoffer, når de behandles med saltsyre og zink, tin eller jern, og han forsøgte forgæves at udvinde det nye metal af wolframtrioxid.

Den spanske kemiker Don Juan José de Elhuyar (1754-96) og hans bror, Don Fausto (1755-1853), viste i 1783 efter et studiebesøg i Sverige, at det var samme syre, der fandtes i de to mineraler. De opvarmede syren med pulveriseret trækul og fik dannet små metalkugler, og de foreslog navnet wolfram.

De toneangivende franske kemikere, bl.a. Guyton de Morveau (1737-1816) og A.L. Lavoisier, accepterede i 1787 det nye grundstof, men kaldte det tungstène. I mange, navnlig engelsktalende, lande kaldes grundstoffet tungsten, men i 1949 fastslog IUPAC navnet wolfram.