鎢礦的曆史
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- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2012-12-31, 週一 16:07
- 作者 zwc
- 點擊數：1843
從1783年西班牙首次用炭從黑鎢礦中提取了金屬鎢至今有200余年的鎢礦開發、冶煉、加工的曆史已有200余年。
中國對世界鎢業發展作出了舉世矚目的貢獻。我國鎢礦于1907年首次發現于江西省大余縣西華山，鎢礦開采始于1915～1916年(據《中國礦床發現史· 江西卷》，1996年)。此後在南嶺地區相繼發現不少鎢礦區，生産不斷擴大，至第壹次世界大戰末期，鎢精礦産量達到萬噸，躍居世界鎢精礦産量首位，至今仍 居世界第1位。
我國鎢礦資源豐富。開發鎢礦地質調查工作由翁文灏先生創始于1916年，爾後分別在河北、江西、廣東、廣西等省(區)做了壹些探測工作。20世紀三四十年 代，在對贛、湘、粵、桂、滇等省(區)的壹些鎢礦床進行的較系統的地質調查中，贛南地區鎢礦尤爲突出，先後有燕春台、查宗祿、周道隆、徐克勤、丁毅、張兆 瑾、馬振圖等地質學家做了地質調查研究，成果頗豐。其中，徐克勤、丁毅所著《江西南部鎢礦地質志》(1943)，對贛南幾十年的鎢礦床分別作了系統的論 述，堪稱我國第壹部鎢礦地質專著。這些地質前輩的工作成果，不僅爲當時開采贛南鎢礦提供了重要依據，而且也爲後來的地質勘探工作奠定了基礎。
1935年江西省成立了資源委員會鎢業管理處，統壹價格，收購鎢砂。1938年西華山建立礦場，投資經營東西大巷，進行坑采。抗戰勝利後改爲資源委員會第 壹特種礦産管理處西華山工程處。據不完全統計，西華山鎢礦至新中國成立前，共采出鎢砂近5萬t。1937年成立大吉山鎢礦工程處，收回民窿開鑿第九中段， 開始國營生産。
在上世紀30～40年代，我國不僅發現了大量黑鎢礦，而且也陸續發現白鎢礦。資源委員會礦産測勘處金耀華、楊博泉于1943年對雲南省文山縣老君山地區進 行礦産地質調查時，首次發現接觸交代型白鎢礦床(夕卡岩型白鎢礦床)，著有《雲南文山老君山白鎢礦床之成因及其意義》論文(地質論評，1943，№. Ⅷ)。1947年徐克勤又在湖南省宜章瑤崗仙和尚灘發現了白鎢礦床，並寫專文報道。
新中國成立後，爲振興鎢業，我國在五六十年代開展了前所未有的大規模鎢礦地質普查和勘探工作。由原重工業部、冶金部、地質部所屬地質勘探部門著手，迅速地 對贛、湘、粵以及閩、桂、滇等省區的鎢礦開展全面普查勘探工作，在第壹個五年計劃期間(1953年～1957年)，爲贛南西華山、大吉山、巋美山、盤古山 等“四大名山”黑鎢礦床作爲重點礦山建設項目，以及在湘南、粵北、桂東北等地區的鎢礦建設礦山的采選設計依據提供了可靠的地質成果。60～80年代，爲保 礦山、保建設和鎢業持續發展，我國繼續進行了大量地質勘查工作，在華南和西北甘肅等地又發現並探明了壹批大型、超大型鎢礦，爲中國鎢業可持續發展准備了充 足的礦産資源。
在大量地質勘探工作基礎上，從50～70年代建成了20多座原中央直屬企業的礦山和壹大批地方國營的中小型礦山，到80年代以來，國營鎢礦山形成生産礦石總能力達870萬t。年産鎢精礦4～5萬t(WO3含量)。
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鎢礦簡介
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- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2012-12-31, 週一 16:00
- 作者 zwc
- 點擊數：1911
鎢元素由瑞典化學家舍勒(C.W.Scheele)于1781年從當時稱爲重石的礦物(現稱白鎢礦)中發現的，並以瑞典文tung(重)和sten(石頭) 的複合詞tungsten命名這種新元素。1783年西班牙人德盧亞爾兄弟(F·de Elhuyar)從黑鎢礦中制得氧化鎢，並用碳還原爲鎢粉。
鎢呈銀白色，是熔點最高的金屬，熔點高達3400℃，居所有金屬之首，沸點5555℃，比重(單晶鎢)19.3，並具有硬度高、高溫強度良好和導電、傳熱性能良好的特點，常溫下化學性質穩定，耐腐蝕，不與鹽酸或硫酸發生反應。
鎢在冶金和金屬材料領域中屬高熔點稀有金屬或稱難熔稀有金屬。鎢及其合金是現代工業、國防及高新技術應用中的極爲重要的功能材料之壹，廣泛應用于航天、原 子能、船舶、汽車工業、電氣工業、電子工業、化學工業等諸多領域。含鎢高溫合金主要應用于燃氣輪機、火箭、導彈及核反應堆的部件之中，高比重鎢基合金則用 于反坦克和反潛艇的穿甲彈頭的制造。
鎢精礦用于生産金屬鎢、碳化鎢、鎢合金及含鎢化合物等。
壹、鎢礦原料特點
(1)鎢的地球化學特性及其在地質作用中的行爲 -- 鎢是壹種分布較廣泛的元素，幾乎遍見于各類岩石中，但含量較低。通過有關地質作用加以富集才能形成 礦床作爲商品礦石開采。鎢在地殼中的平均含量爲1.3×10-6，在花崗岩中含量平均爲1.5×10-6。鎢在自然界主要呈六價陽離子，其離子半徑爲 0.68×10-10m。由于W6+離子半徑小，電價高，且極化能力強，易形成絡陰離子，因此鎢主要以絡陰離子形式［WO4］2-，與溶液中的Fe2+、 Mn2+、Ca2+等陽離子結合形成黑鎢礦或白鎢礦沈澱。黑鎢礦結晶溫度爲320～240℃，白鎢礦的結晶溫度爲300～200℃。
在表生作用中，由于含鎢礦物較穩定，常形成砂礦。但在酸性條件下，含鎢礦物可被分解，並以WO3形式溶于地表水中，在壹定條件下形成某些鎢的次生礦物。有時以礦物微粒或離子形式被粘土或鐵錳氧化物吸附而集聚于頁岩、泥質細砂岩及鐵錳礦層中。
近年來在古老的變質岩系中發現有層控鎢礦床和鎢的礦源層，說明在變質作用過程中，鎢也能發生某種程度的富集。
(2)鎢礦石礦物組成-- 鎢的重要礦物均爲鎢酸鹽。在成礦作用過程中能與［WO4］2-絡陰離子結合的陽離子僅有幾個，主要有Ca2+、Fe2+、 Mn2+、Pb2+，其次爲Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+等，因而礦物種類有限，目前在地殼中僅發現有20余種鎢礦物和含鎢礦物，即黑 鎢礦族：鎢錳礦、鎢鐵礦、黑鎢礦；白鎢礦族：白鎢礦(鈣鎢礦)、钼白鎢礦、銅白鎢礦；鎢華類礦物：鎢華、水鎢華、高鐵鎢華、钇鎢華、銅鎢華、水鎢鋁礦；不 常見的鎢礦物：鎢鉛礦、斜鎢鉛礦、钼鎢鉛礦、鎢鋅礦、鎢铋礦、銻鎢燒綠石、钛钇钍礦(含鎢)、硫鎢礦等。
盡管已發現的鎢礦物和含鎢礦物有20余種，但其中具有開采經濟價值的只有黑鎢礦和白鎢礦。黑鎢礦(Fe、Mn)WO4，含WO3 76%；白鎢礦CaWO4，含WO3 80.6%。
(3)我國選冶鎢礦物原料與國外不同 -- 國外長期以來開發的鎢礦，主要是白鎢礦，占總生産能力的60%。而我國白鎢礦已探明儲量376萬t，占全國鎢 礦總儲量的71%，但由于壹些大型、超大型鎢多金屬礦床的礦石物質成分複雜，嵌布粒度細，選冶技術尚未徹底解決，因而現階段開采仍以石英脈型黑鎢礦爲主， 占全國采出礦量的90%。
二、礦石工業要求
鎢礦産工業要求(或稱礦産工業要求)，包括礦床邊界品位(WO3%)、工業品位(WO3%)、可采厚度(m)和夾石剔除厚度(m)。
鎢礦床伴生有益組分通常有錫、钼、铋、銅、鉛、鋅、銻、金、銀、沽、铍、锂、铌、坦、稀土、硫、磷、砷、壓電水晶、熔煉水晶、螢石等。其中，硫、磷、砷、 钼、鈣、錳、銅、錫、矽、鐵、銻、铋、鉛、鋅等在鎢的冶煉工藝和鎢制品中爲有害雜質，對各類鎢精礦産品所含的這些有害雜質，國家已制定行業標准，即 GB2825-81。因此，這些有害組分，需要經過選冶技術途徑富集綜合回收，變害爲益，變廢爲寶，綜合利用。
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鎢的物理性質
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- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2012-12-31, 週一 15:21
- 作者 zwc
- 點擊數：1942
鎢在工業上的獲得是通過氧化鎢與氫或者碳的反應分解得來的。純鎢是壹種介于灰白色和錫白色之間的金屬。純鎢能夠用鋼鋸切 割，也能夠被鍛造，旋轉，拉伸和擠壓。不純的鎢比較脆弱，也很難做到這些。鎢的熔點在所有金屬裏面是最高的，在溫度超過1650℃時擁有最大的抗拉強度。 金屬在空氣中會被氧化，必須保存在高溫中。鎢有很好的抗腐蝕性，大部分的礦物酸只能對它造成輕微的腐蝕。
鎢的物理性質具體如下：
元素符號：W
原子序數：74
核電荷數：74
CAS：7440-33-7[1]
穩定同位素及其所占百分比：180(0.14)；182(26.41)； 183(14.40)；184(30.64)；186(28.41)
原子體積:(立方厘米/摩爾)9.53
相對原子質量：183.84
元素在太陽中的含量：(ppm) 0.004%
元素在海水中的含量：(ppm) 0.000092%
自由原子的電子層結構：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2
原子半徑：137pm
外圍電子層排布： 5d4 6s2
電子層 ：K-L-M-N-O-P
聲音在其中的傳播速率：（m/S）4620
氧化態：Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6
電離能 (kJ /mol)：M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900
第壹電離能：775kJ/mol。
電負性：1.7。
密度：19.35克/每立方厘米。
晶體結構及晶格常數：
α-W：晶胞爲體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。β-W：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下
晶胞參數：
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
熔點：3410±20℃
沸點：5927℃
莫氏硬度：7.5
熔化潛熱：40.13±6.67kJ/mol
升華熱：847.8 kJ/mol(25℃)
蒸發熱：823.85±20.9kJ/mol(沸點)
電阻溫度系數：0.00482 I/℃
電子逸出功：4.55 eV
熱中子俘獲面：19.2 b
彈性模量：35000—38000 MPa(絲材)
扭力模量：～36000Mpa
體積模量：3.108×1011－1.579×107t+0.344×103t2 Pa
剪切模量：4.103×1011－3.489×107t+7.55×103t2 Pa
壓縮性：2.910－7 cm/kg
鎢有兩種變型，α和β。在標准溫度和常壓下，α型是穩定的體心立方結構。β型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的，在630℃以上又轉化爲α鎢，且這壹過程是不可逆的。
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鎢的化學性質
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- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2012-12-31, 週一 15:23
- 作者 zwc
- 點擊數：2479
鎢是稀有高熔點金屬，屬于元素周期表中第六周期（第二長周期）的VIB族。
鎢是壹種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，蒸氣壓很低，蒸發速度也較小。鎢的化學性質很穩定，常溫時不跟空氣和水反應，不加熱時，任何濃度的鹽酸、硫 酸、硝酸、氫氟酸甚至王水對鎢都不起作用，當溫度升至80°—100°C 時，上述各種酸中，除氫氟酸外，其它的酸對鎢發生微弱作用。
常溫下，鎢可以迅速溶解于氫氟酸和濃硝酸的混合酸中，但在堿溶液中不起作用。在有空氣存在的條件下，熔融堿可以把鎢氧化成鎢酸鹽，在有氧化劑 （NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2）存在的情況下，生成鎢酸鹽的反應更猛烈。高溫下鎢能與氯、臭、碘、碳、氮、硫等化合，但不與氫化合。
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鎢的同位素
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- 發佈於：2012-12-31, 週一 15:17
- 作者 zwc
- 點擊數：1964
天然鎢包含五種穩定的同位素。其他二十一種不穩定同位素也得到了驗證。
|
同位素 |
豐度(%) |
原子品質 |
半衰期 |
衰變模式 |
Part. En. |
Cross-sect. |
Spin |
Magnetic |
Electric |
Gamma En. |
|
158W |
|
157.97383 |
0.9ms |
alpha |
|
|
|
|
|
|
|
159W |
|
158.97239 |
7ms |
alpha |
|
|
|
|
|
|
|
160W |
|
159.94848 |
0.08s |
alpha |
5.92 |
|
0+ |
|
|
|
|
161W |
|
160.94714 |
0.41s |
ß+,E.C./ 8.4 |
|
|
|
|
|
|
|
162W |
|
161.96329 |
1.39s |
ß+,E.C./ 5.8 |
|
|
0+ |
|
|
|
|
163W |
|
162.96227 |
2.8s |
ß+,E.C./ 7.5 |
|
|
|
|
|
|
|
164W |
|
163.95882 |
6s |
ß+,E.C./ 4.9 |
|
|
0+ |
|
|
rad. an. |
|
165W |
|
164.95811 |
5.1s |
ß+,E.C./ 6.8 |
|
|
|
|
|
rad. an. |
|
166W |
|
165.95502 |
16s |
ß+,E.C./ 4.4 |
|
|
0+ |
|
|
rad. an. |
|
167W |
|
166.95454 |
20s |
E.C./ 6.1 |
|
|
|
|
|
|
|
168W |
|
167.95186 |
53s |
E.C./ 3.7 |
|
|
|
|
|
|
|
169W |
|
168.95175 |
1.3m |
E.C./ 5.4 |
|
|
|
|
|
|
|
170W |
|
169.94929 |
2.4m |
E.C./ 3 |
|
|
|
|
|
|
|
171W |
|
170.94946 |
2.4m |
E.C./ 4.6 |
|
|
|
|
|
|
|
172W |
|
171.94743 |
6.6m |
ß+,E.C./ 2.5 |
|
|
|
|
|
0.0359 |
|
173W |
|
172.94771 |
6.3m |
E.C./ 3.8 |
|
|
|
|
|
0.0499 |
|
174W |
|
173.94616 |
35m |
E.C./ 1.7 |
|
|
0+ |
|
|
0.0354 |
|
175W |
|
174.94677 |
35m |
E.C./ 2.9 |
|
|
1/2- |
|
|
0.015 - 0.27 |
|
176W |
|
175.94559 |
2.5h |
ß+,E.C./ 0.8 |
|
|
0+ |
|
|
0.03358 |
|
177W |
|
176.94661 |
2.21h |
E.C./ 2 |
|
|
1/2- |
|
|
Ta k x rays |
|
178W |
|
177.94584 |
21.6d |
E.C./ 0.09 |
|
|
0+ |
|
|
Ta k x rays |
|
179mW |
|
|
6.4m |
I.T./ 0.222 |
|
|
1/2- |
|
|
W k x rays |
|
179W |
|
178.947067 |
38m |
E.C./ 1.06 |
|
|
7/2- |
|
|
Ta k x rays |
|
180W |
0.12 % |
179.946701 |
|
|
|
4 b |
0+ |
|
|
|
|
181W |
|
180.948192 |
121.2d |
E.C./ 0.19 |
|
|
9/2+ |
|
|
Ta k x rays |
|
182W |
26.3 % |
181.948202 |
|
|
|
20 b |
0+ |
|
|
|
|
183mW |
|
|
5.15s |
I.T. |
|
|
11/2+ |
|
|
W k x rays |
|
183W |
14.28 % |
182.95022 |
|
|
|
10.5 b |
1/2- |
0.11778 nm |
|
|
|
184W |
30.7 % |
183.950928 |
|
|
|
2 b |
0+ |
|
|
|
|
185mW |
|
|
1.6m |
I.T./ 0.1974 |
|
|
11/2+ |
|
|
W k x rays |
|
185W |
|
184.953416 |
74.8d |
ß-/ 0.433 |
0.433/ 99.9 |
3.3 b |
3/2- |
|
|
0.12536 |
|
186W |
28.6 % |
185.954357 |
|
|
|
36 b |
0+ |
|
|
|
|
187W |
|
186.957153 |
23.9h |
ß-/ 1.312 |
0.624 |
70 b |
3/2- |
0.62 nm |
|
Re k x rays |
|
188W |
|
187.95848 |
69.4d |
ß-/ 0.349 |
0.349/ 99 |
|
0+ |
|
|
0.0636 |
|
189W |
|
188.9619 |
11.5m |
ß-/ 2.5 |
1.4 |
|
3/2- |
|
|
0.258 |
|
190W |
|
189.96321 |
30m |
ß-/ 1.3 |
0.95 |
|
0+ |
|
|
Re k x rays |
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