高鉬白鎢精礦制取高純三氧化鎢結論：

1：高鉬白鎢精礦壓煮-萃取工藝與黑鎢精礦壓煮-萃取工藝相比，主要工藝路線和生產設備相同，而物耗較低，其主要原因是高鉬白鎢精礦價格比黑鎢精礦價格低；

2：蘇打壓煮高鉬白鎢精礦時應加入添加試劑，可確保壓煮渣中WO3含量低於1%；

3：使用硫氫化鈉可有效除去高鉬鎢酸鈉溶液中的鉬。高鉬鎢酸鈉溶液中除鉬的關鍵是：加入理論量120%-150%的硫氫化鈉溶液，調節pH到8-11，攪拌2h以上，然後再用硫酸調節pH到2.7左右，保持溶液溫度60℃以上，靜置8h。

4：高鉬白鎢精礦制取高純三氧化鎢，該工藝制取而得的成品品質優良、三廢污染少、生產過程易於實現連續化、自動化控制等特點。




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我國鎢礦資源極為豐富，但由於多年大肆開採，品味高、易開採的黑、白鎢礦儲量和產量急劇下降，極具影響制取鎢合物的材料來源。以下介紹蘇打壓煮、流化除 鉬，叔胺萃取、蒸發結晶處理高鉬白鎢精礦，生產高純三氧化鎢的新工藝，致力於改善鎢原料來源下降的趨勢。該工藝具有產品品質優良，三廢污染少、生產過程易 於實現連續化、自動化控制的特點。

表1-1 白鎢精礦成分品質分數 （%）

制取過程中，首先往高鉬白鎢精礦中加入無離子水進行振動濕磨成礦漿後，取出礦漿並往礦漿中添加蘇打、添加劑和水配料壓煮並過濾獲得濾液及濾渣，濾渣可去除。主要反映式如下：

CaWO4+Na2CO3=CaCO3=Na2WO4

CaMoO4+Na2CO3=CaCO3+Na2MoO4

接著是流化除鉬，鉬在鹼性溶液中以鉬酸鈉形態存在，加入鹼金屬流化物於該溶液中調節pH至適當值，使之形成硫代鉬酸鈉；進一步調節pH至酸性，則硫代鉬酸鈉分解三硫化鉬沉澱析出即可除鉬。

除鉬後的偏鎢酸鈉溶液應充分氧化除去硫根離子，經嚴格過濾，沉澱，除去固體顆粒，以利於萃取順利進行。經反萃獲得的鎢酸銨溶液經蒸發結晶、乾燥煆燒即得到高品質的三氧化鎢產品，該產品雜質含量穩定，可達到WO3-1國家標準。


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鎢精礦是生產鎢鐵、鎢酸鈉、仲鎢酸銨、偏鎢酸銨等鎢化合物的主要原料，鎢精礦中硫的含量是檢驗鎢精礦品質的指標之一。原國家標準GB/T6150.5-1985測定鎢精礦中硫量採用硫酸鋇重量法，方法準確度雖高但流程長，操作複雜。以下採用高頻感應紅外吸收法測定硫量，該方法操作簡單且快捷。

測定的過程中，使用高頻爐，功率為2.3kW,頻率20MHz±2MHz，檢測器靈敏度為0.0001%。

表格1-1資料是高頻感應紅外氣體分析儀工作條件

稱取1g錫粒置坩堝底部、0.10g鎢精礦，加入1.5g鎢粒、0.5g鐵助溶劑，提取條件以加熱功率150mA，加熱時間為25s並按表格1-1確定的條件，進行實驗，在該條件下，對硫元素進行分析，通過實驗結果證明該方法測定出來硫的品質分數分別為0.77%和1.88%。


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在70-80年代期間，我國研製和定型生產了三種高密度鎢合金，並通過技術鑑定，作為穿甲彈彈芯材料獲得成功應用。

1.GW-1合金

GW-1合金是以國產原料為基礎研製的第一代鎢合金彈芯材料，其主要特點是：(1)在W-Ni-Fe系中加入少量增強元素製成多元合金，使這種合金具有較好的燒結性能，燒結後無明顯撓曲，無須進行其他後續處理就可以達到一定的力學性能。 (2)採用粉末冶金液相燒結工藝，工藝簡便。 (3)具有較好的機械性能和物理性能，其主要性能與國外同類合金水平相當，並具有良好的機加工性能。

GW-1合金從研究到生產，僅用了不到5年時間，形成了我國第一代鎢合金彈芯材料，填補了我國鎢合金穿甲彈的空白，奠定了發展高初速、高膛壓鎢合金穿甲彈彈芯材料的基礎。

2.GW-2S高密度鎢合金

GW-2S合金是在第一代鎢合金彈芯材料基礎上發展起來的一種具有高密度、高塑性、中等強度的合金，它是為了適應高初速、高膛壓穿甲彈在採用半鋼套條件下使用而研製的一種彈芯材料。高密度鎢合金可以進行熱處理，特別是採用真空熱處理可以提高強度和塑性。但研究表明，這種熱處理只有在一定的合金成分範圍內才能取得好的效果。為此，進行了Ni/Fe比的變化與熱處理關係的研究，進一步調整了各種工藝參數，從而獲得了GW-2S合金。

3. GW-3S高密度鎢合金

隨著動能穿甲彈向高初速、高膛壓、大長細比、且完全依靠彈芯材料本身的強度承受高速發射和保證飛行正常的方向發展，對穿甲彈用鎢合金材料要求更加苛刻，不僅要有高的強度，而且要有高的韌性及良好的動態。為此又研製了GW-3S合金。通過研究，較好地把傳統的粉末冶金與現代金屬加工工藝結合起來，較全面地採用了先進科學技術成果，從而使GW-3S合金在強度性能方面有較大突破。


 

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近30年，由於高密度鎢合金成功地用於動能穿甲彈上，並顯著地提高了穿甲彈的威力，從而使這一合金的消耗量明顯增加。穿甲彈合金材料的發展經歷了以下幾個階段:高強度鋼-WC硬質合金-燒結態鎢合金-深加工高密度鎢合金(形變加工及熱處理)-高密度鎢合金復合材料。

1976年，第四代的穿甲彈鎢合金彈芯材料基本研製成功。到80年代，世界一些主要國家分別在十幾種坦克和幾十種火砲上裝備了鎢合金穿甲彈，火砲口徑從60mm到125mm，彈芯最大重量可達4kg，並採用了多種組裝形式(如整體、多塊、加鋼套等)。由於高密度鎢合金的力學性能和彈道性能的研究與改進，加之鎢原料的供應不斷得到改善，一些業內人士主張鎢可以而且應該是用作穿甲彈彈芯的主要材料。

高密度鎢合金彈芯材料的研究在相當長的時間內主要集中在合金成分、粉末冶金工藝、熱處理和形變加工工藝上，還脫離不了均質材料的範圍，應該說已取得了可喜的成就，使材料的強度有較大突破。 80年代後，國外發展了各種複合材料，如鍍複絲加基體材料、熔滲絲(或纖維)複合材料、粉末(或絲材)和基體組成的複合材料、鈾-鎢複合材料和高密度鎢合金纖​​維增強複合材料等。

我國穿甲彈用高密度鎢合金始於70年代中期，僅用了15年的時間即完成了從燒結態到熱處理態及形變加工態等幾個階段的更新換代，並分別在不同口徑和多種彈型的穿甲彈上獲得成功應用。




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高密度鎢合金和貧鈾合金是目前廣泛使用的動能穿甲彈材料,其密度很高並且相近,但後者穿甲侵徹威力要高於前者。由於貧鈾的污染問題,使得人們不斷改進鎢合金的性能以替代貧鈾。大變形量旋鍛就是一種改進鎢合金穿甲性能的方法。

貧鈾彈良好的穿甲性能來源於在穿靶時的極端高應變率加載條件下,容易出現流動軟化行為,並最終造成材料絕熱剪切破壞而產生“自銳”現象。在穿甲過程中彈的頭部材料存在硬化和軟化兩種競爭的趨勢-應變和應變率硬化與熱軟化。當熱軟化趨勢佔優時,彈頭部材料出現流動軟化,該行為是不穩定的,它會導致材料變形的局域化,使材料發生絕熱剪切破壞,造成彈頭被“削尖”，減少彈頭穿靶的阻力-即“自銳”效應。對於鎢合金，由於鎢相的高熔點,使得材料的熱軟化趨勢相對緩慢。因此鎢合金材料需要經歷更大的變形後才可能出現流動軟化,故彈頭部的“蘑菇頭”會增大,降低彈的穿靶效果。在鍛造態鎢合金彈的穿靶過程中,彈頭部的“蘑菇頭”處受力狀態復雜，材料總會受到沿鍛造方向(徑向)的載荷。並且因為該方向上的材料容易出現絕熱剪切，反過來也會增加“蘑菇頭”處材料的流動軟化趨勢，最終會造成有利於“自銳”效應的絕熱剪切破壞。因此鍛造態鎢合金彈的頭部在穿靶過程中將容易“自銳”而提高穿深值。




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