钨矿简介

钨元素由瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)于1781年从当时称为重石的矿物(现称白钨矿)中发现的,并以瑞典文tung(重)和sten(石头) 的复合词tungsten命名这种新元素。1783年西班牙人德卢亚尔兄弟(F·de Elhuyar)从黑钨矿中制得氧化钨,并用碳还原为钨粉。

钨呈银白色,是熔点最高的金属,熔点高达3400℃,居所有金属之首,沸点5555℃,比重(单晶钨)19.3,并具有硬度高、高温强度良好和导电、传热性能良好的特点,常温下化学性质稳定,耐腐蚀,不与盐酸或硫酸发生反应。

钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一,广泛应用于航天、原 子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件之中,高比重钨基合金则用 于反坦克和反潜艇的穿甲弹头的制造。

钨精矿用于生产金属钨、碳化钨、钨合金及含钨化合物等。

一、钨矿原料特点

(1)钨的地球化学特性及其在地质作用中的行为 -- 钨是一种分布较广泛的元素,几乎遍见于各类岩石中,但含量较低。通过有关地质作用加以富集才能形成 矿床作为商品矿石开采。钨在地壳中的平均含量为1.3×10-6,在花岗岩中含量平均为1.5×10-6。钨在自然界主要呈六价阳离子,其离子半径为 0.68×10-10m。由于W6+离子半径小,电价高,且极化能力强,易形成络阴离子,因此钨主要以络阴离子形式[WO4]2-,与溶液中的Fe2+、 Mn2+、Ca2+等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀。黑钨矿结晶温度为320~240℃,白钨矿的结晶温度为300~200℃。

在表生作用中,由于含钨矿物较稳定,常形成砂矿。但在酸性条件下,含钨矿物可被分解,并以WO3形式溶于地表水中,在一定条件下形成某些钨的次生矿物。有时以矿物微粒或离子形式被粘土或铁锰氧化物吸附而集聚于页岩、泥质细砂岩及铁锰矿层中。

近年来在古老的变质岩系中发现有层控钨矿床和钨的矿源层,说明在变质作用过程中,钨也能发生某种程度的富集。

(2)钨矿石矿物组成--  钨的重要矿物均为钨酸盐。在成矿作用过程中能与[WO4]2-络阴离子结合的阳离子仅有几个,主要有Ca2+、Fe2+、 Mn2+、Pb2+,其次为Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+等,因而矿物种类有限,目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物,即黑 钨矿族:钨锰矿、钨铁矿、黑钨矿;白钨矿族:白钨矿(钙钨矿)、钼白钨矿、铜白钨矿;钨华类矿物:钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿;不 常见的钨矿物:钨铅矿、斜钨铅矿、钼钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)、硫钨矿等。

尽管已发现的钨矿物和含钨矿物有20余种,但其中具有开采经济价值的只有黑钨矿和白钨矿。黑钨矿(Fe、Mn)WO4,含WO3 76%;白钨矿CaWO4,含WO3 80.6%。

(3)我国选冶钨矿物原料与国外不同 -- 国外长期以来开发的钨矿,主要是白钨矿,占总生产能力的60%。而我国白钨矿已探明储量376万t,占全国钨 矿总储量的71%,但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主, 占全国采出矿量的90%。

二、矿石工业要求

钨矿产工业要求(或称矿产工业要求),包括矿床边界品位(WO3%)、工业品位(WO3%)、可采厚度(m)和夹石剔除厚度(m)。

钨矿床伴生有益组分通常有锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、金、银、钴、铍、锂、铌、钽、稀土、硫、磷、砷、压电水晶、熔炼水晶、萤石等。其中,硫、磷、砷、 钼、钙、锰、铜、锡、硅、铁、锑、铋、铅、锌等在钨的冶炼工艺和钨制品中为有害杂质,对各类钨精矿产品所含的这些有害杂质,国家已制定行业标准,即 GB2825-81。因此,这些有害组分,需要经过选冶技术途径富集综合回收,变害为益,变废为宝,综合利用。

 

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