钨矿简介
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2012年12月31日 星期一 16:00
- 作者：zwc
- 点击数：5808
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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钨的化学性质
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2012年12月31日 星期一 15:23
- 作者：zwc
- 点击数：7759
钨是稀有高熔点金属，属于元素周期表中第六周期（第二长周期）的VIB族。
钨是一种银白色金属，外形似钢。钨的熔点高，蒸气压很低，蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定，常温时不跟空气和水反应，不加热时，任何浓度的盐酸、硫 酸、硝酸、氢氟酸甚至王水对钨都不起作用，当温度升至80°—100°C 时，上述各种酸中，除氢氟酸外，其它的酸对钨发生微弱作用。
常温下，钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中，但在碱溶液中不起作用。在有空气存在的条件下，熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐，在有氧化剂 （NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2）存在的情况下，生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下钨能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不与氢化合。
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钨的同位素
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2012年12月31日 星期一 15:17
- 作者：zwc
- 点击数：6174
自然界里出现的有五种钨的同位素，它们的半衰期均非常长，因此可以被看作是稳定同位素。所有这些同位素均可以通过α衰变蜕化为铪。至今为止能够测量到的半衰期是180W，其半衰期为1.8×1018年，其它同位素没有被观测到自然衰变，强迫退化的半衰期： 182W, T1/2 > 8.3 年，184W, T1/2 > 29 年， 185W, T1/2 > 13 年， 186W, T1/2 > 27 年。至今为止它们的半衰期仅是理论值。平均每年在一克180W中发生两次α衰变。
钨目前有27种人造放射性同位素，其中最稳定的是181W，其半衰期为121.2天，185W的半衰期为75.1天，188W的半衰期为69.4天，178W的半衰期为21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小时以下，其中大多数少于8分钟。
天然钨包含五种稳定的同位素。其他二十一种不稳定同位素也得到了验证。
|
同位素 |
丰度(%) |
原子质量 |
半衰期 |
衰变模式 |
Part. En. |
Spin |
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 |
|
|
|
0+ |
|
|
181W |
|
180.948192 |
121.2d |
E.C./ 0.19 |
|
9/2+ |
Ta k x rays |
|
182W |
26.3 % |
181.948202 |
|
|
|
0+ |
|
|
183mW |
|
|
5.15s |
I.T. |
|
11/2+ |
W k x rays |
|
183W |
14.28 % |
182.95022 |
|
|
|
1/2- |
|
|
184W |
30.7 % |
183.950928 |
|
|
|
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 |
3/2- |
0.12536 |
|
186W |
28.6 % |
185.954357 |
|
|
|
0+ |
|
|
187W |
|
186.957153 |
23.9h |
ß-/ 1.312 |
0.624 |
3/2- |
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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钨的物理性质
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2012年12月31日 星期一 15:21
- 作者：zwc
- 点击数：5991
钨在工业上的获得是通过氧化钨与氢或者碳的反应分解得来的。纯钨是一种介于灰白色和锡白色之间的金属。纯钨能够用钢锯切 割，也能够被锻造，旋转，拉伸和挤压。不纯的钨比较脆弱，也很难做到这些。钨的熔点在所有金属里面是最高的，在温度超过1650℃时拥有最大的抗拉强度。 金属在空气中会被氧化，必须保存在高温中。钨有很好的抗腐蚀性，大部分的矿物酸只能对它造成轻微的腐蚀。
钨的物理性质具体如下：
元素符号：W
原子序数：74
核电荷数：74
CAS：7440-33-7[1]
稳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)
原子体积:(立方厘米/摩尔)9.53
相对原子质量：183.84
元素在太阳中的含量：(ppm) 0.004%
元素在海水中的含量：(ppm) 0.000092%
自由原子的电子层结构：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2
原子半径：137pm
外围电子层排布： 5d4 6s2
电子层 ：K-L-M-N-O-P
声音在其中的传播速率：（m/S）4620
氧化态：Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6
电离能 (kJ /mol)：M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900
第一电离能：775kJ/mol。
电负性：1.7。
密度：19.35克/每立方厘米。
晶体结构及晶格常数：
α-W：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。β-W：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下
晶胞参数：
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
熔点：3410±20℃
沸点：5927℃
莫氏硬度：7.5
熔化潜热：40.13±6.67kJ/mol
升华热：847.8 kJ/mol(25℃)
蒸发热：823.85±20.9kJ/mol(沸点)
电阻温度系数：0.00482 I/℃
电子逸出功：4.55 eV
热中子俘获面：19.2 b
弹性模量：35000—38000 MPa(丝材)
扭力模量：～36000Mpa
体积模量：3.108×1011－1.579×107t+0.344×103t2 Pa
剪切模量：4.103×1011－3.489×107t+7.55×103t2 Pa
压缩性：2.910－7 cm/kg
钨有两种变型，α和β。在标准温度和常压下，α型是稳定的体心立方结构。β型钨只有在有氧存在的条件下才能出现。它在630℃以下是稳定的，在630℃以上又转化为α钨，且这一过程是不可逆的。
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钨元素
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2012年12月31日 星期一 15:15
- 作者：zwc
- 点击数：7440
钨 (W) 元素
钨是一种金属元素。钨的化学元素符号是W，属于元素周期表中第六周期（第二长周期）的VIB族经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大，蒸气压很低，蒸发速度也较小，化学性质比较稳定。
|
基础信息 |
|
|
名称: 钨 |
质子数/电子数: 74 |
|
符号: W |
中子数: 110 |
|
原子序数: 74 |
类别: 过渡金属元素 |
|
原子量: 183.84 amu |
晶体结构: 立方体结构 |
|
熔点: 3410.0 °C (3683.15 °K, 6170.0 °F) |
密度 @ 293 K: 19.3 g/cm3 |
|
沸点: 5660.0 °C (5933.15 °K, 10220.0 °F) |
颜色: 银白色 |
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