更加令人担忧的是，钨矿资源质量问题也相当严重。邱显扬告诉记者：“随着钨矿资源的逐年开采，钨矿山品位呈逐年降低的趋势。”

矿物学上，金属钨在成矿过程中形成钨酸盐类，其中黑钨矿（钨锰铁矿）和白钨矿（钨酸钙矿）最具有工业价值。黑钨矿成分相对简单，易于采选。而白 钨矿富矿少、组分复杂、品位较低。长期以来，这种低品位的复杂钨原料尽管占全国钨资源储量的70%，仍然难以得到与黑钨矿媲美的青睐。

正因如此，我国以前消耗的大部分是黑钨矿。然而，目前的现实是，“黑钨资源越来越接近枯竭，以白钨矿为主的局面已经形成。”中国工程院院士、北京矿冶研究总院研究员孙传尧直言不讳地说。

冶金难题亟待解决
低品位钨矿中，往往含钼、磷、砷、硅等杂质，增加了冶金提取的难度。目前，钨与高含量杂质分解技术尚未成熟，现有的萃取法、离子交换法和沉淀法不仅消耗大量化学试剂、造成环境污染，过量辅助材料的加入还将对后续工序带来困难。

“我国的钨湿法冶炼水平居世界领先地位，工业上用氢氧化钠分解白钨矿并广泛推广。”中南大学冶金科学与工程学院教授赵中伟告诉记者：“过去，这在国外认为是不可能进行的。”
 

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仅剩23年的开采保证年限，供应了全球钨需求量的80%，在国际竞争中缺少话语权……这就是我国优势矿产资源——金属钨所面临的现状。
长期以来，我国钨资源因储量、产量和出口量位居世界第一，而被业内人士称为“三个第一”。然而，经过多年开采，我国已面临严重的钨资源危机，不仅体现在数量上，也体现在质量上。

在以“基于钨的稀有金属资源高效提取与循环利用”为主题的第430次香山科学会议研讨会上，会议执行主席、广州有色金属研究院院长邱显扬指出：“如何高效提取和开发钨资源，提高钨资源的应用价值，已成为我国从钨资源大国走向钨资源强国的当务之急。”

黑钨资源面临枯竭

江西省大余县是我国最早发现黑钨矿的县，一直被誉为“中国钨业发祥地”，却在2011年底公布的“全国第三批资源枯竭城市”名单中榜上有名。

大余县的变迁是我国钨资源危机的一个缩影。据统计，从2003年至2011年，我国钨矿储量从420万吨降低至190万吨，减少了54.8%。而按照我国2010年钨资源的生产能力计算，目前钨基础储量的开采保证年限仅剩23年。

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从上世纪末开始，中国的钨基高密度合金的发展进入了全面、持续发展的新阶段，无论在研究、应用和生产各个方面都在不断开拓和前进。目前，除个别情况外，各方面的工作基本已达到国际的先进水平，所生产的制品已开始大规模地进入国际市场。

对钨基高密度合金的制取新工艺，国内各单位进行了大量的研发工作。为了尽量降低由于简单混粉法所引起的组织偏差，制取更为均匀的细晶合金。广泛开展以高能球磨的机械合金化、混合溶液喷雾干燥、共沉淀共还原等制取超细和纳米复合粉的研究，研究制备条件对所得的复合粉粒度和形貌的关系，以及用这种超细和纳米复合粉烧结钨基高密度合金时的行为以及烧结合金的组织和性能。在成形工艺上，为了提高大批量、特殊复杂形状制品的生产效率，降低生产成本，进行了大量注射成形工艺以及与此相关的黏结剂选择、混料制粒及脱脂工艺条件的研究。在烧结上除了进一步研究烧结过程中合金中的相及相成分的变化，开展固相烧结、二次烧结等研究外。也开展了微波烧结、等离子火花烧结等烧结新技术在烧结钨合金上的试验，以期大大降低烧结过程的能量消耗和提高制品质量。

随着对钨基高密度合金研究的不断深入，应用领域的更大扩展，通过几十年来的努力，中国钨基高密度合金的制造水平和生产规模得到了长足的发展。目前，国内钨基高密度合金生产能力和实际年生产量均达到数倍于上世纪的产量水平。根据中国钨业协会的统计，其产量已位居世界前列，其中也包括日益增长的对国际市场的出口份额。可以特别提到的是2003年由北京钢铁研究总院转制成立的安泰科技股份有限公司通过招标承接了数吨十余件欧洲核子研究中心强子对撞机的钨镍铜高密度合金部件，其中最大一件制品的单重达到1．3t。这一任务不仅得到圆满完成，并被该中心评为“全球最佳供应商”，颁发了证书和证章。这充分表明，中国制造的钨基高密度合金已经得到了国际上的认可和相当高的评价。


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在开拓钨基高密度合金广泛应用中。穿甲弹芯用钨合金的研制得到特别的关注而成为高密度钨合金进一步研究发展的中心。

钨基高密度合金的高密度特性使其在高速运动下所携带的高动能成为用作动能穿甲弹的良好材料。美国首先于上世纪70年代前后进行研制并成功得到应用。装备在坦克和火炮上以代替可造成放射性污染的贫铀弹。为了增强我国的国防力量，在上世纪70年代后期，我国的武器工业部门，分别与有色研究院等单位开展炮弹用穿甲弹芯的研制任务和与钢铁研究院等单位开展枪用穿甲弹芯的研制任务。这些任务已于上世纪80年代中期基本上完成，有色研究院等研制成GW-1、GW-25、GW-35等牌号的火炮用钨基高密度合金穿甲弹，钢铁研究院等研制成功12．7mmGW-180脱壳枪用穿甲弹钨基高密度合金料。初步形成了中国自行创制的穿甲弹用钨基高密度合金体系。


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钨基高密度合金的高密度特性，使得它们在广泛的领域作为配重和平衡元件得到应用。如在引进的“斯贝”航空发动机上的配重和高速运转控制油门调节油量的配重元件;在石油钻探的钻杆上安装高密度合金配重可以大大提高钻机的效率和钻井的质量；在一度盛行的机械式自动手表中，应用无磁性的钨镍铜高密度合金音叉式摆锤作为获得并提供机械能的关键元件等等。在另一方面，钨基高密度合金也在许多体育运动项目和器件中获得应用，如作为铅球、链球、标枪等投掷器的核心和赛艇、航模等水上项目中的平衡稳定件，以及重箭的箭头、高尔夫球杆
中的配重镶块、飞镖的镖头等等。

钨基高密度合金所具有高的高温强度、硬度以及较好的导电导热性能，使得它们在高温工作下的电加工中获得了很好的应用。北京钢铁研究院在钨镍铁合金的基础上。通过添加其他元素，创制开发出更高高温硬度的GW一7新型钨合金作为燃气进、排气阀门电镦加工的模具材料(砧块)。其使用寿命较原有模具材料提高10倍以上，取得十分良好的社会经济效益阁。为此，该项目获得了1990年度国家发四等奖。同样，钨基高密度合金也作为电铆作业的电铆枪的锤头，大大地提高了电铆的作业效率和使用寿命。它们也用于电焊的点焊机上作为点焊的焊接电极等。

钨基高密度合金除了作为电加工用的工模具外．也可以用作电器设备中的电触头材料。如为葛洲坝水电站从法国引进的大功率发电机保护开关的专用钨镍铜(W— lONi-4Cu)电触头，钢铁研究院根据引进技术的要求。经过不到一年时问的仿制，很快研制成功．用该电触头装配的保护开关在国外权威测试机构的测试中 获得圆满成功。并为葛洲坝水电站全部发电机保护开关提供了配套所需的该种电触头。此外。在引进的“斯贝”航空发动机的点火启动器中。也根据国外所用的W- Mo-Ni-Fe合金进行了仿制，作为点火电极获得应用。类似的合金还在其他各种内燃机中作为启动的点火电极广泛应用，使原来使用的纯钨点火电极得到了升 级换代。


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钨基高密度合金的高密度特性，使得它们在广泛的领域作为配重和平衡元件得到应用。如在引进的“斯贝”航空发动机上的配重和高速运转控制油门调节油量的配重元件;在石油钻探的钻杆上安装高密度合金配重可以大大提高钻机的效率和钻井的质量；在一度盛行的机械式自动手表中，应用无磁性的钨镍铜高密度合金音叉式摆锤作为获得并提供机械能的关键元件等等。在另一方面，钨基高密度合金也在许多体育运动项目和器件中获得应用，如作为铅球、链球、标枪等投掷器的核心和赛艇、航模等水上项目中的平衡稳定件，以及重箭的箭头、高尔夫球杆
中的配重镶块、飞镖的镖头等等。

钨基高密度合金所具有高的高温强度、硬度以及较好的导电导热性能，使得它们在高温工作下的电加工中获得了很好的应用。北京钢铁研究院在钨镍铁合金的基础上。通过添加其他元素，创制开发出更高高温硬度的GW一7新型钨合金作为燃气进、排气阀门电镦加工的模具材料(砧块)。其使用寿命较原有模具材料提高10倍以上，取得十分良好的社会经济效益阁。为此，该项目获得了1990年度国家发四等奖。同样，钨基高密度合金也作为电铆作业的电铆枪的锤头，大大地提高了电铆的作业效率和使用寿命。它们也用于电焊的点焊机上作为点焊的焊接电极等。


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钨基高密度合金除了作为电加工用的工模具外．也可以用作电器设备中的电触头材料。如为葛洲坝水电站从法国引进的大功率发电机保护开关的专用钨镍铜(W—lONi-4Cu)电触头，钢铁研究院根据引进技术的要求。经过不到一年时问的仿制，很快研制成功．用该电触头装配的保护开关在国外权威测试机构的测试中获得圆满成功。并为葛洲坝水电站全部发电机保护开关提供了配套所需的该种电触头。此外。在引进的“斯贝”航空发动机的点火启动器中。也根据国外所用的W-Mo-Ni-Fe合金进行了仿制，作为点火电极获得应用。类似的合金还在其他各种内燃机中作为启动的点火电极广泛应用，使原来使用的纯钨点火电极得到了升级换代。

钨绞丝属于一种真空镀膜消耗材料.广泛用于显像管、制镜、手机及各种塑料、有机物和金属基体及各种装饰品等的表面喷镀行业。
 
钨是稀有金属，也是重要的战略物资。我国是产钨大国，钨资源储量520万吨，占世界总储量的65％，产量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南 三省的钨资源储量居全国的前三位，其中湖南、江西两省的钨资源储量占全国的 55．48％。湖南以白钨为主，江西以黑钨为主，其黑钨资源占全国黑钨资源总量的 42．40％。

钨的用途 ----电真空照明材料：

钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和X射线技术中。钨是白织灯丝和螺旋丝的最好材料。高的工作温度（2200——2500℃）保 证高的发光效率，而小的蒸发速度保证丝的寿命长。钨丝用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极，高压整流器的阴极和和各种电子仪器中旁热阴极加热器。用钨做X 光管和气体放电管的对阴极和阴极，以及无线电设备的触头和原子氢焊枪电极。钨丝和钨棒作为高温炉（达3000℃）的加热器。钨加热器在氢气气体、惰性气体 或真空中工作。

钨绞丝用途:加热子主要用于显像管、制镜、塑料、金属基体及各种装饰品表面真空镀膜的加热元件。钨绞丝主要用作为加热子的原材料，也可直接用于半导体或真空器件的加热元件。

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为了将热变成电，光子晶体会将热导向太阳能电池内。光子晶体是一个蚀刻钨绞丝表面的规则的几何图案，只要对这些图案进行很好地调谐，它可以强化特定频率的红外线，并抑制某些频率的红外线，尽量释放出能最有效地被砷化铟镓太阳能电池所捕获的红外线，以增强其吸收效率。

根据博莫尔的计算，新系统的光电转化效率能高达37%。而现在不使用镜子聚集入射光的标准硅基太阳能电池的最大转化效率仅为28%，使用镜子的标准硅基 太阳能电池的最大转化效率为31%，因此，最新研究在光电转化效率上有了明显提升。当然，下一步是尽量让其变成现实，博莫尔对计算结果的准确性非常有信 心。

人们一般用钨丝来制造白炽灯的灯丝。但是，钨丝已经不仅仅局限于这一个作用，因为它们会将很多通过它们的电能转化为热而非光。正是这一缺点不仅让钨丝获得新生，而且解决了能源短缺问题。

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美中不足的是，这种将阳光转化为热能再转化为电能的装置，在阳光直接照射下无法让水的温度比沸水更高。原因在于，当水的温度远高于开水的温度时，其 吸收热量的速度和散热的速度一样快。这就有点令人抓狂了，因为这类直接转化需要达到700摄氏度才能变得很有效率，而不使用特殊且昂贵的聚光球面镜来聚集 入射光根本无法做到这一点。
但现在，美国麻省理工学院的科学家皮特·博莫尔和同事在《纳米研究快报》杂志上指出，他们研制出了一种阳光捕获器，能够不使用聚光球面镜来聚集入射的太阳光。     新阳光捕获器由钨丝制成

博莫尔提出的“阳光捕获器”是经过复杂方式处理过的一层纤薄的钨（它是一种耐热金属）。其面对太阳的表面满满覆盖着极其微小的凹洞；另一面则蚀刻成光子 晶体结构且面朝特殊类型的由砷化铟镓制成的太阳能电池，光子晶体结构使得这一面能够有选择地散发出频率能够最大限度地被太阳能电池所接受的红外线辐射。而 且，正反两面都能由制造计算机芯片的光刻法制造而成。

正是这些直径仅为3/4微米、深为3微米、分开排列在一个4/5微米宽的网格中的凹洞发挥了捕获光线的作用。当设备对齐使得凹洞直指太阳时，大部分入射 光会穿过这些凹洞进入底部，在此处被钨吸收。就像热力学定律指出的那样，这些光线旋即会释放出来并辐射出去。然而，来自于一个凹洞内部的热辐射在逃入外面 的世界时，很可能会遇到凹洞的壁。如此一来，整个吸收和再辐射过程又再次发生，结果会使凹洞的钨变得非常热。

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人们利用太阳能电池直接把阳光转为电力；也可以利用阳光加热水，再利用蒸气驱动涡轮，这些都已经是常见的技术。但近日，英国《新科学家》杂志网站在报道中 指出，从理论上而言，我们还有第三种方法，也就是直接利用阳光的热能来发电。而且，美国科学家使用钨丝制造的设备就做到了这一点，其光电转化效率高达 37%，性能优于目前最好的硅基太阳能电池。

太阳热能可直接转化为电，为了用太阳光发电，人们可以使用光伏电池直接将太阳光转化为电，或者使用太阳光的热量将水加热，接着让产生的水蒸气驱动涡轮来发电。目前，这两个领域都 有一些比较成熟的相关技术。但是，或许从理论上来说，我们还有第三条路可走，那就是直接用热来发电，而不需要蒸汽或者涡轮。在这种情况下，几乎所有的入射 能量都能被转化为电，然而，标准的太阳能电池因为对某些频率的太阳光非常敏感，而对其他频率的太阳光不敏感，所以只能将部分太阳能转化为电。而且，与加热 水再发电方法不同的是，第三种方法并不需要麻烦的力学过程。这样的一套系统一旦建立好，不需要太多的人力和管理就可以很好地运行。

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