钨的地球化学与找矿

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1、序言钨是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔．威廉．舍耶尔发现白钨矿，并提取出新的元素酸－钨酸，1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。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。钨矿的种类主要的钨矿有十几种，我国主要有两种；黑钨矿（钨锰铁矿）和白钨矿（钨酸钙矿）。1．黑钨矿(FeMn)WO4。颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色。半

2、金属光泽、金属光泽及树脂光泽。通常为叶片状、弯曲、片状、粒状和致密状；也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体，常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。硬度5－5.5，比重7.1－7.5。参差状断口。性脆，有弱磁性。黑钨矿是炼钨和制造钨酸盐类的主要原料。2．白钨矿CaWO4。颜色为灰白色，也有黄褐、绿和淡红色等。油脂光泽。它属正方晶系，形成双锥状的假八面体或板状晶体，晶面有时可见斜条纹，其中插生双晶者较为常见。也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度4.5－5；比重5.9－6.2。性脆，贝壳状或参差状断口。受荧光灯照射时，白钨矿可发出美丽的浅蓝色

3、荧光。白钨矿产于我国江西大余、湖南汝城、安化、临武、云南文山等地。多成砂矿，以上钨矿物可用重选（摇床、跳汰等）、浮选、溜槽、淘重砂法等方法得到黑钨精矿或白钨精矿。钨的特点电灯泡里头的灯丝，就是钨丝。钨是最难熔的金属，熔点高达3410℃。当电灯点亮时，灯丝的温度高达3000℃以上，在这样高的温度下，只有钨才顶得住，而其他大多数金属会熔成液体或以至变成蒸气。钨，是瑞典化学家社勒在178l年用酸分解钨酸时发现的，但过了六十七年，人们才制得纯净的金属钨。纯钨是银白色的金属，只有粉末状或细丝状的钨才是灰色或黑色的。电灯泡用久了会发黑，便是由于灯泡内壁有一层钨的粉末。钨很重，1立方

4、米的钨重达19.1吨，与金差不多，因此它的瑞典语原意，便是“重”的意思。钨又非常坚硬，人们是用最硬的石头——金刚石作拉丝模，使直径为1毫米的钨丝通过20多个逐渐小下去的金刚石孔，才把它抽成直径只有几百分之一毫米的灯丝。一公斤的钨锭可抽成长达四百公里的细丝。白炽灯、真空管以至连我国制成的新颖的“碘钨灯”。都是用钨作灯丝。据统计，全世界每年白炽灯和电子管的产量达几十亿只以上！钨的最大的用途，还不是制造灯丝，而是制造钨钢。全世界每年有90%的钨是用于制造钨钢。在我国古代，常有所谓“削铁如泥”的宝刀，《水浒》里说把头发放在“青面兽”杨志的那把宝刀的刀刃上一吹，头发便断成两半。这

5、些传说固然有夸张之处，不过，的确有些刀是格外锋利的。据现代用化学方法分析。原来，在这些钢刀中含有钨！人们便用钨矿和铁矿放在一起，炼成钨钢。钨钢一般含钨9—17%。钨是最耐高温的金属。钨钢也继承了钨的这一优良特性。用普通碳素钢做的车刀，加热到250℃以上便变软了，自然也就没法切削金属了。然而，钨钢做的车刀，温度高达1000℃，仍然坚硬如故。1900年，人们才第一次在世界博览会上展出用钨钢制造的车刀。然而，由于钨钢车刀具有很大的优越性，便迅速地在工业上得到推广。在短短的五十年间，由于钨钢车刀的使用，使金属切削速度增加了二百倍，从每分钟十米增加到两千米以上。炮筒、枪筒也常用钨

6、钢做，因为在连续发射时，会被炮弹、枪弹摩擦得滚烫，但耐热的钨钢依然保持良好的弹性和机械强度。钨很坚硬，钨纲也很坚硬、锋利。不过，如果用碳化钨和钴粉制成硬质合金，比钨钢还要坚硬，以至可与金刚石比美。这种硬质合金并不是从炼钢炉里炼出来的，而是用金属粉末做成的。这种制造方法，叫做“粉末冶金”。在制造时，人们先把碳粉与钨粉混合，加热到1500℃左右，制成碳化钨。然后，再把碳化钨粉与黑色的钴粉混合，模压成一定形状，先加热到1000℃进行预烧。预烧后的合金，进行一些机械加工(因为变硬后几乎无法再加土)，再加热到1500℃左右，这时，原先是“一盘散沙”般的黑粉，却烧结成非常结实的硬质

7、合金。我国正大力推广使用这种简便的粉末冶金法，制造硬质合金。用这种碳化钨硬质合金制成的刀具，在加工同样的机械零件时，切削速度比钨钢刀具还快十五倍。用这种碳化钨硬质合金制成的模具，可以冲三百多万次，而普通的合金钢模具只能冲五万多次。更可贵的是，由于它不易被磨损，所以冲出来的产品，十分精确。硬质合金已广泛地用于我国各工业部门，如制造手表中的零件、化工厂用的高压喷嘴以及制造无缝钢管的顶芯、钻探机的钻头等。钨的其他合金——钨钛合金、钨铬钴合金等，也都是著名的硬质合金。钨的化学性质很稳定，即使在加热的情况下，也不会与盐酸、硫酸作用，甚至不会溶解在王