鎢礦

鎢礦是指通過有關地質作用加以富集形成的鎢礦床。

2016年1月，江西浮梁縣朱溪鎢礦查明333+334類三氧化鎢(WO3)資源量 286萬噸，再次刷新了鎢礦儲量的世界記錄，成為新的世界最大鎢礦。

基本介紹

• 中文名：鎢礦
• 外文名：Tungsten ore
• 別稱：鎢精礦
• 化學式：W
• 顏色：黑色、白色
• 光澤：深灰色
• 硬度：7.5
• 礦物密度：19.35k/cnm3
• 套用：生產金屬鎢、碳化鎢、鎢合金及化合物。
• 分布：中國江西、湖南
• 發現者：瑞典化學家舍勒(C.W.Scheele)

歷史沿革

從1783年西班牙首次用炭從黑鎢礦中提取了金屬鎢至今有200餘年的鎢礦開發、冶煉、加工歷史。

中國對世界鎢業發展作出了舉世矚目的貢獻。我國鎢礦於1907年發現於江西省大余縣西華山，鎢礦開採始於1915～1916年(據《中國礦床發現史·江西卷》，1996年)。此後在南嶺地區相繼發現不少鎢礦區，生產不斷擴大，至第一次世界大戰末期，鎢精礦產量達到萬噸，躍居世界鎢精礦產量首位，至今仍居世界第1位。

我國鎢礦資源豐富。開發鎢礦地質調查工作，由翁文灝先生創始於1916年，爾後在河北、江西、廣東、廣西等省(區)分別做了一些探測工作。20世紀三四十年代，對贛、湘、粵、桂、滇等省(區)的一些鎢礦床進行了較系統的地質調查，特別是對贛南地區的鎢礦，先後有燕春台、查宗祿、周道隆、徐克勤、丁毅、張兆瑾、馬振圖等地質學家做了頗有成就的地質調查研究。其中，徐克勤、丁毅所著《江西南部鎢礦地質志》(1943)，對贛南幾十年鎢礦床分別作了系統的論述，堪稱我國第一部鎢礦地質專著。這些地質前輩的工作成果，不僅為後來地質勘探工作奠定了基礎，而且也為當時開採贛南鎢礦提供了重要依據。

1935年江西省成立了資源委員會鎢業管理處，統一價格，收購鎢砂。1938年西華山建立礦場，投資經營東西大巷，進行坑采。抗戰勝利後改為資源委員會第一特種礦產管理處西華山工程處。據不完全統計，西華山鎢礦至新中國成立前，共采出鎢砂近5萬t。1937年成立大吉山鎢礦工程處，收回民窿開鑿第九中段，開始國營生產。

在30～40年代，不僅發現了大量黑鎢礦，而且白鎢礦也有陸續發現。資源委員會礦產測勘處金耀華、楊博泉於1943年對雲南省文山縣老君山地區進行礦產地質調查時，首次發現接觸交代型白鎢礦床(夕卡岩型白鎢礦床)，著有《雲南文山老君山白鎢礦床之成因及其意義》論文(地質論評，1943，№.Ⅷ)。1947年徐克勤又在湖南省宜章瑤崗仙和尚灘發現了白鎢礦床，並寫專文報導。

新中國成立後，為振興鎢業，在五六十年代開展了前所未有的大規模鎢礦地質普查和勘探工作。由原重工業部、冶金部、地質部所屬地質勘探部門，迅速地對贛、湘、粵以及閩、桂、滇等省區的鎢礦開展全面普查勘探工作，在第一個五年計畫期間(1953～1957年)，為贛南西華山、大吉山、巋美山、盤古山等“四大名山”黑鎢礦床作為重點礦山建設項目以及在湘南、粵北、桂東北等地區的鎢礦建設礦山，提供了可靠的地質成果，作為採選設計的依據。60～80年代，為保礦山、保建設和鎢業持續發展，繼續進行了大量地質勘查工作，在華南和西北甘肅等地又發現並探明了一批大型、超大型鎢礦，為中國鎢業可持續發展，準備了充足的礦產資源。

在大量地質勘探工作基礎上，從50～70年代建成了原中央直屬企業的礦山有20多座和一大批地方國營的中小型礦山，到80年代以來，國營鎢礦山形成生產礦石總能力達870萬t。年產鎢精礦4～5萬t(WO3含量)。

2015年12 月1日，江西省國土資源廳在南昌組織召開了《江西省浮梁縣 朱溪外圍（30-78線）鎢銅礦普查成果報告》評審會。經專家 評審，確認該項目查明333+334類三氧化鎢(WO3)資源量286萬 噸，再次刷新了鎢礦儲量規模的世界記錄。

2016年1月5日，江西省國土資源廳在南昌召開浮梁縣朱溪鎢銅礦普查成果通報會，宣布浮梁縣朱溪外圍（30-78線）查明333+334類三氧化鎢(WO3)資源量 286萬噸，再次刷新了鎢礦儲量的世界記錄，浮梁縣朱溪鎢礦成為新的世界最大鎢礦。其資源量是原世界最大鎢礦大湖塘鎢 礦的2.7倍。

套用範圍

鎢在冶金和金屬材料領域中屬高熔點稀有金屬或稱難熔稀有金屬。鎢及其合金是現代工業、國防及高新技術套用中的極為重要的功能材料之一，廣泛套用於航天、原子能、船舶、汽車工業、電氣工業、電子工業、化學工業等諸多領域。特別是含鎢高溫合金主要套用於燃氣輪機、火箭、飛彈及核反應堆的部件，高比重鎢基合金則用於反坦克和反潛艇的穿甲彈頭。

鎢精礦用於生產金屬鎢、碳化鎢、鎢合金及化合物。

原料特點

化學特性

鎢是一種分布較廣泛的元素，幾乎普遍見於各類岩石中，但含量較低。通過有關地質作用加以富集才能形成礦床作為商品礦石開採。鎢在地殼中的平均含量為1.3×10-6，在花崗岩中含量平均為1.5×10-6。鎢在自然界主要呈六價陽離子，其離子半徑為0.68×10-10m。由於W6+離子半徑小，電價高，具有強極化能力，易形成絡陰離子，因此鎢主要以絡陰離子形式[WO4]2-，與溶液中的Fe2+、Mn2+、Ca2+等陽離子結合形成黑鎢礦或白鎢礦沉澱。黑鎢礦結晶溫度為320～240℃，白鎢礦的結晶溫度為300～200℃。

在表生作用中，由於含鎢礦物較穩定，常形成砂礦。但在酸性條件下，含鎢礦物可被分解，並以WO3形式溶於地表水中，在一定條件下形成某些鎢的次生礦物。有時以礦物微粒或離子形式被粘土或鐵錳氧化物吸附而集聚於頁岩、泥質細砂岩及鐵錳礦層中。

如今在古老的變質岩系中發現有層控鎢礦床和鎢的礦源層，說明在變質作用過程中，鎢也能發生某種程度的富集。

礦物組成

鎢的重要礦物均為鎢酸鹽。在成礦作用過程中能與[WO4]2-絡陰離子結合的陽離子僅有幾個，主要有Ca2+、Fe2+、Mn2+、Pb2+，其次為Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+等，因而礦物種類有限，如今在地殼中僅發現有20餘種鎢礦物和含鎢礦物，即黑鎢礦族：鎢錳礦、鎢鐵礦、黑鎢礦；白鎢礦族：白鎢礦(鈣鎢礦)、鉬白鎢礦、銅白鎢礦；鎢華類礦物：鎢華、水鎢華、高鐵鎢華、釔鎢華、銅鎢華、水鎢鋁礦；不常見的鎢礦物：鎢鉛礦、斜鎢鉛礦、鉬鎢鉛礦、鎢鋅礦、鎢鉍礦、銻鎢燒綠石、鈦釔釷礦(含鎢)、硫鎢礦等。

儘管已發現的鎢礦物和含鎢礦物有20餘種，但其中具有開採經濟價值的只有黑鎢礦和白鎢礦。黑鎢礦(Fe、Mn)WO4，含WO3 76%；白鎢礦CaWO4，含WO3 80.6%。

冶煉原料

國外長期以來開發的鎢礦，主要是白鎢礦，占總生產能力的60%。而我國儘管白鎢礦已探明儲量376萬t，占世界鎢礦總儲量的71%，但由於一些大型、超大型鎢多金屬礦床的礦石物質成分複雜，嵌布粒度細，選冶技術尚未徹底解決，因而現階段開採仍以石英脈型黑鎢礦為主，占全國采出礦量的90%。

礦石要求

鎢礦產工業要求(或稱礦產工業要求)，包括礦床邊界品位(WO3%)、工業品位(WO3%)、可采厚度(m)和夾石剔除厚度(m)。

鎢礦床伴生有益組分通常有錫、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、銻、金、銀、鈷、鈹、鋰、鈮、鉭、稀土、硫、磷、砷、壓電水晶、熔煉水晶、螢石等。其中，硫、磷、砷、鉬、鈣、錳、銅、錫、矽、鐵、銻、鉍、鉛、鋅等對鎢的冶煉工藝和鎢製品為有害雜質，對各類鎢精礦產品所含的這些有害雜質，國家已制定行業標準，即GB2825-81。因此，這些有害組分，要經過選冶技術途徑富集綜合回收，變害為益，變廢為寶，綜合利用。

資源狀況

鎢礦是我國的優勢礦產資源。現已發現並探明有儲量的礦區252處，累計探明儲量(WO3，下同)637.5萬t，其中A+B+C級儲量232萬t，占36.4%。截至1996年底，鎢礦保有儲量為529.08萬t，其中A+B+C級儲量228.11萬t，占43.1%。在找礦行動中，根據國土部公布的最新數據，金屬礦產勘查取得一批世界級的重大發現，查明資源儲量達106萬噸的鎢礦。

中國鎢礦資源豐富，著稱世界，其儲量在世界排位，以中國表內A+B+C級儲量同世界儲量基礎相比居世界第1位。第2位加拿大(儲量基礎49.3萬t)、第3位俄羅斯(儲量基礎35.5萬t)。中國鎢礦不僅儲量居世界第一，而且產量和出口量長期以來也居世界第一，因而被稱譽為“世界三個第一”。創造和打破了多項中國世界紀錄協會認可的世界紀錄、中國紀錄。

中國江西大余縣，是世界著名的“鎢都”。那裡有四百多處星羅棋布的鎢礦點。鴉片戰爭後，德國人曾在那裡首先發現了鎢，當時只花500元錢就秘密地收買了礦權。愛國民眾發現後，紛紛起來保礦、護礦。經多方交涉，終於在1908年以1000元收回礦權，並集資開採。這便是贛南最早的鎢礦開發業。

我國湖南省郴州市柿竹園是個“世界有色金屬博物館”，擁有140多種礦物。其中鎢礦儲量就占了當前世界總儲量的四分之一。

中國鎢礦儲量居世界首位，為國外30多個國家總儲量（130萬噸）的3倍多。另外的主要產鎢國是加拿大和美國。

儲量分布

在全國已探明鎢礦儲量有21個省、自治區、直轄市。其中保有儲量在20萬t以上的有8個省區，依次為湖南179.89萬t、江西110.09萬t、河南62.85萬t、廣西34.92萬t、福建30.67萬t、廣東23.02萬t、甘肅22.29萬t、雲南21.66萬t，合計485.39萬t，占全國鎢保有儲量的91.7%(以1996年底全國鎢礦保有儲量統計)。

從全國大行政區分布來看，依次：中南區占全國鎢儲量的58.2%，居首位，其次是華東區占28%、西北區占4.3%、西南占4.1%、東北區占3.2%、華北區占2.2%。

在三大經濟地區鎢礦儲量分布的比例：東部沿海地區占17.1%、中部地區占75.1%、西部地區占7.8%。全國大中型、超大型鎢礦分布及其儲量和礦區開發利用情況見圖3.12.1和表3.12.4。

鎢在自然界中不是以單質出現的，它只存在於不同的化合物中。工業用途中，最重要的兩種鎢礦是黑鎢礦 ((Fe,Mn)WO4)，或者我們也稱它為鎢鐵礦-黑鎢礦和白鎢礦 (CaWO4)，這也是兩種用來開採鎢的最常用的兩種礦物。

世界鎢礦儲量分布

現在中國是世界上最大的鎢輸出國。美國地質勘探局(USGS)估計2007年世界鎢礦產量，中國生產了77000噸，占了世界總產量的86%。

此外，根據美國地質勘探局的計算，中國的礦產儲備基地占世界總儲備基地的67%。

世界鎢儲量（噸）
國家	儲備	儲備基地
中國	1,800,000	4,200,000
其它國家	420,000	740,000
加拿大	260,000	490,000
俄羅斯	250,000	420,000
美國	140,000	200,000
玻利維亞	53,000	100,000
葡萄牙	4,700	62,000
北韓	NA	35,000
澳大利亞	10,000	15,000
總計	2,937,700	2,262,000

勘探類型

根據我國鎢礦床的勘探經驗和礦山生產實踐以及勘探與開採對比研究，1984年修改補充了1981年制定的《鎢礦地質勘探規範(試行)》，將我國鎢礦劃分為4個勘探類型：

第一勘探類型

礦體規模大至巨大(長>1500m，深>800m)，形態較簡單至簡單，產狀較穩定(有小的起伏)到穩定，厚度變化較小，成礦後構造和火成岩體對礦體僅有局部破壞，品位較均勻(品位變化曲線呈波狀)至均勻(品位變化曲線呈舒緩波狀)，礦化基本連續至連續，礦床規模為巨大型。如湖南瑤崗仙夕卡岩型白鎢礦床。

第二勘探類型

礦體規模中等至大型(長1000～1500m，深500～800m)，形態較簡單，產狀較穩定，厚度變化不大，成礦後構造和火成岩體對礦體有一定破壞或只有局部破壞，但礦體仍較易對比連線，品位較均勻。礦化基本連續，礦床規模為中—大型。如江西漂塘石英細脈型鎢錫礦床的Ⅰ、Ⅱ礦帶。

第三勘探類型

礦體規模一般為中等(長300～1000m，深200～500m)，少數為大型。總體形態較簡單至較複雜，組構形態較複雜，如石英大脈型鎢礦體的分支複合，尖滅側現，尖滅再現；夕卡岩型鎢礦體的彎曲變化，扁豆狀礦體的斷續相連等。厚度變化不大至較大。成礦後構造和火成岩體對礦體有一定破壞或只有局部破壞，部分礦體對比連線較困難，品位一般不均勻(品位變化曲線呈跳躍狀)，少數礦體品位較均勻或很不均勻(品位變化曲線呈劇烈的跳躍狀)，礦化基本連續，少數不連續，礦床規模多為中型，少數大型或小型。如湖南鄧阜仙石英大脈型鎢銅錫礦床，江西盤古山石英大脈型鎢鉍礦床。

第四勘探類型

礦體規模中等至小型(長<300m，深<200m)，總體形態和組構形態都是較複雜至很複雜(如石英大脈型鎢礦體分支複合，尖滅側現，尖滅再現頻繁；又如其他類型的鎢礦體彎曲變化多、幅度大、小扁豆狀、囊狀礦體時斷時續等)，厚度變化較大至很大，礦化不連續，少數基本連續，品位不均勻至很不均勻，礦床規模多為小型，少數中型。如江西棕樹坑石英大脈型鎢錫礦床；湖南沃溪層狀浸染型鎢銻金礦床。

成礦特點

多元成礦

即成礦物質的多來源(岩源、層源、混合源、殼源、殼幔混合源等)；含礦建造的多層位(元古宇、震旦系、寒武系—奧陶系、泥盆系—石炭系、上侏羅統)；成礦作用的多期性；成礦環境的多樣性；以及鎢元素地球化學的多種適應性，如在岩漿階段、岩漿熱液、各種礦化流體、變質作用及表生作用中，均可活化、遷移，在有利的構造條件下富集成礦。

多因素

地層沉積建造是供礦、容礦的基本因素之一，不同的容礦建造機制分別控制形成不同類型的鎢礦。如碳酸鹽岩建造總是形成夕卡岩或似夕卡岩型鎢礦床(以白鎢礦為主)；而在矽鋁建造則往往產生交代岩或角岩，形成岩體浸染型、細脈浸染型、脈型、角礫岩筒型鎢礦床。不同的構造-岩漿機制，形成各具特徵的礦床類型。例如，由深大斷裂從深部帶來的殼幔混源型岩脈，可以形成斑岩型、角礫岩筒型鎢礦；而來自殼源型的岩脈則形成脈型或夕卡岩型鎢礦。各種成礦條件聯合控礦，必然產生多型礦床的共生與複合。

高度集中

南嶺是中國鎢礦最密集的成礦區，尤其是贛南、湘南、粵北地區的鎢礦床更是高度集中分布，而且是成群成組的出現。如在贛南大余—崇義—上猶地區，僅在7800km2範圍內就有180多個礦床(點)密集分布，幾乎平均10km2內即有兩處鎢礦床，並呈現等距、近等距的分布；又如，盤古山區在11000km2範圍內也有100多處鎢礦床(點)分布，平均每100km2就有1處礦床。在南嶺每一個密集區里往往產有1～2個大型鎢礦並有“衛星”式一批中小型礦床圍繞大型礦床產出而成群成組的分布。在每個礦床中幾乎都有1～2條“王牌”礦脈(即規模大、品位富的礦脈)，如西華山鎢礦的299號“王牌”脈長920m，脈寬最大3.60m，而且品位富。每個礦區的含鎢石英脈成群成帶的產出(即許多脈鎢礦體一起產出而形成礦體群；按礦體分布疏密程度而分為脈帶型礦脈和單脈形礦脈)。如贛南的西華山、大吉山，湘南的瑤崗仙，粵北的鋸板坑、梅子窩、石人嶂等特大型、大中型鎢礦床中的礦脈，均是成群成帶的分布。這種成群成帶的分布規律，對找礦、勘探、開發具有重要指導作用。

成礦規律

分帶規律

在南嶺內生鎢礦床具有明顯的分帶性。這種分帶規律在一些成礦區帶和礦田、礦床中均不同程度的顯示。如南嶺贛南鎢礦成礦區帶，王成發(1984)提出贛南脈狀鎢礦具有區域性水平分帶特徵，表現以大余嶺為中心的半環狀分帶，按鎢礦地球化學特徵劃分3個帶，依次為：Ⅰ——鎢錫礦帶，Ⅱ——鎢礦帶，Ⅲ——鎢多金屬礦帶。

礦床垂直

在石英脈型鎢礦床(簡稱脈鎢礦床)的礦體形態在垂直空間具有“五層樓”式的變化規律。這種垂直變化規律的認識，是60年代初廣東冶金地質九三二隊在勘探粵北梅子窩脈鎢礦床時研究總結出來的，形象地稱為“五層樓”：即①石英雲母線(也叫線脈帶)、②稀疏細脈帶、③密集細脈帶、④平行薄脈組、⑤單獨大脈，即以帶、組、脈為基本模式。在贛南、湘南等地的脈鎢礦床的礦脈也存在這類似的垂直分帶。這種“五層樓”式模式，對找礦、勘探和礦床開採具有實際指導意義。但應指出，有些脈鎢礦床的礦脈因剝蝕和其他地質因素所致，不一定每個礦床都顯現出“五層樓”式的垂直變化規律，有的僅具有三層、四層。

選礦方法

鎢礦的選礦方法主要有手選，航模選，重選，浮選，磁選和靜電分離。黑鎢以重選為主，而白礦以浮選為主。為了全面提取有用的成分，提高產品質量和鎢精礦的回收率。選礦和冶煉技術相結合，提高烘烤和淋溶和其他濕法提煉方法。