黑鎢礦(鎢錳鐵礦)

黑鎢礦

鎢錳鐵礦一般指本詞條

黑鎢礦是提煉鎢的最主要礦石,它也叫鎢錳鐵礦。黑鎢礦為褐色至黑色,具有金屬或半金屬光澤。一般它與錫礦石同產於花崗岩和石英礦中。黑鎢礦產於高溫熱液石英脈中。中國贛南、湘東、粵北一帶是世界著名的黑鎢礦產區。其它主要產地有俄羅斯西伯利亞、緬甸、泰國、澳大利亞、玻利維亞等地。

基本介紹

  • 中文名:黑鎢礦
  • 外文名:Wolframite
  • 定義:提煉鎢的最主要礦石
  • 別稱:鎢錳鐵礦
  • 顏色:褐色至黑色
  • 主要產地:俄羅斯西伯利亞、緬甸、泰國等
主要成分,晶體化學,結構形態,物理性質,產狀與組合,鑑定特徵,工業套用,分解工藝,

主要成分

黑鎢礦(鎢錳鐵礦)(Wolframite)(Mn,Fe)WO4
黑鎢礦
黑鎢礦的化學成分為(Fe,Mn)WO4,晶體屬單斜晶系氧化物礦物。礦物和條痕顏色均隨、錳含量而變化,含鐵愈多,顏色愈深,一般為褐紅色至黑色,條痕黃褐色至黑褐色,金屬光澤至半金屬光澤,有一組完全的板面解理,比重7.2-7.5,摩氏硬度4-4.5,一般具有弱磁性。晶體形態呈板狀或柱狀。黑鎢礦是FeWO-MnWO4類質同象系列的中間成員。此系列中,含FeWO4或MnWO4分子在80%以上的分別稱為鎢鐵礦和鎢錳礦。黑鎢礦的英文名源自古德語wolf(令人不快的)和ram(浮渣),指當時冶煉含黑鎢礦的錫礦石時,錫熔體表面出現浮渣,影響冶煉。

晶體化學

鎢鐵礦(FeWO4)-鎢錳礦(MnWO4)完全類質同像系列的中間成員。理論組成(ωB/%):鎢鐵礦FeO 23.65,WO3 76.35;鎢錳礦MnO 23.42,WO3 76.58。習慣上將
者稱為鎢鐵礦;
者稱為鎢錳礦;介於二者之間者稱為黑鎢礦。常見混入物有Mg、Ca、Nb、Ta、Sc、Y、Sn等。其中Nb、Ta、Sc可呈類質同像替代,更多的則呈微細包裹體存在。

結構形態

單斜晶系
;Z=2;鎢錳礦,a0=0.4829nm,b0=0.5759 nm,c0=0.4997nm,β=91°10';黑鎢礦,a0=0.479nm,b0=0.574nm,c0=0.499nm,β= 90°26';鎢鐵礦,a0=0.4753nm,b0=0.5709nm,c0=0.4964nm,β=90°。[(Mn,Fe)O6]八面體以共棱方式沿c軸連線成折線狀;[WO6]畸變八面體也共棱連線,並以4個角頂與[(Mn,Fe)O6]連線。∥(100)為似層狀。
黑鎢礦
斜方柱晶類,C2h-2/m(LPC)。晶體常沿(100)呈厚板狀或∥c軸呈短柱狀,有時呈柱狀、毛髮狀等。主要單形平行雙面a{100}、b{010}、d{102}、c{001},斜方柱n{110}、ω{011}、k{210}(如右圖)。完好晶體較少見。晶面上常有∥c軸的縱紋。依(100)或(023)成接觸雙晶集合體多為板狀。

物理性質

顏色和條痕均隨Fe、Mn含量而變化,含Fe越高色越深,鎢錳礦呈淺紅、淺紫、褐黑色;黑鎢礦為褐黑至黑色;鎢鐵礦黑色。條痕均較顏色淺,鎢錳礦為黃褐-黃色,鎢鐵礦為暗褐-黑色。金剛光澤半金屬光澤解理完全。性脆。硬度4~5.5。相對密度7.18~7.51,亦隨Fe的含量增高而增大。富含Fe者具弱磁性。
偏光鏡下:鎢錳礦ng=2.30~2.32,nm=2.22,np=2.17~2.20;2V≈73°(計算值);黑鎢礦ng=2.42~2.46,nm=2.32,np=2.26~2.31;2V=78°36'(計算值);鎢鐵礦ng= 2.414,nm=2.305,np=2.255;2V=68°。

產狀與組合

黑鎢礦有多種礦化類型,雲英岩型,石英脈型,斑岩型等,最著名的是石英脈型黑鎢礦,此種礦床在我國華南地區大面積分布。例如舉世聞名的開採歷史最久遠的西華山鎢礦,規模最大的湖南瑤崗仙鎢礦等。
黑鎢礦和鎢錳礦主要產於高溫熱液石英脈內及其雲英岩化圍岩中。礦脈常存在於花崗岩侵入體頂部或近接觸帶圍岩中,共生礦物錫石輝鉬礦輝鉍礦毒砂黃鐵礦黃銅礦黃玉綠柱石電氣石等。鎢錳礦亦可產於中低溫熱液脈中。

鑑定特徵

板狀晶形,顏色,條痕,一組完全解理,密度大為其特徵。易與鐵閃鋅礦相混,但鐵閃鋅礦呈粒狀,多組解理、密度較黑鎢礦小可區分。

工業套用

黑鎢礦是最重要的鎢礦石礦物,用途為生產鎢各種深加工產品,主要用於生產鎢的各種深加工產品。鎢的特種合金鋼被用於製造高速切削工具、炮膛、槍管、火箭發動機、火箭噴嘴、坦克裝甲等。鎢還用於製造燈絲及X射線發生器的陰極材料。合成材料碳化鎢硬度很高,僅次於金剛石,可用作鑽頭、車刀等。

分解工藝

先將白鎢礦、黑鎢礦各自磨細後分別進行壓煮分解,固液比1:1.1~2.7,壓煮溫度140~200℃,壓力0.3~1.1Mpa,時間為1~6小時。白鎢礦鹼分解,NaOH的加入量為理論量的2.7~3.7倍,控制初始鹼度為500~600g/l,分解完成後稀釋過濾時加入理論量2~15%的含P04添加劑,控制鹼度為150~200g/l,溫度為70~80℃,過濾後的鎢酸鈉溶液不進行鎢-鹼分離,直接用於黑鎢礦鹼分解,控制初始鹼度130~200g/l,加入理論量0.8~1.2倍的含PO43添加劑。
分解率達99%左右,可利用冶煉廠現有的通用壓煮設備同時處理黑鎢精礦白鎢精礦、黑白鎢混合礦、鎢中礦和回收廢鎢渣。與酸法工藝比,污染程度大為降低;與其它鹼法工藝比,省去鎢-鹼分離,減少了能耗及鎢、鹼的損耗,綜合鹼耗僅為理論量1.35倍左右。

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