黑鎢礦

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

黑鎢礦（鎢錳鐵礦）（Wolframite）(Mn,Fe)WO₄

黑鎢礦的化學成分為（Fe，Mn）WO₄，晶體屬單斜晶系的氧化物礦物。礦物和條痕顏色均隨鐵、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

是鎢鐵礦(FeWO₄)－鎢錳礦(MnWO₄)完全類質同像系列的中間成員。理論組成(ω_B/%)：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。

斜方柱晶類，C_2h-2/m(L²PC)。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n_g=2.30~2.32，n_m=2.22，n_p=2.17~2.20；2V≈73°(計算值)；黑鎢礦n_g=2.42~2.46，n_m=2.32，n_p=2.26~2.31；2V=78°36'(計算值)；鎢鐵礦n_g= 2.414，n_m=2.305，n_p=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，共生礦物有錫石、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鹼壓煮分解，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P0₄^3-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。