钨矿
一、概述钨元素由瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)于1781年从当时称为重石的矿物(现称白钨矿)中发现的，并以瑞典文tung(重)和sten(石头)的复合词tungsten命名这种新元素。1783年西班牙人德卢亚尔兄弟(F·de Elhuyar)从黑钨矿中制得氧化钨，并用碳还原为钨粉。
钨呈银白色，是熔点最高的金属，熔点高达3400℃，居所有金属之首，沸点5555℃，比重(单晶钨)19.3，并具有高硬度、良好的高温强度和导电、传热性能，常温下化学性质稳定，耐腐蚀，不与盐酸或硫酸起作用。
钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一，广泛应用于航天、原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。特别是含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件，高比重钨基合金则用于反坦克和反潜艇的穿甲弹头。
钨精矿用于生产金属钨、碳化钨、钨合金及化合物。
二、钨矿原料特点(1)钨的地球化学特性及其在地质作用的行为 钨是一种分布较广泛的元素，几乎遍见于各类岩石中，但含量较低。通过有关地质作用加以富集才能形成矿床作为商品矿石开采。钨在地壳中的平均含量为1.3×10，在花岗岩中含量平均为1.5×10。钨在自然界主要呈六价阳离子，其离子半径为0.68×10m。由于W6+离子半径小，电价高，具有强极化能力，易形成络阴离子，因此钨主要以络阴离子形式［WO4］，与溶液中的Fe、Mn、Ca等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀。黑钨矿结晶温度为320～240℃，白钨矿的结晶温度为300～200℃。
在表生作用中，由于含钨矿物较稳定，常形成砂矿。但在酸性条件下，含钨矿物可被分解，并以WO3形式溶于地表水中，在一定条件下形成某些钨的次生矿物。有时以矿物微粒或离子形式被粘土或铁锰氧化物吸附而集聚于页岩、泥质细砂岩及铁锰矿层中。
近年来在古老的变质岩系中发现有层控钨矿床和钨的矿源层，说明在变质作用过程中，钨也能发生某种程度的富集。
(2)钨矿石矿物组成 钨的重要矿物均为钨酸盐。在成矿作用过程中能与［WO4］络阴离子结合的阳离子仅有几个，主要有Ca、Fe、Mn、Pb，其次为Cu、Zn、Al、Fe、Y等，因而矿物种类有限，目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物，即黑钨矿族：钨锰矿、钨铁矿、黑钨矿；白钨矿族：白钨矿(钙钨矿)、钼白钨矿、铜白钨矿；钨华类矿物：钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿；不常见的钨矿物：钨铅矿、斜钨铅矿、钼钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)、硫钨矿等。
尽管已发现的钨矿物和含钨矿物有20余种，但其中具有开采经济价值的只有黑钨矿和白钨矿。黑钨矿(Fe、Mn)WO4，含WO3 76%；白钨矿CaWO4，含WO3 80.6%。
(3)我国选冶钨矿物原料与国外不同 国外长期以来开发的钨矿，主要是白钨矿，占总生产能力的60%。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t，占全国钨矿总储量的71%，但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂，嵌布粒度细，选冶技术尚未彻底解决，因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主，占全国采出矿量的90%。
(1)钨的地球化学特性及其在地质作用的行为钨是一种分布较广泛的元素，几乎遍见于各类岩石中，但含量较低。通过有关地质作用加以富集才能形成矿床作为商品矿石开采。钨在地壳中的平均含量为1.3×10-6，在花岗岩中含量平均为1.5×10-6。钨在自然界主要呈六价阳离子，其离子半径为0.68×10-10m。由于W6+离子半径小，电价高，具有强极化能力，易形成络阴离子，因此钨主要以络阴离子形式［WO4］2-，与溶液中的Fe2+、Mn2+、Ca2+等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀。黑钨矿结晶温度为320～240℃，白钨矿的结晶温度为300～200℃。
在表生作用中，由于含钨矿物较稳定，常形成砂矿。但在酸性条件下，含钨矿物可被分解，并以WO3形式溶于地表水中，在一定条件下形成某些钨的次生矿物。有时以矿物微粒或离子形式被粘土或铁锰氧化物吸附而集聚于页岩、泥质细砂岩及铁锰矿层中。
近年来在古老的变质岩系中发现有层控钨矿床和钨的矿源层，说明在变质作用过程中，钨也能发生某种程度的富集。
(2)钨矿石矿物组成钨的重要矿物均为钨酸盐。在成矿作用过程中能与［WO4］2-络阴离子结合的阳离子仅有几个，主要有Ca2+、Fe2+、Mn2+、Pb2+，其次为Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+等，因而矿物种类有限，目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物，即黑钨矿族：钨锰矿、钨铁矿、黑钨矿；白钨矿族：白钨矿(钙钨矿)、钼白钨矿、铜白钨矿；钨华类矿物：钨华、水钨华、高铁钨华、钇钨华、铜钨华、水钨铝矿；不常见的钨矿物：钨铅矿、斜钨铅矿、钼钨铅矿、钨锌矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)、硫钨矿等。
尽管已发现的钨矿物和含钨矿物有20余种，但其中具有开采经济价值的只有黑钨矿和白钨矿。黑钨矿(Fe、Mn)WO4，含WO3 76%；白钨矿CaWO4，含WO3 80.6%。
(3)我国选冶钨矿物原料与国外不同国外长期以来开发的钨矿，主要是白钨矿，占总生产能力的60%。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t，占世界钨矿总储量的71%，但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂，嵌布粒度细，选冶技术尚未彻底解决，因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主，占全国采出矿量的90%。
三、矿石工业要求钨矿产工业要求(或称矿产工业要求)，包括矿床边界品位(WO3%)、工业品位(WO3%)、可采厚度(m)和夹石剔除厚度(m)。
钨矿床伴生有益组分通常有锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、金、银、钴、铍、锂、铌、钽、稀土、硫、磷、砷、压电水晶、熔炼水晶、萤石等。其中，硫、磷、砷、钼、钙、锰、铜、锡、硅、铁、锑、铋、铅、锌等对钨的冶炼工艺和钨制品为有害杂质，对各类钨精矿产品所含的这些有害杂质，国家已制定行业标准，即GB2825-81。因此，这些有害组分，要经过选冶技术途径富集综合回收，变害为益，变废为宝，综合利用。
四、矿业简史从1783年西班牙首次用炭从黑钨矿中提取了金属钨至今有200余年的钨矿开发、冶炼、加工历史。
中国对世界钨业发展作出了举世瞩目的贡献。我国钨矿于1907年发现于江西省大余县西华山，钨矿开采始于1915～1916年(据《中国矿床发现史·江西卷》，1996年)。此后在南岭地区相继发现不少钨矿区，生产不断扩大，至第一次世界大战末期，钨精矿产量达到万吨，跃居世界钨精矿产量首位，至今仍居世界第1位。
我国钨矿资源丰富。开发钨矿地质调查工作，由翁文灏先生创始于1916年，尔后在河北、江西、广东、广西等省(区)分别做了一些探测工作。20世纪三四十年代，对赣、湘、粤、桂、滇等省(区)的一些钨矿床进行了较系统的地质调查，特别是对赣南地区的钨矿，先后有燕春台、查宗禄、周道隆、徐克勤、丁毅、张兆瑾、马振图等地质学家做了颇有成就的地质调查研究。其中，徐克勤、丁毅所著《江西南部钨矿地质志》(1943)，对赣南几十年钨矿床分别作了系统的论述，堪称我国第一部钨矿地质专著。这些地质前辈的工作成果，不仅为后来地质勘探工作奠定了基础，而且也为当时开采赣南钨矿提供了重要依据。
1935年江西省成立了资源委员会钨业管理处，统一价格，收购钨砂。1938年西华山建立矿场，投资经营东西大巷，进行坑采。抗战胜利后改为资源委员会第一特种矿产管理处西华山工程处。据不完全统计，西华山钨矿至新中国成立前，共采出钨砂近5万t。1937年成立大吉山钨矿工程处，收回民窿开凿第九中段，开始国营生产。
在30～40年代，不仅发现了大量黑钨矿，而且白钨矿也有陆续发现。资源委员会矿产测勘处金耀华、杨博泉于1943年对云南省文山县老君山地区进行矿产地质调查时，首次发现接触交代型白钨矿床(夕卡岩型白钨矿床)，著有《云南文山老君山白钨矿床之成因及其意义》论文(地质论评，1943，№.Ⅷ)。1947年徐克勤又在湖南省宜章瑶岗仙和尚滩发现了白钨矿床，并写专文报道。
新中国成立后，为振兴钨业，在五六十年代开展了前所未有的大规模钨矿地质普查和勘探工作。由原重工业部、冶金部、地质部所属地质勘探部门，迅速地对赣、湘、粤以及闽、桂、滇等省区的钨矿开展全面普查勘探工作，在第一个五年计划期间(1953～1957年)，为赣南西华山、大吉山、岿美山、盘古山等“四大名山”黑钨矿床作为重点矿山建设项目以及在湘南、粤北、桂东北等地区的钨矿建设矿山，提供了可靠的地质成果，作为采选设计的依据。60～80年代，为保矿山、保建设和钨业持续发展，继续进行了大量地质勘查工作，在华南和西北甘肃等地又发现并探明了一批大型、超大型钨矿，为中国钨业可持续发展，准备了充足的矿产资源。
在大量地质勘探工作基础上，从50～70年代建成了原中央直属企业的矿山有20多座和一大批地方国营的中小型矿山，到80年代以来，国营钨矿山形成生产矿石总能力达870万t。年产钨精矿4～5万t(WO3含量)。
五、资源状况钨矿是我国的优势矿产资源。现已发现并探明有储量的矿区252处，累计探明储量(WO3，下同)637.5万t，其中A+B+C级储量232万t，占36.4%。截至1996年底，钨矿保有储量为529.08万t，其中A+B+C级储量228.11万t，占43.1%。
中国钨矿资源丰富，著称世界，其储量在世界排位，以中国表内A+B+C级储量同世界储量基础相比居世界第1位。第2位加拿大(储量基础49.3万t)、第3位俄罗斯(储量基础35.5万t)。中国钨矿不仅储量居世界第一，而且产量和出口量长期以来也居世界第一，因而被称誉为“世界三个第一”。创造和打破了多项中国世界纪录协会认可的世界纪录、中国纪录。
中国江西大庾，是世界著名的“钨都”。那里有四百多处星罗棋布的钨矿点。鸦片战争后，德国人曾在那里首先发现了钨，当时只花500元钱就秘密地收买了矿权。爱国民众发现后，纷纷起来保矿、护矿。经多方交涉，终于在1908年以1000元收回矿权，并集资开采。这便是赣南最早的钨矿开发业。
我国湖南省郴州市柿竹园是个“世界有色金属博物馆”，拥有140多种矿物。其中钨矿储量就占了当前世界总储量的四分之一。
中国钨矿储量居世界首位，为国外30多个国家总储量（130万吨）的3倍多。另外的主要产钨国是加拿大和美国。
六、储量分布在全国已探明钨矿储量有21个省、自治区、直辖市。其中保有储量在20万t以上的有8个省区，依次为湖南179.89万t、江西110.09万t、河南62.85万t、广西34.92万t、福建30.67万t、广东23.02万t、甘肃22.29万t、云南21.66万t，合计485.39万t，占全国钨保有储量的91.7%(以1996年底全国钨矿保有储量统计)。
从全国大行政区分布来看，依次：中南区占全国钨储量的58.2%，居首位，其次是华东区占28%、西北区占4.3%、西南占4.1%、东北区占3.2%、华北区占2.2%。
在三大经济地区钨矿储量分布的比例：东部沿海地区占17.1%、中部地区占75.1%、西部地区占7.8%。全国大中型、超大型钨矿分布及其储量和矿区开发利用情况见图3.12.1和表3.12.4。
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