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钙钨矿

化学组成为Ca(WO3)、晶体属四方晶系的钨酸盐矿物。英文中以白钨矿中的钨酸的发现者 C.W.舍勒(Scheele)姓氏命名。旧名钙钨矿或钨酸钙矿。WO3含量为 80.6%。它与黑钨矿同为钨的最主要矿石矿物。

化学组成为Ca(WO3)、晶体属四方晶系的钨酸盐矿物。英文中以白钨矿中的钨酸的发现者 C.W.舍勒(Scheele)姓氏命名。旧名钙钨矿或钨酸钙矿。WO3含量为 80.6%。它与黑钨矿同为钨的最主要矿石矿物。成分中钨可部分被钼成类质同象替代。晶体为近于八面体的四方双锥状,通常呈不规则粒状或致密块状集合体。无色或白色,一般多呈灰色、浅黄、浅紫或浅褐色。玻璃光泽到金刚光泽,断口呈油脂光泽解理中等,断口参差状。摩斯硬度4.5~5。比重大,达6.10。在紫外线照射下发浅蓝色荧光。白钨矿主要产于花岗岩石灰岩接触带的夕卡岩中。中国湖南瑶岗仙是世界著名的白钨矿产地。世界其他主要产地有朝鲜南部的山塘、德国萨克森、英国康沃尔、澳大利亚新南威尔士、玻利维亚北部和美国内华达等。

一种矿石,外形为粒状石块,白色带黄,有脂肪光泽。加热或经紫外线照射,略呈紫色。是炼钨的主要原料。

化学组成:CaWO4,CaO19.47%,WO380.53%

鉴定特征:以色浅,油脂光泽,比重大、在紫外线下发出淡蓝色荧光和难熔的特征作为鉴定特征

成因产状:主要产出于接触交代矿床中,与石榴子石,符山石,透辉石等矿物伴生,或产于高温热液中与黑钨矿等伴生;

著名产地:世界著名的产地有中国四川平武;德国的Saxony、Bohemia;英国的Cornwall;澳洲的NewSouthWales、Queensland;玻利维亚的北部;美国的Nevada,Arizona和California等州;加拿大的BritishColumbia、Yukon和NorthwestTerritories边界的东方等地。

名称来源:用来纪念一位18世纪最早发现钨的瑞典化学家K.W.Scheele(1742-1786),而以其名字命名

四方双锥晶类,晶形常呈近于八面体的四方双锥,也有沿呈板状。主要单形为四方双锥e和p,四方双锥e的晶面常具斜纹和蚀象。依(110)成双晶

晶系和空间群:四方晶系,4/m

晶胞参数:a0=5.25牛=11.40牛

粉晶数据:3.1(1)4.76(0.55)3.072(0.3)

物理性质  硬度:4.5  比重:6.1g/cm3  断口:参差状断口  颜色:灰色、浅黄色、浅紫色或浅褐色,有时带有绿色、桔黄色或红色  条痕:黄绿色  透明度:透明到半透明  光泽:油脂光泽或金刚光泽  发光性:荧光,UV短波为亮蓝白色  折射率:1.915-1.937,双折射率为0.016  色散:0.026  光性一轴晶正光性,多色性弱,紫外荧光短波紫外线下呈浅蓝色至黄色荧光,吸收光谱可见绿区和黄区有数条吸收线  其他:在短波紫外光下,此矿物发出鲜艳的蓝白荧光光学性质
一轴晶( ),No=1.918-1.92,Ne=1.934-1.937,双反射率=0.0160-0.0170
 
 

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。

 

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WO376%;白钨矿CaWO4,含WO380.6%。

应用价值 目前世界上开采出的白钨矿,80%用于优质钢的冶炼,15%用于生产硬质钢,5%其他用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属,是一种用途较广的金属。

18世纪50年代,化学家曾发现钨对钢性质的影响。然而,钨钢开始生产和广泛应用是在19世纪末和20世纪初。

1900年在巴黎世界博览会上,首次展出了高速钢。因此,钨的提取工业从此得到了迅猛发展。这种钢的出现标志了金属切割加工领域的重大技术进步。钨成为最重要的合金元素。

1900年,俄国发明家А.Н.Ладыгин首先建议在照明灯泡中应用钨。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法,采用压力加工的工艺方法之后,钨才有可能在电真空技术中得到广泛的应用。

19271928年采用以碳化钨为主成分研制出硬质合金,这是钨的工业发展史中的一个重要阶段。这些合金各方面的性质都超过了最好的工具钢,在现代技术中得到了广泛的使用。

钨以纯金属状态和以合金系状态广泛应用于现代技术中,合金系状态中最主要的是合金钢、以碳化钨为基的硬质合金、耐磨合金和强热合金。

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。

中国钨矿资源丰富。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)。

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