簡介
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白鎢礦過去叫鈣鎢礦或鎢酸鈣礦,它是重要的鎢礦,是鈣的鎢酸鹽礦物。鎢被用於合金鋼和人們熟悉的電燈燈絲。1781年瑞典化學家從白鎢礦中提取了鎢酸。白鎢礦常常呈一種緻密的塊狀或不規則的粒狀,有白色、黃色、褐色、綠色、無色等,具有玻璃光澤。多數白鎢礦都能發出螢光來,顏色在藍、白、黃之間變化。顏色變化是因為其內部所含的鉬或多或少。中國湖南瑤崗仙是世界著名的白鎢礦產地。英文中以白鎢礦中的鎢酸的發現者C.W.舍勒(Scheele)姓氏命名。
物理數據
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比重:6.1g/cm3
斷口:參差狀斷口
顏色:灰色、淺黃色、淺紫色或淺褐色,有時帶有綠色、桔黃色或紅色
條痕:黃綠色
透明度:透明到半透明
光澤:油脂光澤或金剛光澤
發光性:螢光,UV短波為亮藍白色
折射率:1.915-1.937,雙折射率為0.016
色散:0.026
光性一軸晶正光性,多色性弱,紫外螢光短波紫外線下呈淺藍色至黃色螢光,吸收光譜可見綠區和黃區有數條吸收線
其他:在短波紫外光下,此礦物發出鮮艷的藍白螢光,一軸晶(),No=1.918-1.92,Ne=1.934-1.937,雙反射率=0.0160-0.0170
物理化學性質
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分子式為Ca(WO3)、晶體屬四方晶系的鎢酸鹽礦物。WO3含量為 80.6%。它與黑鎢礦同為鎢的最主要礦石礦物。成分中鎢可部分被鉬成類質同象替代。晶體為近於八面體的四方雙錐狀,通常呈不規則粒狀或緻密塊狀集合體。
無色、白色少見,多為灰色、黃白色或淺紫、淺褐色,也有的帶綠、橘黃甚至帶紅色。油脂光澤或金剛光澤。透明至半透明。解理{111}中等。斷口差參狀。硬度4.5~5。性脆。相對密度5.8~6.2,隨Mo增加而降低。具發光性,在紫外光照射下發淺藍色至黃色螢光(依Mo的含量而定,Mo增加,螢光變淺黃至白)。偏光鏡下:無色。一軸晶(+)。No=1.920,Ne=1.937。
晶體化學
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結構與形態
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四方雙錐晶類,晶形常呈近於八面體的四方雙錐,也有沿呈板狀。主要單形為四方雙錐e和p,四方雙錐e的晶面常具斜紋和蝕象。依(110)成雙晶。
晶系和空間群:四方晶系,4/m
晶胞參數:a0=5.25牛=11.40牛
粉晶數據:3.1(1)4.76(0.55)3.072(0.3)
鑑定特徵
以色淺,油脂光澤,比重大、在紫外線下發出淡藍色螢光和難熔的特徵作為鑑定特徵。成因產狀
主要產出於接觸交代礦床中,與石榴子石,符山石,透輝石等礦物伴生,或產於高溫熱液中與黑鎢礦等伴生;
著名產地:世界著名的產地有中國四川平武;德國的Saxony、Bohemia;英國的Cornwall;澳洲的NewSouthWales、Queensland;玻利維亞的北部;美國的Nevada,Arizona和California等州;加拿大的BritishColumbia、Yukon和NorthwestTerritories邊界的東方等地。
名稱來源:用來紀念一位18世紀最早發現鎢的瑞典化學家K.W.Scheele(1742-1786),而以其名字命名
原料特點
鎢是一種分布較廣泛的元素,幾乎遍見於各類岩石中,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。近年來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。
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,目前在地殼中僅發現有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WO376%;白鎢礦CaWO4,含WO380.6%。
鑑別
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產地
白鎢礦以是18世紀瑞典化學家卡爾·斯契爾(scheele)的名字命名的,他證明了在這種礦物中有氯化鎢的存在。白鎢礦地產地主要有美國康涅迪克州費爾菲爾德區特魯巴里、南達科他州勞倫斯區的卡斯特、加利福尼亞印約區的達爾文、亞利桑那州康奇斯和莫哈韋;加拿大;德國;瑞士;義大利;墨西哥;巴西;秘魯;澳大利亞;日本;朝鮮;中國產有漂亮的晶體。白鎢礦主要產於花崗岩與石灰岩接觸帶的夕卡岩中。中國湖南瑤崗仙是世界著名的白鎢礦產地。套用價值
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18世紀50年代,化學家曾發現鎢對鋼性質的影響。然而,鎢鋼開始生產和廣泛套用是在19世紀末和20世紀初。
1900年在巴黎世界博覽會上,首次展出了高速鋼。因此,鎢的提取工業從此得到了迅猛發展。這種鋼的出現標誌了金屬切割加工領域的重大技術進步。鎢成為最重要的合金元素。
1900年,俄國發明家А.Н.Ладыгин首先建議在照明燈泡中套用鎢。在1909年Кулидж制定基於粉末冶金法,採用壓力加工的工藝方法之後,鎢才有可能在電真空技術中得到廣泛的套用。
1927——1928年採用以碳化鎢為主成分研製出硬質合金,這是鎢的工業發展史中的一個重要階段。這些合金各方面的性質都超過了最好的工具鋼,在現代技術中得到了廣泛的使用。
鎢以純金屬狀態和以合金系狀態廣泛套用於現代技術中,合金系狀態中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質合金、耐磨合金和強熱合金。
礦業簡史
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中國鎢礦資源豐富。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)。
常見礦物(三)
根據晶體化學的分類方案,碳酸鹽、硫酸鹽、鉻酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽等幾種均屬於含氧鹽類,是常見礦物中一大類。 |