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(wB%): 鎢鐵礦FeO 23.65,WO3 76.35; 鎢錳礦MnO 23.42,WO3 76.58。習慣上將FeWO4>80mol%者稱為 鎢鐵礦;MnWO4>80mol%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,C2h-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、b、d、c,斜方柱n、w、k(圖4-2-9)。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P0 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PO 3 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。