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黑鎢礦是提煉鎢的最主要礦石,它也叫鎢錳鐵礦。由於含有不同比例的鐵鎢酸鹽和錳鎢酸鹽,所以如果含鐵量高一些就叫鎢鐵礦,含錳多一些就叫鎢錳礦。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。

1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),指當時冶鍊含黑鎢礦的錫礦石時,錫熔體表面出現浮渣,影響冶鍊。
[晶體化學]
黑鎢礦
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。
[結構與形態]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軸連接成折線狀;[WO6]畸變八面體也共棱連接,並以4個角頂與[(Mn,Fe)O6]連接。∥(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。
黑鎢礦

  黑鎢礦

[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?。

2產狀與組合

[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。

3鑒定特徵

[鑒定特徵] 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。

4工業應用

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。

5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P043-添加劑,控制鹼度為150~200g/l,溫度為70~80℃,過濾后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,可利用冶鍊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。

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