白钨矿
白钨矿
白钨矿是一种矿石，外形为粒状石块，白色带黄，有脂肪光泽。橙色，双锥状晶体，晶体硕大，且尖端呈透明深橙色。与方解石白云母和黑色锡石共生，其中白钨矿和方解石具有萤光性。加热或经紫外线照射，略呈紫色。是炼钨的主要原料。
目录
基本信息
中文名：白钨矿、 外文名：Scheelite、 类别：钨酸钙、 光泽：玻璃至钻石般的、 晶系：正方、 硬度：5、 比重：6.10
矿物概述
化学组成为Ca(WO4)、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与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。
结构性质
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。[1]
晶体形态
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
晶体结构
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
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。 钨以纯金属状态和合金系状态广泛应用于现代工业中，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。[2]
属性
其晶体结构为四方晶系, 晶体常呈四方双锥（伪正八面体），也有的沿（001）呈板状。主要单形：四方双锥e{101}、p{111}、h{313}、k{515}，平行双面c{001}，还可见四方双锥β{113}、s{131}。四方双锥e{101}晶面常具斜纹和蚀象（均能反映四次对称），依（110）成双晶普遍。集合体多呈不规则粒状，较少呈致密块状。颜色多为灰色、黄白色或浅紫、浅褐色、也有带绿色、橘黄色甚至带红色，无色、白色者也有见。透明至半透明，油脂光泽或金刚光泽。解理{111}中等，断口为参差状，硬度4.5-5，性脆，比重5.8 - 6.2。
白钨矿的折射率(1.918–1.937 ）,最多双折射（ 0.016)和分散. (0.026)都是适度高。这些因素结合在一起,导致白钨矿的高光泽和可察觉的“火”,接近的钻石.
白钨矿会发出荧光在短波ultraviolet紫外线光,明亮的蓝色矿物发光。存在钼. 微量杂质偶尔会导致一个绿色的光芒。.荧光的白钨矿,往往伴随自然金、被地质学家在寻找金矿。[3]
白钨矿形成环境
白钨矿通常产出于接触交代矽卡岩、高温热液脉和云英岩中，少数情况下也可以在花岗伟晶岩中发育形成。形成温度在低于200到500°C之间，压力处于200到1500巴之间，一般而言高温白钨矿多出现在矽卡岩矿床中，不过这种矿床类型也会出现形成温度略高于200度的白钨矿，前者出现在干矽卡岩阶段形成的矽卡岩中，后者对应较晚的石英硫化物阶段。典型矿物组合包括锡石、黑钨矿、黄玉、萤石、磷灰石、电气石、石英、钙铝榴石-钙铁榴石、透辉石、符山石和透闪石。
白钨矿通常与锡、钼、铋等伴生于斑岩型（阳储岭）、矽卡岩型（南泥湖、柿竹园、三道庄、黄沙坪）、云英岩型（柿竹园））以及石英脉型（西华山、盘古山）等岩浆热液矿床中；一些热液金矿中也发育白钨矿，例如澳大利亚Kalgoorlie-Norseman地区绿岩带中的石英脉型金矿床，加拿大新斯科舍Meguma地体浊积岩中的石英脉型金矿床，中亚乌兹别克斯坦的穆龙套金矿床，哈萨克斯坦的别斯秋别矿田、斯捷普尼亚克矿田和杰拉姆别特矿田中含金硫化物（+/-碲化物）石英脉，中国云南大坪金矿床、四川马脑壳矿床、甘肃寨上矿床、湖南沃溪矿床，其中沃溪矿床的白钨矿和金、锑均达到了可采品位，非常罕见；此外，在川西北的雪宝顶伟晶岩矿床中，白钨矿和锡石、绿柱石、电气石、磷灰石共生，这些矿物颗粒大、晶形好，已经达到宝石级。[4]
发生
白钨矿发生在接触变质卡岩年代;在高温l热液静脉和云英岩; 更少的一般花岗岩pegmatite伟晶岩.年代温度和压力的形成是200到500°C之间,从200年到1500年。典型矿物组合包括锡石,钨锰铁矿,黄玉萤石,磷灰石电气石石英,钙铝榴石–——钙铁榴石,透辉石,火山石和透闪石
白钨矿通常发生在锡轴承静脉;有时被发现在协会与黄细水晶已经获得Caldbeck瀑布在坎布里亚郡, 和in在波希米亚在瑞士在西里西亚,骑兵山脉in在亚利桑那州和其他地方。At在特鲁姆布操刀在康涅狄格州and和在日本大水晶的白钨矿钨完全改变了,已经发现:那些来自日本一直被称为“方钨铁矿它被开采在国王岛,澳大利亚,在奥塔哥中部and和平i在北奥塔哥在金色的酒吧和我在死马溪在第一次世界大战中纳尔逊,新西兰所需的详细。
原料特点
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。
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。
1927——1928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。
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。
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)。
提取方法
白钨矿床常伴有硫化矿，其中辉钼矿尤为常见，在白钨矿的选矿方法中一般先浮选硫化矿，后浮白钨矿。白钨矿的浮选是在碱性介质中进行，用碳酸钠、氢氧化钠调整矿浆pH到9-10.5，常用的抑制剂有水玻璃，白雀树皮汁，丹宁及各种磷酸盐。捕收剂常用的有油酸，油酸钠，塔尔油，氧化石蜡皂等，这些捕收剂都具有起泡性能，一般不另加起泡剂。白钨矿具有很好的可浮性，在矿石中多存在与其性质相类似的含钙脉石矿物，如方解石，萤石，磷灰石等而导致浮选过程的复杂化。为改善浮选过程的选择性，将多价金属盐（如硫酸亚铁）加到水玻璃中，能显著提高白钨的浮选效果。
白钨矿的选矿根据矿石浸染特性，可采用重选与浮选相结合，或单一浮选法，个别也进行预先富集，利用紫外线荧光拣选机从原矿中选出50%的废石，其品位低于选矿厂排出的尾矿，白钨矿的回收率达90~96%。
白钨矿床常伴有多种硫化矿，其中辉钼矿尤为常见，在选矿过程中一般先浮硫化矿，后浮白钨矿。白钨矿的浮选是在碱性介质中进行，用碳酸钠、氢氧化钠调整矿浆pH到9~10.5，常用的抑制剂有水玻璃(模数为2.2~3)，白雀树皮汁、丹宁及各种磷酸盐。捕收剂常用的有油酸、油酸钠、塔尔油、氧化石蜡皂等，这些捕收剂都具有起泡性能，一般不另加起泡剂。
白钨矿具有很好的可浮性，在矿石中多因存在与其性质相类似的含钙脉石矿物，如方解石、萤石、磷灰石等而导致浮选过程的复杂化。为改善浮选过程的选择性，将多价金属盐(如硫酸亚铁)加到水玻璃中，能显著提高白钨矿的浮选效果。
提高矿浆温度也是改善白钨浮选的一项重要措施，彼得洛夫法即是利用矿浆加温到70~90℃，加入大量水玻璃，使方解石表面上的捕收剂被解吸，白钨矿获得选择性地上浮。
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