黑钨矿

提炼钨的主要矿石

黑钨矿是提炼钨的最主要矿石，它也叫钨锰铁矿。黑钨矿为褐色至黑色，具有金属或半金属光泽。一般它与锡矿石同产于花岗岩和石英矿中。黑钨矿产于高温热液石英脉中。中国赣南、湘东、粤北一带是世界著名的黑钨矿产区。其它主要产地有俄罗斯西伯利亚、缅甸、泰国、澳大利亚、玻利维亚等地。

主要成分

黑钨矿（钨锰铁矿）（Wolframite）(Mn,Fe)WO4

黑钨矿的化学成分为（Fe，Mn）WO4，晶体属单斜晶系的氧化物矿物。矿物和条痕颜色均随铁、锰含量而变化，含铁愈多，颜色愈深，一般为褐红色至黑色，条痕黄褐色至黑褐色，金属光泽至半金属光泽，有一组完全的板面解理，比重7.2-7.5，摩氏硬度4-4.5，一般具有弱磁性。晶体形态呈板状或柱状。黑钨矿是FeWO-MnWO4类质同象系列的中间成员。此系列中，含FeWO4或MnWO4分子在80%以上的分别称为钨铁矿和钨锰矿。黑钨矿的英文名源自古德语wolf（令人不快的）和ram（浮渣）,指当时冶炼含黑钨矿的锡矿石时，锡熔体表面出现浮渣，影响冶炼。

晶体化学

是钨铁矿(FeWO4)－钨锰矿(MnWO4)完全类质同像系列的中间成员。理论组成(ωB/%)：钨铁矿FeO 23.65，WO3 76.35；钨锰矿MnO 23.42，WO3 76.58。习惯上将者称为钨铁矿；者称为钨锰矿；介于二者之间者称为黑钨矿。常见混入物有Mg、Ca、Nb、Ta、Sc、Y、Sn等。其中Nb、Ta、Sc可呈类质同像替代，更多的则呈微细包裹体存在。

结构形态

单斜晶系，；Z=2；钨锰矿，a0=0.4829nm，b0=0.5759 nm，c0=0.4997nm，β=91°10'；黑钨矿，a0=0.479nm，b0=0.574nm，c0=0.499nm，β= 90°26'；钨铁矿，a0=0.4753nm，b0=0.5709nm，c0=0.4964nm，β=90°。[(Mn,Fe)O6]八面体以共棱方式沿c轴连接成折线状；[WO6]畸变八面体也共棱连接，并以4个角顶与[(Mn,Fe)O6]连接。∥(100)为似层状。

斜方柱晶类，C2h-2/m(L2PC)。晶体常沿（100）呈厚板状或∥c轴呈短柱状，有时呈柱状、毛发状等。主要单形：平行双面a{100}、b{010}、d{102}、c{001}，斜方柱n{110}、ω{011}、k{210}(如图《黑钨矿的晶型》所示)。完好晶体较少见。晶面上常有∥c轴的纵纹。依(100)或(023)成接触双晶。集合体多为板状。

物理性质

颜色和条痕均随Fe、Mn含量而变化，含Fe越高色越深，钨锰矿呈浅红、浅紫、褐黑色；黑钨矿为褐黑至黑色；钨铁矿黑色。条痕均较颜色浅，钨锰矿为黄褐－黄色，钨铁矿为暗褐－黑色。金刚光泽－半金属光泽。解理完全。性脆。硬度4~5.5。相对密度7.18~7.51，亦随Fe的含量增高而增大。富含Fe者具弱磁性。

偏光镜下：钨锰矿ng=2.30~2.32，nm=2.22，np=2.17~2.20；2V≈73°(计算值)；黑钨矿ng=2.42~2.46，nm=2.32，np=2.26~2.31；2V=78°36'(计算值)；钨铁矿ng= 2.414，nm=2.305，np=2.255；2V=68°。

产状与组合

黑钨矿有多种矿化类型，云英岩型，石英脉型，斑岩型等，最著名的是石英脉型黑钨矿，此种矿床在我国华南地区大面积分布。例如举世闻名的开采历史最久远的西华山钨矿，规模最大的湖南瑶岗仙钨矿等。

黑钨矿和钨锰矿主要产于高温热液石英脉内及其云英岩化围岩中。矿脉常存在于花岗岩侵入体顶部或近接触带围岩中，共生矿物有锡石、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、黄玉、绿柱石、电气石等。钨锰矿亦可产于中低温热液脉中。

鉴定特征

板状晶形，颜色，条痕，一组完全解理，密度大为其特征。易与铁闪锌矿相混，但铁闪锌矿呈粒状，多组解理、密度较黑钨矿小可区分。

工业应用

黑钨矿是最重要的钨矿石矿物，用途为生产钨各种深加工产品，主要用于生产钨的各种深加工产品。钨的特种合金钢被用于制造高速切削工具、炮膛、枪管、火箭发动机、火箭喷嘴、坦克装甲等。钨还用于制造灯丝及X射线发生器的阴极材料。合成材料碳化钨硬度很高，仅次于金刚石，可用作钻头、车刀等。

分解工艺

先将白钨矿、黑钨矿各自磨细后分别进行碱压煮分解，固液比1:1.1~2.7，压煮温度140~200℃，压力0.3~1.1Mpa，时间为1~6小时。白钨矿碱分解，NaOH的加入量为理论量的2.7~3.7倍，控制初始碱度为500~600g/l，分解完成后稀释过滤时加入理论量2~15%的含P043-添加剂，控制碱度为150~200g/l，温度为70~80℃，过滤后的钨酸钠溶液不进行钨-碱分离，直接用于黑钨矿碱分解，控制初始碱度130~200g/l，加入理论量0.8~1.2倍的含PO43-添加剂。

分解率达99%左右，可利用冶炼厂现有的通用压煮设备同时处理黑钨精矿、白钨精矿、黑白钨混合矿、钨中矿和回收废钨渣。与酸法工艺比，污染程度大为降低；与其它碱法工艺比，省去钨-碱分离，减少了能耗及钨、碱的损耗，综合碱耗仅为理论量1.35倍左右。

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