钨矿 编辑

高熔点稀有金属

钨矿钨矿

钨矿是指通过有关地质作用加以富集形成的钨矿床。

2016年1月,江西浮梁县朱溪钨矿查明333+334类三氧化钨(WO3)资量 286万吨,再次刷新了钨矿储量的世界记录,成为新的世界最大钨矿。

基本信息

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中文名:钨矿

外文名:Tungsten ore

别名:钨精矿

化学式:W

颜色:黑色、白色

光泽:深灰色

硬度:7.5

密度:19.35k/cnm³

应用:生产金属钨、碳化钨、钨合金及化合物。

分布:中国江西、湖南

发现者:瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)

历史沿革

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从1783年西班牙第一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。我国钨矿在1907年发现于江西省大余县西华山,钨矿在1915~1916年

钨矿产工业要求(或称矿产工业要求),包括矿床边界品位(WO3%)、工业品位(WO3%)、可采厚度(m)和夹石剔除厚度(m)。

钨矿床伴生有益组分通常有锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、金、银、钴、铍、锂、铌、钽、稀土、硫、磷、砷、压电水晶、熔炼水晶、萤石等。其中,硫、磷、砷、钼、钙、锰、铜、锡、硅、铁、锑、铋、铅、锌等对钨的冶炼工艺和钨制品为有害杂质,对各类钨精矿产品所含的这些有害杂质,国家已制定行业标准,即GB2825-81。因此,这些有害组分,要经过选冶技术途径富集综合回收,变害为益,变废为宝,综合利用。

资源状况

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钨矿是我国的优势矿产资源。现已发现并探明有储量的矿区252处,累计探明储量(WO3,下同)637.5万吨,其中A+B+C级储量232万吨,占36.4%。截至1996年底,钨矿保有储量为529.08万吨,其中A+B+C级储量228.11万吨,占43.1%。在找矿行动中,根据国土部公布的最新数据,金属矿产勘查取得一批世界级的重大发现,查明资源储量达106万吨的钨矿。

中国钨矿资源丰富,著称世界,其储量在世界排位,以中国表内A+B+C级储量同世界储量基础相比居世界第1位。第2位加拿大(储量基础49.3万吨)、第3位俄罗斯(储量基础35.5万吨)。中国钨矿不仅储量居世界第一,而且产量和出口量长期以来也居世界第一,因而被称誉为“世界三个第一”。创造和打破了多项中国世界纪录协会认可的世界纪录、中国纪录。

中国江西大余县,是世界著名的“钨都”。那里有四百多处星罗棋布的钨矿点。鸦片战争后,德国人曾在那里首先发现了钨,当时只花500元钱就秘密地收买了矿权。爱国民众发现后,纷纷起来保矿、护矿。经多方交涉,终于在1908年以1000元收回矿权,并集资开采。这便是赣南最早的钨矿开发业。

我国湖南省郴州市柿竹园是个“世界有色金属博物馆”,拥有140多种矿物。其中钨矿储量就占了当前世界总储量的四分之一。

中国钨矿储量居世界首位,为国外30多个国家总储量(130万吨)的3倍多。另外的主要产钨国是加拿大和美国。

储量分布

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在全国已探明钨矿储量有21个省、自治区、直辖市。其中保有储量在20万t以上的有8个省区,依次为湖南179.89万t、江西110.09万吨、河南62.85万吨、广西34.92万吨、福建30.67万吨、广东23.02万吨、甘肃22.29万吨、云南21.66万吨,合计485.39万吨,占全国钨保有储量的91.7%(以1996年底全国钨矿保有储量统计)。

从全国大行政区分布来看,依次:中南区占全国钨储量的58.2%,在第一,再次是华东区占28%、西北区占4.3%、西南占4.1%、东北区占3.2%、华北区占2.2%。

在三大经济地区钨矿储量分布的比例:东部沿海地区占17.1%、中部地区占75.1%、西部地区占7.8%。全国大中型、超大型钨矿分布及其储量和矿区开发利用情况见图3.12.1和表3.12.4。

世界钨矿储量分布世界钨矿储量分布

钨在自然界中不是以单质出现的,它在不同的化合物中存在。工业用途中,最重要的两种钨矿是黑钨矿 ((Fe,Mn)WO4),或者我们也称它为钨铁矿-黑钨矿和白钨矿 (CaWO4),这也是两种用来开采钨的最常用的两种矿物。

中国是世界上最大的钨输出国。美国地质勘探局(USGS)估计2007年世界钨矿产量,中国生产了77000吨,占了世界总产量的86%。

此外,根据美国地质勘探局的计算,中国的矿产储备基地占世界总储备基地的67%。

世界钨储量(吨)

国家

储备

储备基地

中国

1,800,000

4,200,000

其它国家

420,000

740,000

加拿大

260,000

490,000

俄罗斯

250,000

420,000

美国

140,000

200,000

玻利维亚

53,000

100,000

葡萄牙

4,700

62,000

北朝鲜

NA

35,000

澳大利亚

10,000

15,000

共计

2,937,700

6,262,000

勘探类型

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根据我国钨矿床的勘探经验和矿山生产实践以及勘探与开采对比研究,1984年修改补充了1981年制定的《钨矿地质勘探规范(试行)》,将我国钨矿划分为4个勘探类型:

第一勘探类型

矿体规模大至巨大(长>1500m,深>800m),形态较简单至简单,产状较稳定(有小的起伏)到稳定,厚度变化较小,成矿后构造和火成岩体对矿体仅有局部破坏,品位较均匀(品位变化曲线呈波状)至均匀(品位变化曲线呈舒缓波状),矿化基本连续至连续,矿床规模为巨大型。如湖南瑶岗仙夕卡岩型白钨矿床。

第二勘探类型

矿体规模中等至大型(长1000~1500m,深500~800m),形态较简单,产状较稳定,厚度变化不大,成矿后构造和火成岩体对矿体有一定破坏或只有局部破坏,但矿体仍较易对比连接,品位较均匀。矿化基本连续,矿床规模为中—大型。如江西漂塘石英细脉型钨锡矿床的Ⅰ、Ⅱ矿带。

第三勘探类型

矿体规模一般为中等(长300~1000m,深200~500m),少数为大型。总体形态较简单至较复杂,组构形态较复杂,如石英大脉型钨矿体的分支复合,尖灭侧现,尖灭再现;夕卡岩型钨矿体的弯曲变化,扁豆状矿体的断续相连等。厚度变化不大至较大。成矿后构造和火成岩体对矿体有一定破坏或只有局部破坏,部分矿体对比连接较困难,品位一般不均匀(品位变化曲线呈跳跃状),少数矿体品位较均匀或很不均匀(品位变化曲线呈剧烈的跳跃状),矿化基本连续,少数不连续,矿床规模多为中型,少数大型或小型。如湖南邓阜仙石英大脉型钨铜锡矿床,江西盘古山石英大脉型钨铋矿床。

第四勘探类型

矿体规模中等至小型(长<300m,深<200m),总体形态和组构形态都是较复杂至很复杂(如石英大脉型钨矿体分支复合,尖灭侧现,尖灭再现频繁;又如其他类型的钨矿体弯曲变化多、幅度大、小扁豆状、囊状矿体时断时续等),厚度变化较大至很大,矿化不连续,少数基本连续,品位不均匀至很不均匀,矿床规模多为小型,少数中型。如江西棕树坑石英大脉型钨锡矿床;湖南沃溪层状浸染型钨锑金矿床。

成矿特点

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多元成矿

即成矿物质的多来源(岩源、层源、混合源、壳源、壳幔混合源等);含矿建造的多层位(元古宇、震旦系、寒武系—奥陶系、泥盆系—石炭系、上侏罗统);成矿作用的多期性;成矿环境的多样性;以及钨元素地球化学的多种适应性,如在岩浆阶段、岩浆热液、各种矿化流体、变质作用及表生作用中,都可以活化、迁移,在有利的构造条件下富集成矿。

多因素

地层沉积建造是供矿、容矿的基本因素之一,不同的容矿建造机制分别控制形成不同类型的钨矿。如碳酸盐岩建造总是形成夕卡岩或似夕卡岩型钨矿床(以白钨矿为主);而在硅铝建造则往往产生交代岩或角岩,形成岩体浸染型、细脉浸染型、脉型、角砾岩筒型钨矿床。不同的构造-岩浆机制,形成各具特征的矿床类型。例如,由深大断裂从深部带来的壳幔混源型岩脉,可以形成斑岩型、角砾岩筒型钨矿;而来自壳源型的岩脉则形成脉型或夕卡岩型钨矿。各种成矿条件联合控矿,必然产生多型矿床的共生与复合。

高度集中

南岭是中国钨矿最密集的成矿区,尤其是赣南、湘南、粤北地区的钨矿床更是高度集中分布,而且是成群成组的出现。如在赣南大余—崇义—上犹地区,仅在7800km2范围内就有180多个矿床(点)密集分布,几乎平均10km2内即有两处钨矿床,并呈现等距、近等距的分布;又如,盘古山区在11000km2范围内也有100多处钨矿床(点)分布,平均每100km2就有1处矿床。在南岭每一个密集区里往往产有1~2个大型钨矿并有“卫星”式一批中小型矿床围绕大型矿床产出而成群成组的分布。在每个矿床中几乎都有1~2条“王牌”矿脉(即规模大、品位富的矿脉),如西华山钨矿的299号“王牌”脉长920m,脉宽最大3.60m,而且品位富。每个矿区的含钨石英脉成群成带的产出(即许多脉钨矿体一起产出而形成矿体群;按矿体分布疏密程度而分为脉带型矿脉和单脉形矿脉)。如赣南的西华山、大吉山,湘南的瑶岗仙,粤北的锯板坑、梅子窝、石人嶂等特大型、大中型钨矿床中的矿脉,均是成群成带的分布。这种成群成带的分布规律,对找矿、勘探、开发具有重要指导作用。

成矿规律

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分带规律

在南岭内生钨矿床具有明显的分带性。这种分带规律在一些成矿区带和矿田、矿床中均不同程度的显示。如南岭赣南钨矿成矿区带,王成发(1984)提出赣南脉状钨矿具有区域性水平分带特征,表现以大余岭为中心的半环状分带,按钨矿地球化学特征划分3个带,依次为:Ⅰ——钨锡矿带,Ⅱ——钨矿带,Ⅲ——钨多金属矿带。

矿床垂直

在石英脉型钨矿床(简称脉钨矿床)的矿体形态在垂直空间具有“五层楼”式的变化规律。这种垂直变化规律的认识,是60年代初广东冶金地质九三二队在勘探粤北梅子窝脉钨矿床时研究总结出来的,形象地称为“五层楼”:即①石英云母线(也叫线脉带)、②稀疏细脉带、③密集细脉带、④平行薄脉组、⑤单独大脉,即以带、组、脉为基本模式。在赣南、湘南等地的脉钨矿床的矿脉也存在这类似的垂直分带。这种“五层楼”式模式,对找矿、勘探和矿床开采具有实际指导意义。但应指出,有些脉钨矿床的矿脉因剥蚀和其他地质因素所致,不一定每个矿床都显现出“五层楼”式的垂直变化规律,有的仅具有三层、四层。

选矿方法

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钨矿的选矿方法主要有手选,航模选,重选,浮选,磁选和静电分离。黑钨以重选为主,而白矿以浮选为主。为了全面提取有用的成分,提高产品质量和钨精矿的回收率。选矿和冶炼技术相结合,提高烘烤和淋溶和其他湿法提炼方法。

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