钨矿的“前世今生”

钨以正常状态几乎不存在于具有补充元素的化合物类型中。尽管已识别出 20 多种含钨矿物，但其中只有两种对工业利用很重要，特别是黑钨矿和白钨矿。

纯白钨矿在紫外光度中含有蓝白色荧光，属于探矿用途。黑钨矿是铁和锰钨酸盐的通用词，其中铁/锰的比例可能会波动。FeWO 4含量超过80% 的矿物被命名为 Ferberite，MnWO 4含量超过 80% 的矿物被命名为 Hübnerite。

所有钨堆都是冷却岩浆或热液开始的。在熔岩冷却过程中，会出现结晶程度的差异，白钨矿和黑钨矿在火山喷出物在地球外层渗入裂缝的矿脉中反复形成。钨矿床大多位于较年轻的峰带，即阿尔卑斯山、喜马拉雅山和环太平洋带。

钨一般在地下开采。白钨矿和/或黑钨矿经常位于相当狭窄的矿脉中，这些矿脉分布微弱，并且经常随着强度的增加而变宽。首先将矿石压实和碾磨以解开钨矿物晶体的束缚。白钨矿可以通过重力技术进行协调，通常通过泡沫浮选进行合并，而黑钨矿可以通过磁力分离进行混合。

钨是如何获得的？ 

钨主要是从矿物白钨矿和黑钨矿中获得的，其中还包括铁镁矿和黄钨矿。钨不是通过冶炼或通过任何其他精炼其他金属的方法来精炼的，因为它的熔点高于任何其他金属。因此，钨是通过一系列化学反应、滴定、洗涤和过滤从破碎的矿石中化学提取的。

采矿和加工：

当钨矿物在地球表面发现而不需要地下挖掘时，使用地表采矿方法。进行露天采矿的区域称为采石场。这些采石场不断扩大，直到没有更多有用的矿物被开采出来。这种方法肯定在澳大利亚和加拿大地区进行。 地下开采的方法是通过削减矿石来完成，这通常具有成本效益。矿工将直接钻入钨矿床以开采出大块的矿石。否则，房柱式采矿法涉及将矿石挖出房间，同时留下许多柱子来支撑屋顶。这个过程需要开发一系列的房间和柱子。 

提取和精炼：

钨矿石经常与硫化物和砷化物一起出现，可以通过在空气中在 800°C 下焙烧 2 到 4 小时来去除它们。必须首先生产中间化合物仲钨酸铵 (APT) 以获得纯金属。对此，矿石通过酸浸或加入浓氢氧化钠溶液进行分解。在第二阶段，磨碎的矿石在 190° 至 230°C 的温度和 14.1-24.6 公斤/平方厘米的压力下，在 10-18% 的碳酸钠溶液中保持约 11/2 至 4 小时。在通过过滤过程去除脉石或不需要的废物之前，将酸度调节至 pH 9–9.5，并在 70°–80°C 下添加硫酸铝和硫酸锰并完全搅拌一小时。这有助于消除磷和砷，从而将二氧化硅减少到 0.03-0.06% 的水平。在 80°–85°C、pH 值为 10 时添加硫化钠以去除钼的存在。保持一小时并将溶液酸化至 pH 2.5-3，然后搅拌七至九小时，硫化钼就会沉淀出来。得到的钨酸钠溶液可以通过沉淀和过滤进行纯化，然后转化为钨酸铵溶液。这种纯化是通过液体离子交换过程在有机萃取剂的帮助下完成的，该萃取剂由一定比例的 alamine-336、癸醇、煤油组成。在萃取剂逆流通过溶液的过程中，钨酸盐离子从水相转移到有机相。之后，其中的钨会从萃取剂中剥离到含有钨酸铵的溶液中。对于高纯度溶液，将由此形成的仲钨酸铵送入蒸发器进行结晶。

在酸浸过程中，白钨精矿在作为氧化剂的硝酸钠存在下被盐酸分解。此充电通过蒸汽喷射报警，并在 70°C 下保持 12 小时。流出的浆料含有固体钨酸形式的钨，并被稀释并沉降。然后通过连续搅拌两小时将钨酸溶解在60℃的氨水中。所得溶液中的钙以草酸钙的形式沉淀，而磷和砷通过添加氧化镁除去，从而产生不溶性的磷酸盐和铵和镁的砷酸盐。添加少量活性炭可去除形成胶体氢氧化物的二氧化硅、铁和其他杂质。

钨粉的生产：

仲钨酸铵分解成氧化钨时，根据成分的不同，氧化物呈现出各种颜色：三氧化二氮呈黄色，二氧化钨呈棕色，氧化物呈紫蓝色。APT 通常在旋转炉中分解为中间氧化物，以在氢气流下保持还原气氛，因此晶体中的氨部分分解为氮气和氢气。这是工业生产钨的过程。旋转炉被隔板分成三个区域，分别保持在 850°、875° 和 900° C。然后将炉子稍微倾斜并旋转以提供通过隔板中心孔的连续粉末流。

蓝色氧化物在 550° 至 850° C 温度范围内的固定炉中被氢气还原为金属钨粉。

WO 3 (g)+ 3H 2 (g) -----> W(s)+ 3H 2 O(g)            

即使粉末通常被碳化钨和碳中所含的一些矿物元素污染，仲钨酸铵也可以被碳还原。当 APT 和碳在 650°–850°C 下混合反应时，生成的产物是蓝色氧化物。在 900°–1,050°C 范围内加热时，会形成棕色氧化物。需要高于 1,050°C 的温度才能完全还原成纯度为 95% 的纯钨金属。