第十一次课钨冶金.pptx

钨冶金
Extractive Metallurgy of Tungsten
2021/3/4 星期四
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内容提要
1 概述
2 钨精矿分解
3 钨酸钠溶液处理和钨化合物制备
4 WO3和钨粉生产
5 钨粉致密化
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金属钨的物理、机械性质
致密的金属钨呈银白色光泽，其熔点是所有金属中最高的，达3410±20℃；
在非贵金属中，钨的密度是最高的，；
金属钨的机械、力学性能与加工和热处理工艺与杂质含量，主要是C、N、O等间隙杂质的含量有密切关系。
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1 概述
化学性质——与气体的反应
空气中：400℃开始有轻微氧化，500~600℃迅速氧
化生成疏松结构的WO3。
氢气中：至熔点都稳定，与氢气不反应。
氮气中：致密钨到2000℃才反应生成WN2等氮化物。
水蒸气中：炽热钨生成WO3和WO2。
硫/硒蒸汽：高于400℃能够反应生成WS2或WSe2。
CO2气体中：1200℃以上反应生成碳化钨。
CO、CH4、C2H2等：800~1200℃反应生成WC和
WC2。
F2气体：常温即开始反应，150~300℃ 反应速度加
快并生成气态WF6。
Cl2气体：致密钨与之在800℃剧烈反应生成WCl6。
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化学性质——与酸、碱的反应
常温下任意浓度的HCl、H2SO4、HNO3、HF及王水中都是稳定的。
80~100℃的HCl、H2SO4与钨有微弱反应，HNO3和王水有明显的腐蚀，氢***酸和王水的混合酸则迅速溶解。
常温下与碱液不反应；如果有空气存在，熔融碱能与钨反应生成钨酸盐，如有氧化剂如KNO3、NaNO2、KClO3、PbO2存在的熔融碱中剧烈反应生成钨酸盐。
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主要化合物——氧化物
WO3:~；.：1470℃；.：1700~2000℃，
高于800℃显著升华,溶于氢***酸溶液和NaOH、Na2CO3溶液
中，在氨液中溶解缓慢，加热到高温则更慢；不溶于除
氢***酸以外的其它酸中；H2和CO在800~900℃能将它还原
为金属钨 。

钨青铜 :mR2O·WO2·WO3，
其中R是碱金属或碱土金属元素
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钨酸盐的种类
钨酸盐的通式:
xR2O·yWO3·nH2O R：碱金属离子或铵根离子
正钨酸盐 x:y=1:1
仲钨酸盐 x:y=5:12 其中仲钨酸铵称为APT
偏钨酸盐 x:y=1:4 其中偏钨酸铵称为AMT
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钨的应用
硬质合金：“工业牙齿”，超过60%的钨消耗量
高速钢：20%
轧制品：
化工领域：6~8%
电光源/真空电子行业：加热灯丝,共12门类,85种
炼钢添加剂：特钢/镍基/钴基超合金,细化晶粒,提高高温性能
高比重合金：W:93~97,其余为Ni,Cu,Fe,Mo
发汗材料：W-Cu, W-Ag航空器外壳材料/ 核反应堆屏蔽材料
微电子行业：电极布线材料，亚深微米集成电路的优选材料
机电行业：触点材料W-Cu,W-Ag,W-Re
航空航天：陀螺仪
其它
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钨的矿物
黑钨矿: (Fe,Mn)WO4, FeWO4和MnWO4在20~80%，否则就称为钨酸铁或钨酸锰矿。
颜色为黑色、棕色、棕红色等，取决于Fe/Mn比；
白钨矿：颜色有白色、黄色、灰色、褐色等。~，~，而且在紫外线照射下能发出兰色的荧光。
白钨矿中经常伴生一些CaMoO4杂质，如果钼含量超过1%，则在紫外线照射下发出的兰色荧光将变成黄色。白钨矿没有磁性。
共生矿：磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、锡石等。
脉石：石英、长石、云母、萤石、方解石等。
原矿品位：~%左右，还有下降的趋势。
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钨资源分布
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