【前言】

钨是属于有色金属,也是重要的战略金属,钨矿在古代被称为“重石”,1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现白钨矿,并提取出新的元素酸——钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸。

同年,用碳还原三氧化钨之一次得到了钨粉,并命名该元素,钨在地壳中的含量为0.001%,已发现的含钨矿物有20种,钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成,经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,硬度很大,钨是熔点更高的金属。

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,它的分布范围如何?

【分布范围】

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 *** 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更好的工具钢,在现代技术中得到了广泛的使用。

钨具有非凡的物理和化学性质,是一种稀有而有价值的金属,在各种工业应用中发挥着至关重要的作用,钨以其高熔点、优异的导电性和耐腐蚀性而闻名,在现代技术、航空航天和能源领域备受追捧。

钨是一种天然存在的金属,广泛分布在地壳中,尽管浓度相对较低,钨通常与被称为钨酸盐的矿物共生,最常见的钨酸盐矿物包括白钨矿(钨酸钙)和黑钨矿(钨酸铁锰)。

白钨矿是钨的主要来源,存在于热液脉、花岗岩和矽卡岩矿床中,它通常呈白色至淡黄色,在紫外线下会发出荧光,黑钨矿是另一种重要的钨矿石,见于石英脉和伟晶岩中,它的颜色从黑色到棕黑色,含有不同比例的铁和锰。

世界各国都生产钨,少数几个国家控制了全球储量和产量,中国是更大的钨生产国,占全球供应量的很大一部分,该国在钨生产中的主导地位归因于其巨大的储量和相对较低的生产成本。

俄罗斯拥有大量钨储量,是该金属的重要生产国,它在不同地区拥有众多钨矿和加工设施,加拿大是另一个著名的钨生产国,在育空地区和西北地区拥有活跃的钨矿。

玻利维亚:玻利维亚以其巨大的钨储量而闻名,该国正在积极探索增加产量的机会,其他钨储量和产量可观的国家包括奥地利、葡萄牙、韩国和美国。

钨矿的开采和加工包括从矿石中提取金属并将其转化为商业上可行的产品的几个阶段,钨矿石通过各种采矿 *** 开采,如地下采矿、露天采矿和疏浚,采矿 *** 的选择取决于矿石品位、矿体几何形状和经济可行性等因素。

采矿后,矿石被破碎和研磨成更小的颗粒,以便于后续加工步骤,钨矿石通常采用重力分离技术进行加工,这种技术利用了钨矿石和脉石矿物之间的比重差异,像跳汰机、摇床和离心选矿机这样的技术是常用的。

在某些情况下,浮选被用来从矿石中的其他矿物中分离出钨矿物,浮选包括添加特定的试剂来选择性地浮选钨矿物,以便回收,通过重力分离和浮选获得的钨精矿通过化学 *** 进一步加工,以生产仲钨酸铵或氧化钨,这是用于后续制造过程的中间产品。

钨的特殊性能使其成为各种行业不可或缺的材料,有助于技术进步和创新应用,钨因其高密度、耐热性和优异的机械性能而用于航空航天和国防领域,它用于飞机部件、导弹和弹药。

钨广泛用于电子和电气应用,钨丝和灯丝用于白炽灯、电子管和大功率电导体,硬质合金和切削工具:碳化钨,一种钨和碳的化合物,因其极高的硬度和耐磨性而闻名。

它是切削工具生产中的关键部件,例如用于机械加工和金属加工的钻头、立铣刀和刀片,钨的高密度和辐射吸收能力使其适用于医疗和工业辐射屏蔽应用。

钨用于汽车应用,如生产发动机部件、配重和刹车片,钨是生产风力涡轮机组件的重要材料,其高强度和耐腐蚀性确保了在恶劣环境中的可靠运行。

钨丝用于各种照明应用,包括白炽灯和荧光灯,它也用作真空管和X射线管的阴极材料,由于钨是一种有限的资源,回收工作对于维持其可用性和促进其使用的可持续性至关重要。

含钨产品,如切割工具、电子产品和灯泡,可以回收利用,以回收钨金属,回收减少了对主要原材料的需求,并更大限度地减少了浪费,闭环回收系统,其中回收的钨用于制造新产品,有助于更可持续的钨供应链。

钨矿开采和加工会对环境产生影响,如生境干扰和水污染,可持续采矿实践、适当的废物管理和环境法规对于减轻这些影响至关重要,钨金属的分布范围跨越世界各国,中国、俄罗斯和加拿大是重要的生产国。

钨的独特性质使其在众多行业中不可或缺,包括航空航天、电子、切割工具和可再生能源,其非凡的硬度、热稳定性和导电性有助于其广泛的应用,使其成为现代技术和创新的重要组成部分。

鉴于钨资源的有限性,回收工作和可持续采矿实践对于确保这种宝贵金属的持续和负责任的供应至关重要,通过回收和负责任的采购,我们可以保持钨的可用性,同时更大限度地减少其对环境的影响。

随着技术的不断进步,对钨的需求预计将会增长,这需要一种平衡的 *** ,考虑环境保护、资源效率和全球合作,以应对未来钨金属分销范围的挑战和机遇。

【应用场景】

钨是一种稀有的贵重金属,以其特殊的物理和化学性质而闻名,钨具有所有元素中更高的熔点、出色的导热性和导电性以及出色的机械强度,因此在各行各业都有广泛的应用。

从航空航天和国防到电子、汽车和可再生能源,钨在塑造现代技术和促进创新解决方案方面发挥着至关重要的作用,航天和国防工业是钨的主要消费者,这是因为钨具有特殊的性质,是各种关键应用中不可或缺的材料。

钨的高熔点和优异的强度重量比使其成为承受高温和应力的航空航天部件的理想材料,它被用于涡轮叶片、喷嘴喉部和喷气发动机的燃烧室。

在导弹系统中,钨用于动能穿甲弹,这种穿甲弹能够穿透坚硬的目标,钨用于穿甲弹和装甲板,为军事人员和车辆提供有效的弹道防护, 电子和电气工程部门在各种组件和应用中严重依赖钨。

钨的高熔点和低蒸汽压使其成为白炽灯、电子管和X射线管灯丝的理想材料,钨也用作电子发射装置的阴极,钨触点用于大电流电气开关、断路器和继电器,因为它们具有良好的导电性和耐电弧侵蚀性。

钨被用作半导体器件中的扩散阻挡层和互连材料,从而提高其性能和可靠性,碳化钨是钨和碳的化合物,因其非凡的硬度和耐磨性而闻名,这使其成为切割工具和硬质合金的关键成分。

碳化钨切削工具,如钻头、立铣刀、刀片和锯片,用于金属加工、机械加工和切削操作,它们具有优异的耐磨性,延长了工具寿命,提高了生产率。

碳化钨被用于采矿和钻井工具,如钻头和旋转刀具,能够有效和可靠地勘探矿产资源,碳化钨耐磨件用于耐磨应用,如农业机械部件和工业设备的易磨损部件。

得益于其高密度和高强度,钨在汽车和交通领域得到了应用,钨用于发动机部件,如曲轴配重和活塞环,有助于提高发动机效率和减少振动。

钨压载物用于各种车辆,包括赛车、飞机和轮船,以优化重量分布和平衡,钨被用于刹车片和刹车盘,提高了车辆制动系统的性能和耐用性。

在寻求可持续能源解决方案的过程中,钨在可再生能源领域发挥着至关重要的作用,钨用于生产风力涡轮机组件,如涡轮机叶片和转子轮毂,因为它在恶劣的环境条件下具有高强度和耐腐蚀性。

钨用于太阳能电池板,作为接触材料,提高能量转换效率,钨的高密度以及吸收和屏蔽辐射的能力使其成为各种应用的有价值的材料,钨用于医疗放射治疗设备,在治疗过程中保护医护人员和病人免受有害辐射。

钨辐射屏蔽用于工业射线照相和核设施,以保护工人和公众免受辐射,钨的高密度和耐用性使其被用于各种体育用品,钨因其密度大而被用于钓具重量,允许使用更小和更流线型的重量。

钨是省道的首选材料,因为它的密度高,在紧凑的尺寸中提供更集中的重量,由金属粘合剂中的碳化钨颗粒组成的硬质合金也已经在珠宝工业中得到应用。

硬质合金戒指因其耐用性、耐刮擦性和独特的外观而成为结婚戒指的流行选择,钨及其合金用于各种医疗设备和应用中,钨用于X射线设备和其他医疗成像设备的辐射屏蔽。

钨合金用于生产手术器械,为精确的医疗程序提供强度和耐用性,钨因其高熔点和优异的导电性而被用于生产焊条,尤其是TIG(钨惰性气体)焊接。

钨金属的应用场景多样而深远,涵盖众多行业和技术领域,其优异的性能,如高熔点、出色的导电性和出色的硬度,使其成为现代技术和创新不可或缺的材料,从航空航天和国防到电子、汽车和可再生能源,钨在塑造和推动各个行业方面发挥着至关重要的作用。

随着对钨的需求持续增长,可持续的采矿实践、回收努力和负责任的采购变得越来越重要,以确保其可供后代使用,通过认识到钨在各种应用中的重要性并促进负责任的利用,我们可以继续利用其独特的属性来推动进步并应对现代世界的全球性挑战,

【1】《钨冶金学》李洪桂中南大学出版社2010年12月1日

【2】《钨材料及其加工》冶金工业出版社2008年10月1日

【3】《现代钨矿选矿》邱显扬2012年2

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