稀有金屬
鎢是一種稀有金屬。稀 有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。鎢是一種分布較廣泛的元素,幾乎遍見(jiàn)于各類(lèi)巖石中,但含量較低。鎢在地殼中的含量為0.001%,在花 崗巖中含量平均為1.5×10-6,這種特性導(dǎo)致其提取難度非常大,通常只能用有機(jī)溶劑萃取法及離子交換法分離提取。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與冶金工藝、設(shè)備和分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展以及稀有金屬生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,使得鎢的純度不斷提高,性能不斷改進(jìn),品種不斷增多,從而擴(kuò)大了鎢的應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)鎢礦資源豐富,鎢的 產(chǎn)量和出口總量均占世界。
元素符號(hào):W
原子序數(shù):74
核電荷數(shù):74
CAS:7440-33-7
穩(wěn)定同位素及其所占百分比:180(0.14);182(26.41); 183(14.40);184(30.64);186(28.41)
原子體積:(立方厘米/摩爾)9.53
相對(duì)原子質(zhì)量:183.84
元素在太陽(yáng)中的含量:(ppm)0.004%
元素在海水中的含量:(ppm)0.000092%
自由原子的電子層結(jié)構(gòu):1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2
鎢是1781年由瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)的。到20世紀(jì)初期,由于其一系列應(yīng)用的開(kāi)發(fā),如1900年在巴黎世界博覽會(huì)首次展出以鎢作為合金元素的高速鋼以及采用鎢絲制作的燈泡;1927-1928年研制成碳化鎢基燒結(jié)硬質(zhì)合金等,鎢冶金工業(yè)開(kāi)始得以產(chǎn)生和發(fā)展。
為了適應(yīng)用戶對(duì)鎢制品日益提高的質(zhì)量需求,降低成本,減少對(duì)環(huán)境的污染,鎢冶金技術(shù)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步,新的先進(jìn)技術(shù)取代傳統(tǒng)的技術(shù)。主要體現(xiàn)在以下方面:
在鎢礦物原料分解方面,早期產(chǎn)業(yè)化的蘇打壓煮法發(fā)展成為不僅能處理白鎢精礦、低品位白鎢中礦,同時(shí)能夠處理黑白鎢混合礦;在理論 研究得到突破的基礎(chǔ)上,NaOH(氫氧化鈉)分解法由只能處理低鈣黑鎢精礦發(fā)展成為能處理包括白鎢精礦、難選鎢中礦在內(nèi)的各種鎢礦物原料的通用技術(shù)。當(dāng)然,隨著發(fā)展逐步淘汰了NaOH熔合法、蘇打燒結(jié)法、鹽酸分解法等效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)方法。同時(shí)也降低了對(duì)選礦的要求,大幅度提高了資源利用率。
在純鎢化合物制取方面,粗Na2WO4溶液的強(qiáng)堿性陰離子交換法凈化并轉(zhuǎn)型工藝以及流程短、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高等特點(diǎn)在很大范圍內(nèi)取代了經(jīng)典的鎂鹽凈化-傳統(tǒng)化學(xué)法轉(zhuǎn)型工藝。與之想對(duì)應(yīng)的季銨鹽萃取法凈化并轉(zhuǎn)型由實(shí)驗(yàn)室研發(fā)開(kāi)始走向產(chǎn)業(yè)化,呈現(xiàn)了可喜的前景。選擇性沉淀法從鎢酸鹽溶液中除鉬、錫、銻、砷等凈化除雜技術(shù)的研發(fā)成功并廣為應(yīng)用,大幅度提高了鎢制品的純度和鎢冶金過(guò)程對(duì)原料的適應(yīng)能力。
在金屬鎢粉制取方面,在20世紀(jì)70年代,先進(jìn)的藍(lán)鎢氫還原法取代了黃鎢氫還原法,到20世紀(jì)末,紫鎢氫還原法又進(jìn)一步取代了藍(lán)鎢氫還原法,使產(chǎn)出鎢粉的物理性能控制達(dá)到更先進(jìn)的水平,進(jìn)一步提高了鎢粉的質(zhì)量。
與此同時(shí),多種處理鎢冶金二次資源技術(shù)的研發(fā)成功,使鎢二次資源的利用不論是在技術(shù)水平上還是回收利用率上都大幅度提高。
科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力,鎢資源作為重要的戰(zhàn)略物資是全世界重要的資源,必須合理循環(huán)的利用。