有色金属冶金概论-钨冶金：.ppt

——钨冶金 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.1 概述 8.2 钨精矿的分解 8.2 钨精矿的分解 8.2 钨精矿的分解 8.2 钨精矿的分解 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产 8.4 三氧化钨的生产 8.5 致密钨的生产 8.5 致密钨的生产 * * 主讲教师：陈为亮 昆明理工大学冶金与能源工程学院 有色冶金概论 9.1.1 钨的性质和用途 1．物理性质 钨是稀有高熔点金属，也是熔点最高的金属。钨的熔点为3410±20℃，沸点5700?200℃。 致密钨的外观为钢灰色。通常的钨为α-W，β-W仅在有氧的条件下存在。 钨在高温下的蒸发速度很慢，热膨胀系数也很小，具有较好的高温强度，即在高温下仍能保持很高的强度。 钨只有在加热状态下才能进行锻压、轧制成材和拉成细丝。 8.1.1 钨的性质和用途 2. 化学性质 钨是元素周期表中第6周期VIB族元素，原子序数74，原子量183.85，有0、+1、+2、+3、+4、+5、+6等多种价态。高氧化态钨呈酸性，低氧化态钨呈碱性。 块状钨在常温空气中是稳定的；在400℃时表面形成蓝黑致密的WO3保护膜；固体碳和含碳气体在800～1000℃时都会与钨反应生成碳化钨。钨在常温时在盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸和王水中稳定，但溶解于氢氟酸与王水的混合酸中。 钨最重要的氧化物是三氧化钨(WO3)和二氧化钨(WO2)，最重要的钨酸盐钨酸钠(Na2WO4)和钨酸钙(CaWO4)。 8.1.1 钨的性质和用途 钨的氧化物的性质 8.1.1 钨的性质和用途 钨酸（H2WO4）的性质 钨酸有两种，均不溶于水。从沸腾的钨酸盐溶液中加酸析出的为黄色钨酸，而在常温加酸析出的是白色钨酸。 3. 钨的用途 钨广泛用于生产硬质合金、合金钢、耐磨和耐热合金、合金工具钢、高速工具钢、热锻模具钢、结构钢、弹簧钢、耐热钢、磁钢、军事、电子电工、催化剂、颜料、染料及媒染剂等，其中钨产量的49～62%用于生产硬质合金，钨产量的20%用于钢铁工业。 8.1.2 钨的原料 地壳中钨的含量是(1.2×10-4)%。具有工业价值的钨矿物仅有钨锰铁矿[(Fe,Mn)WO4](黑钨矿)和钨酸钙矿(CaWO4)(白钨矿)两种矿物。 黑钨矿密度大、具有弱磁性，白钨矿无磁性、有紫外荧光。 钨矿床常伴生钼、锡、铜、铋、铍、钽、萤石等有用组分。碳化钨、金属钨、钨合金、钨钢和含钨催化剂等的残料是重要的二次钨资源。 黑钨矿 白钨矿 钨资源分布 8.1.2 钨的原料 8.1.2 钨的原料 我国钨资源储量大，以白钨矿为主，白钨矿占50%，黑钨矿占35%，混合矿15%。 8.1.3 钨的生产方法 黑钨精矿和白钨精矿是提取物的主要工业原料。 钨提取冶金过程主要包括六个步骤： 钨精矿分解 钨溶液净化 纯钨化合物制取 钨粉制取 致密钨制取 高纯致密钨制取 钨生产原则流程 8.2.1 苏打烧结分解 钨精矿苏打烧结分解法是钨精矿与碳酸钠在回转窑内在高温(800～850℃)下发生烧结并发生复分解反应，生成水溶性的钨酸钠而与不溶性杂质分离。该方法适用于黑钨精矿和白钨精矿的分解。 黑钨精矿烧结过程的主要反应： 2FeWO4 + 2Na2CO3 + 1/2O2 = 2Na2WO4 + Fe2O3 + 2CO2? 3MnWO4 + 3Na2CO3 + 1/2O2 = 3Na2WO4 + Mn3O4 + 3CO2? 当处理白钨精矿时，在配料时加入适量的SiO2，可降低NaCO3的消耗，反应为： CaWO4 + Na2CO3 + 1/2SiO2 = Na2WO4 + 1/2Ca2SiO4 + CO2? CaWO4 + Na2CO3 + SiO2 = Na2WO4 + CaSiO3 + CO2? 用水浸出时，铁酸钠、高锰酸钠均发生水解而产生碱。 8.2.2 黑钨精矿的碱分解 该法是黑钨精矿中的钨与氢氧化钠溶液发生复分解反应转变为可溶性钨酸钠与不溶性杂质分离，其反应是： FeWO4 + 2NaOH = Na2WO4 + Fe(OH)2? MnWO4 + 2N