轻稀贵金属冶金学19章.pptx

19钨冶金1

19钨冶金

2物理性质钨是稀有高熔点金属。致密钨的外观为钢灰色，通常用还原法制得的粗颗粒钨粉为灰色，粒度细的钨粉为深灰色，超细粒级钨粉为黑色。钨的熔点为3683K，是所有金属中最高的。钨的沸点约为5973K。在高温下，钨的蒸发速度很慢，热膨胀系数也很小。钨的硬度比所有金属都大。钨具有较好的高温强度。钨在冷态下不能进行压力加工，只有在加热状态下才能进行锻压、轧制成材和拉成细丝。

19钨冶金

3性质数值性质数值原子序数74密度/g·cm-319.300(293K)，17.700(熔点温度的液体)平均相对原子质量183.85±0.03熔化潜热/kJ·mol-146?4电子结构[Xe]145d46s2汽化热/kJ·mol-1858.9?4.6原子半径/pm146热导率/W·(m?K)-1174（300K）熔点/K3683?20电阻率/μΩ?cm5.4（298K）沸点/K5973?200钨的主要物理性质

19钨冶金

4化学性质钨是元素周期表中第6周期VIB族元素，元素符号W。钨的氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6等，+5、+6是最常见的氧化数。钨的高氧化态化合物呈酸性，而低氧化态化合物呈碱性。块状钨在常温空气中是稳定的；在673K时开始失去金属光泽，表面形成蓝黑致密的WO3保护膜。钨在高于873K的水蒸气中氧化生成WO2和WO3。钨和氧能生成一系列的氧化物，最重要的是三氧化钨（WO3）和二氧化钨（WO2）。

19钨冶金

5在低于钨的熔点温度下，钨与氢不发生作用，与氮也只有在2273K以上才相互作用生成WN2。常温下，钨能与氟化合生成易挥发的WF6，而与干燥氯气在高温（1073K）时才剧烈作用生成WCl6。固体碳和含碳气体（CO、CH4、C2H4等）在1073～1273K时都会与钨反应生成碳化钨。常温时，钨在各种强酸（盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸及王水）中稳定，但在氢氟酸与王水的混合酸中，钨很快被溶解。

19钨冶金

6钨酸有两种，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；前者是组成一定的化合物，后者是组成不定的胶状沉淀。最重要的钨酸盐有：即钨酸钠（Na2WO4）、钨酸钙（CaWO4）和仲钨酸铵（(NH4)10W12O41·nH2O或5(NH4)2O·12WO3·nH2O）。

19钨冶金

7钨的用途应用领域相关需求机构制造高性能、高精度硬质合金等钢铁行业硬质合金轧辊、模具、刀具及特殊钢生产所需的钨等汽车高质量、高档次和高精度的切削刀具、孔加工刀具用硬质合金；耐震钨丝、钨触头材料等国防钨基合金、硬质合金等航空航天高档次、高精度硬质合金等信息产业高性能钨材、钨触头材料等矿石采掘、隧道盾构采矿用硬质合金等冶炼矿用硬质合金、钨制品等石油、化工矿用硬质合金、含钨催化剂等电力、能源钨基复合材料、钨触头和高性能钨合金等

19钨冶金

8钨的原料地壳中钨的含量是1.2×10-4％。在自然界发现的钨矿物有20多种，其中具有工业价值的仅有黑钨矿（(Fe,Mn)WO4）和白钨矿（CaWO4）两种。其中黑钨矿属优质钨矿，是由FeWO4和MnWO4形成的类质同象体，具有弱磁性，常含微量的钽、铌、钪等元素。白钨矿属难选矿石，无磁性，常含有钼酸钙。两种矿物占全球钨资源比例分别为73%和25%左右。

19钨冶金

9钨的总量稀缺，全球钨探明储量仅为289.8万t。中国的钨资源储量最为丰富，在全球探明的钨矿产资源储量中占比近70%。中国的钨资源主要集中在南岭山脉两侧的江西、湖南、福建、广东、广西、云南等省，尤其以江西的南部为最多，储量约占全世界的1/2以上。此外，在河南、山东、新疆等地也发现钨矿床。全国有21个省有已探明的钨储量，江西以黑钨矿为主，而湖南则以白钨矿为主。?

钨冶金

10钨生产的原则流程

19钨冶金

11钨精矿的分解苏打烧结分解在有氧存在时，黑钨精矿中的钨酸铁（FeWO4）或钨酸锰（MnWO4）在1073～1173K的高温下与碳酸钠（苏打）作用，转变成可溶性的钨酸钠：2FeWO4+2Na2CO3+1/2O2=2Na2WO4+Fe2O3+2CO2?3MnWO4+3Na2CO3+1/2O2=3Na2WO4+Mn3O4+3CO2?当处理白钨精矿时，在配料中加入适量的SiO2，既可降低NaCO3的消耗和防止游离CaO的生成，又有利于提高后续过程