鎢在鋼鐵工業(yè)中是重要的合金元素,能提高鋼的強度、硬度和耐蝕性。含鎢的硬質(zhì)合金(碳化鎢),硬度大、耐磨、耐蝕和耐熱,用于制造鉆頭、刀具和耐高溫的零件等。含鎢60%~90%的鎢銅(或鎢銀)合金是優(yōu)良的接觸材料,可用作電鍵、刀形開(kāi)關(guān)、斷路器及點(diǎn)焊電極等。鎢鎳銅合金可作 和 射線(xiàn)的防護屏。在火箭發(fā)動(dòng)機中,由鎢和鎢滲銅(銀)制成的不甘落后冷卻噴管能耐3127℃的高溫和承受高壓、高招應力。高密度鎢合金是穿甲彈的重要材料,在保齡球、標槍等運動(dòng)器具上也有應用。在照明及電子工業(yè)上作發(fā)光材料發(fā)射電極和 射線(xiàn)陰極靶。還可作高溫電阻爐加熱體。鎢和鎢錸(26%)合金所組成的熱電偶,可測量溫度范圍從室溫到2835℃。二硒化鎢可作自身潤滑軸承的潤滑劑,其潤滑溫度范圍為-217~350℃。鎢的化合物顏料經(jīng)久耐用。
在中國已探明鎢礦儲量有21個(gè)省、自治區、直轄市。其中保有儲量在20萬(wàn)t以上的有8個(gè)省區,依次為湖南179.89萬(wàn)t、江西110.09萬(wàn)t、河南62.85萬(wàn)t、廣西34.92萬(wàn)t、福建30.67萬(wàn)t、廣東23.02萬(wàn)t、甘肅22.29萬(wàn)t、云南21.66萬(wàn)t,合計485.39萬(wàn)t,占全國鎢保有儲量的91.7%(以1996年底全國鎢礦保有儲量統計)。
從中國大行政區分布來(lái)看,依次:中南區占全國鎢儲量的58.2%,居首位,其次是華東區占28%、西北區占4.3%、西南占4.1%、東北區占3.2%、華北區占2.2%。
在三大經(jīng)濟地區鎢礦儲量分布的比例:東部沿海地區占17.1%、中部地區占75.1%、西部地區占7.8%。全國大中型、超大型鎢礦分布及其儲量和礦區開(kāi)發(fā)利用情況見(jiàn)圖
圖一:已經(jīng)采光的黑鎢礦
圖二:中國鎢礦分布圖
中國鎢礦主要產(chǎn)地一覽表:
在舊中國盡管有豐富的鎢礦資源,但沒(méi)有大中型選廠(chǎng),也沒(méi)有大中型的鎢礦冶煉和硬質(zhì)合金工業(yè),只是在1943年以前,日本侵華時(shí)曾在大連大華電氣冶金工廠(chǎng)生產(chǎn)少量的硬質(zhì)合金,日本投降后只留下一片廢墟。
新中國成立后,鎢業(yè)在擁有豐富的資源基礎上,經(jīng)過(guò)40多年來(lái)的發(fā)展、建設,形成了從礦山到硬質(zhì)合金生產(chǎn)的完整工業(yè)體系?,F擁有縣屬以上的國有礦山約90個(gè),其中統配礦山30多個(gè),選廠(chǎng)有43座,鎢中間制品生產(chǎn)企業(yè)有100多個(gè)。
鎢礦山是鎢業(yè)生產(chǎn)的基礎。根據我國鎢礦產(chǎn)地的分布和開(kāi)發(fā)條件,已形成贛、湘、粵三大鎢業(yè)生產(chǎn)基地,主要集中在贛南、湘南、粵北地區。此外,在閩、桂、滇、甘等省區也有相當規模的礦山以及若干省區的一批地方小型鎢礦山。
江西鎢礦生產(chǎn)基地,由11個(gè)大中型直屬統配礦山組成,即大吉山、西華山、盤(pán)古山、巋美山、滸坑、鐵山垅、畫(huà)眉坳、漂塘、蕩坪、下垅、小龍以及一些地方企業(yè)礦山。其中,大吉山、西華山、巋美山在50年代末期已建成3座大型選廠(chǎng),并經(jīng)近年來(lái)技術(shù)改造,成為現代化的大型選廠(chǎng),其他為中小型選廠(chǎng),有的選礦技術(shù)及生產(chǎn)工藝也較先進(jìn)。這11個(gè)大中型鎢礦山,都是五六十年代建成的,是我國鎢業(yè)礦山的主體和基礎,綜合采選能力534.9萬(wàn)t,鎢精礦生產(chǎn)能力17080t/a,產(chǎn)量占全國統配礦山鎢精礦產(chǎn)量的60%,為我國鎢業(yè)的發(fā)展,特別是在50年代向原蘇聯(lián)出口鎢砂換取國家急需機械設備等起到了重要作用。
湖南鎢礦生產(chǎn)基地,由直屬統配礦山柿竹園、香花嶺、湘東(鄧阜仙)、瑤崗仙、川口和非直屬統配礦山湘西等鎢礦山組成,還有很多地方企業(yè)礦山。
廣東鎢礦生產(chǎn)基地,由直屬統配礦山韶關(guān)精選廠(chǎng)、蓮花山、南山、錫山、粵東有色公司、東江有色公司、粵北有色公司、鋸板坑、雞籠山、棉土窩、紅嶺等礦山以及地方企業(yè)礦山所組成。
此外,廣西平桂礦務(wù)局、湖北大冶有色金屬公司、云南錫業(yè)公司也有一些統配礦山(主要是伴生鎢礦)。甘肅塔兒溝白鎢礦床規模較大,近年來(lái)又發(fā)現一些規??捎^(guān)的鎢礦,今后在西北地區有可能形成一個(gè)西北鎢礦生產(chǎn)基地。
鎢冶煉與硬質(zhì)合金及鎢中間制品生產(chǎn)企業(yè)的布局。五六十年代,在建成的大型株洲硬質(zhì)合金廠(chǎng)和大型自貢硬質(zhì)合金廠(chǎng)的基礎上,先后又建成一批中小型鎢冶煉廠(chǎng)(車(chē)間),如廣州紅心化工廠(chǎng)鎢冶煉車(chē)間、贛州有色冶煉廠(chǎng)鎢冶煉車(chē)間、陜西鋼廠(chǎng)鎢冶煉車(chē)間、南寧鋁廠(chǎng)鎢冶煉車(chē)間以及吉林冶煉廠(chǎng)和南昌硬質(zhì)合金廠(chǎng)等,使中國鎢冶煉能力進(jìn)一步擴大,布局較合理。目前,鎢中間制品企業(yè)有100多個(gè),其中有代表性的企業(yè)見(jiàn)表。
中國主要鎢中間制品生產(chǎn)企業(yè):
中國鎢礦選礦與加工
鎢礦石含鎢量低,必須經(jīng)過(guò)選礦富集成精礦才能作為冶煉的原料。按礦石類(lèi)型鎢選礦分為黑鎢礦選礦和白鎢礦選礦兩大類(lèi)型。我國現階段開(kāi)采的以石英脈型黑鎢礦為主,占采出礦石量的90%以上。因此,在原統配鎢礦山中的43座鎢選廠(chǎng)中,黑鎢選廠(chǎng)有37座。
鎢礦的主要選礦方法有手選、重介質(zhì)選、重選、浮選、磁選和電選等方法。黑鎢礦以重選為主,白鎢礦以浮選為主。我國黑鎢礦多數是易選礦石類(lèi)型,而白鎢礦礦石組成復雜,多數屬難選礦石,加之品位低,因而未能大量開(kāi)發(fā)。此外,還有鎢礦石氧化物鎢華等目前也尚未回收利用。
鎢礦選礦方法,除上述采用的常規選礦方法之外,針對礦石組成復雜,共伴生元素繁多的難選物料,采用選—冶聯(lián)合流程,但這一方法目前處于試驗研究階段,尚未工廠(chǎng)化。
中國鎢礦的選礦,選廠(chǎng)大規模工廠(chǎng)化起步于1952年在大吉山鎢礦建立125t/d的重力選礦廠(chǎng),50年代后期,由原蘇聯(lián)米哈諾布爾(Механобр)研究設計院為大吉山、西華山和巋美山鎢礦設計的3座大型鎢礦選廠(chǎng)相繼建成投產(chǎn)。40多年來(lái),在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷總結經(jīng)驗,并吸收國外選礦先進(jìn)技術(shù),經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),使選礦工藝流程日臻完善,選礦技術(shù)經(jīng)濟指標達到了世界先進(jìn)水平。如具有代表性的南昌有色金屬公司的鎢礦選礦指標,盡管近10年來(lái)在原礦品位逐年下降的情況下,鎢礦的回收率仍保持在84%以上的高水平,精礦品位(WO3)66.7%~68.9%(達到一二級鎢精礦國家標準:WO3含量不小于65%),原礦品位(WO3)0.25%~0.27%,尾礦品位(WO3)0.036%~0.046%。
選礦試驗是評價(jià)礦床是否有商業(yè)開(kāi)采價(jià)值的重要依據之一。因此,在詳查和初期階段應進(jìn)行礦石可選性試驗,對礦床物質(zhì)成分復雜的大型、超大型礦床和沒(méi)有選礦實(shí)踐的新礦石類(lèi)型,應做實(shí)驗室規模的擴大試驗。必要時(shí)工業(yè)部門(mén)還應做半工業(yè)試驗或工業(yè)試驗。在做選礦試驗之前,地質(zhì)勘探單位應做好礦石物質(zhì)成分研究,查明有益有害元素賦存狀態(tài),鑒定礦物種類(lèi),礦石結構構造、嵌布粒度特性,為選冶試驗制定合理工藝流程提供基礎資料。
鎢的冶煉有火法和水法冶煉兩種。冶煉時(shí)使用黑鎢精礦或白鎢精礦,但由于冶煉工藝流程各不相同,因此礦床既有黑鎢礦又有白鎢礦時(shí),要分別圈定礦體,各自計算出儲量。當礦石中黑鎢礦、白鎢礦共生在一起,要分別選出黑鎢精礦和白鎢精礦,以便分別冶煉。
作為鎢的冶煉礦物原料鎢精礦,含WO3應達到或大于65%。經(jīng)火法冶煉成鎢鐵合金(含W>70或>65%);經(jīng)水法冶煉成正鎢酸鈉,仲鎢酸銨或鎢酸鈣等。最后,進(jìn)一步處理成三氧化鎢(含WO3≥99.9%),再用還原劑(通常用氫)還原成鎢粉(含W≥99.9%)等。
中國鎢礦山開(kāi)采
中國鎢礦開(kāi)采主要是地下開(kāi)采,露天開(kāi)采僅是少量的地表砂礦。地下開(kāi)采的鎢礦床,由于大多數位于高山峻嶺之中,其地形適于平窿、溜井或平窿、輔助豎井、溜井聯(lián)合開(kāi)拓。地表主要工業(yè)設施多布置在主平窿附近。主平窿以下則有盲豎井或盲斜井開(kāi)拓,個(gè)別礦山用明豎井開(kāi)拓。主平窿以上中段高度不一,一般為30~70m,主平窿以下一般為50m。中段低、采準比大,作業(yè)條件好,回采率高;中段高,采準比小,作業(yè)條件差,丟失礦量多,回采率低。為適應礦脈變化復雜、采深增加地應力加大及開(kāi)采條件變壞等特殊情況,局部區段加開(kāi)副中段(盲中段),不少礦山生產(chǎn)實(shí)踐證明,這種辦法切實(shí)可行。
目前,中國縣屬以上的國有鎢礦山約90家,其中原中國有色金屬工業(yè)總公司直屬的鎢礦山企業(yè)有18家(簡(jiǎn)稱(chēng)中央直屬礦山,下同),大部分集中在贛、粵、湘三省。鎢礦山生產(chǎn)礦石量總能力約達870萬(wàn)t/a。全國坑下開(kāi)采出礦品位(WO3):1991年為0.2%,1996年為0.32%;采礦損失率:1991年為15.67%,1996年為10.57%;礦石貧化率:1991年為22.46%,1996年為56.9%。
中國主要鎢礦山的開(kāi)拓、采礦方法及采礦能力見(jiàn)表: