оглавление
1.общие сведения 4
физические свойства вольфрама: 4
2.Области применения 4
3. основные минералы вольфрама 5
4.оценка месторождений при поисках и разведке 5
5. разработка месторождений 8
6.Получение металлического вольфрама и его соединений 9
1.общие сведения
Вольфрам входит в 4-ю группу периодической системы Менделеева. Его атомный
номер 74, атомная масса 183,85. Природный вольфрам состоит из смеси пяти
изотопов
Массовые числа изотопов: 180 182 183 184
186
Содержание природной смеси 0,13 26,31 14,28 30,64
28,64
соответственно %
физические свойства вольфрама:
плотность 19,3 г/см3 твердость по Бринеллю 488 кг/мм2 температура
плавления 3410 оС, температура кипения 5930 оС,
электрическое сопротивление при 20 оС 5,5.10 – 4, при 2700оС 90,4.10-4.
Валентность переменчивая от2 до6 наиболее устойчив 6-валентный вольфрам 3-
и 2-валентные соединения вольфрама неустойчивы и практического значения не
имеют. Радиус атома вольфрама- 0,141 нм.
Кларк вольфрама земной коры составляет по Виноградову, 0,00013 г/т. его
среднее содержание в горных породах, г/т: ультраосновных – 0,00001,
основных – 0,00007, средних – 0,00012, кислых – 0,00019.
Вольфрам является одним из наиболее тяжелых и самым тугоплавким металлом. В
чистом виде представляет собой металл серебристо-белого цвета, похожий на
платину, при температуре около 1600 оС хорошо поддается ковке и может быть
вытянут в тонкую нить.
Вольфрам имеет высокую стойкость: при комнатной температуре не изменяется
на воздухе; при температуре красного каления медленно окисляется в ангидрид
вольфрамовой кислоты; в соляной, серной и плавиковой кислотах почти не
растворим. В азотной кислоте и царской водке окисляется с поверхности. В
смеси азотной плавиковой кислоты растворяется, образуя вольфрамовую
кислоту. Из соединений вольфрама наибольшее значение имеют: триоксид
вольфрама или вольфрамовый ангидрид, вольфроматы, перекисные соединения с
общей формулой ME2WOX. Соединения с галогенами, серой и углеродом.
Общие мировые запасы вольфрама (без России) составляют около 7,5 млн. тонн,
подтвержденные запасы около 4 млн. тонн. Наиболее крупными запасами
обладают: Казахстан, Китай, Канада и США. Мировое производство вольфрама
составляет 18-20 тысяч тонн в год в т.ч. в Китае 10, России 3,5; Казахстане
0,7, Австрии 0,5. Основные экспортеры вольфрама: Китай, Корея, Австрия.
Главные импортеры: США, Япония, Германия Великобритания.
2.Области применения
Вольфрам находит широкое применение в производстве сталей в качестве
легирующей добавки, в твердых жаропрочных сплавах, в электротехнике, в
производстве кислотоупорных и специальных сплавов, в химической
промышленности.
Долгое время более 60 % вольфрама использовалось в металлургии для
изготовления инструментальных, нержавеющих легированных и специальных
сталей. Присадка вольфрама к стали 1-20 % придает ей прочность, твердость,
тугоплавкость, самозакаливаемость, кислотоупорность, повышает предел
упругости и сопротивление растяжению. В настоящее время 55 % вольфрама в
виде карбида идет на изготовление твердых сплавов, используемых для буровых
коронок фельер для волочения проволоки, штампов, пружин, деталей
пневматических инструментов, клапанов двигателей. Твердые сплавы, состоящие
из вольфрама (3-15 %), хрома (25-35 %) и кобальта (45-65 %) с примесью 0,5-
2,7 % углерода, применяются для покрытия сильно изнашивающихся деталей.
Сплавы вольфрама медью и серебром являются хорошими контактными материалами
и применяются в рабочих частях рубильников, выключателей и др. Сплав
вольфрама (85-95 %) с никелем и медью обладающий высокой плотностью,
используется в радиотерапии для устройства защитных экранов от гамма лучей.
Металлический вольфрам применяется для изготовления нитей накаливания в
электролампах, электродов для водородной сварки, заменяя платину, для
нагревателей высокотемпературных электропечей, работающих при температуре
свыше 3000 оС, термопар, роторов в гироскопах оптических пирометров для
катодов рентгеновских трубок, электровакуумной аппаратуры, радиоприборов,
выпрямителей и гальвонометров.
Соединения вольфрама применяются в качестве красителей, для придания тканям
огнестойкости и водоустойчивости.
В США вольфрам используется (%) 68 – в производстве машин и оборудования
для металлообрабатывающей, горнодобывающей и строительной промышленности,
12 – для изготовления ламп и светильников, 12 – в электронной
промышленности и транспорте, 5 – в химических отраслях и 3 – в прочих
областях.
3. основные минералы вольфрама
Известно 20 вольфрамовых минералов. Наиболее распространены минералы группы
вольфрамита и шеелит, имеющие промышленное значение. Реже встречается
сульфид вольфрамита – тунгстенсит (WS2), а также окисноподобные соединения
– тунгстит, ферро - и купротунгстит, гидротунгстит. Довольно широко
распространены псиломеланы, вады с высоким содержанием вольфрама.
В экзогенных условиях образуются минералы группы вульфенита: штольцит –
?PbWO4 изоструктурный с шеелитом и его моноклинная разновидность-распит -
?PbWO4 .
Группа вольфрамита представлена минералами изоморфного ряда MnWO4 и FeWO4.
4.оценка месторождений при поисках и разведке
На площадях получивших в результате региональных исследований оценку
прогнозных ресурсов вольфрамого сырья по категориям Р3и Р2 проводят
поисковые работы.
Целью поисков является выявление месторождений вольфрама. Для этого
проводят изучение перспективной площади с составлением прогнозных карт
масштаба 1:50 000 на геолого-структурнофациальной основе, оконтуривание
орудинения и установление факторов контролирующих его локализацию.
Предварительно оценивают параметры рудных тел на поверхности и
распространения оруденения на глубину залегания рудопродуцирующих
магматических образований, размеры, форму, комплексность и продуктивность
геохимических аномалий, содержание вольфрама и других сопутствующих
элементов в рудных телах, степень окисленности руд, контуры зон, участков
рудных пересечений с промышленными параметрами.
На участках развития потенциального оруденения оценивают прогнозные
ресурсы по категории Р2 и частично – Р1 и при хороших геолого-
экономических показателях переходят к оценочным работам. Целью оценочных
работ является установления промышленного значения оруденения и выбор
объектов под проектирование разведки и эксплуатации
Результатом оценочных работ является наличие или отсутствие коммерческого
открытия, которое обосновывают:
Геологическая карта участка в масштабах 1 : 5 000 – 1 : 2 000.
Структурно-литолого-фациальные карты с разрезами.
Планы, разрезы и проекции рудных тел.
Карта поисково-оценочных критериев и признаков с отображением факторов
рудолокализации: рудовмещающих литологических комплексов и структур, фаций
метасамотитов контуров рудных тел и минерализационных зон, элементов
зональности минеральных типов руд, литологических ореолов элементов-
индикаторов орудинения, комплексных геофизических аномалий.
Прогнозная карта на структурно-фациальной основе с контурами промышленных и
предполагаемых рудных тел и принципиальной моделью месторождения.
Подсчитанные ресурсы категории Р1, запасы категории С2 и частично С1 .
Данные о масштабах месторождения и качестве руд.
Технико-экономические расчеты целесообразности разведки и отработки
месторождения.
Основная цель разведки, как начальной стадии разработки - обоснование
промышленного значения месторождения и ожидаемых технико-экономических
показателей, составления проекта освоения.
Для этого устанавливают:
Формы и размеры рудных тел и их запасы по категориям С1 и С2, иногда и
категории В.
Границы месторождения, его геолого-структурные особенности, прогнозные
ресурсы категории Р1.
Среднее содержание и фазовый состав основных и сопутствующих компонентов.
Технологические свойства руд, типы и сорта руд, степень извлечения
вольфрама и сопутствующих компонентов по лабораторным и при необходимости –
укрупненным пробам.
Горнотехнические условия отработки.
Гидрогеологическую обстановку месторождения.
Геолого-экономические условия месторождения, водо- и энергоснабжение
будущего предприятия, капиталовложения, производительность по руде и
концентратам, себестоимость продукции, рентабельность.
Технология ведения геологоразведочных работ на вольфрам зависит от задач
той или иной стадии, ландшафтно-геохимической обстановки, вероятного
промышленного типа оруденения.
Для выявления и оценки вольфрамовых месторождений используются
геологические геохимические и геофизические методы, горно-буровые работы и
опробование, минералого-петрографические и аналитические методы
исследований. В зависимости от детальности изучения меняется роль и
соотношение применяемых методов.
Важное значение при поисках вольфрама приобрели дистанционные методы,
основанные на интерпретации космо- и аэрофотоснимков, снятых в разных
спектрах. Эти данные дают важный материал для расшифровки морфоструктурных
позиций потенциальных рудных объектов, позволяя более централизованно
ориентировать поиски.
Визуальные поиски позволяют выявлять прямые признаки оруденения в открытых
и частично открытых районах. Этому способствуют свойства вольфрамита и
шеелита, длительно сохраняющихся в условиях денудации. Разрушение
вольфрамита в зоне окисления сопровождается образованием по нему тукнгстита
или гидроксдов железа, которые содержат повышенные концентрации вольфрама
диагностика вольфрамита обычно не вызывает затруднений. Шеелит устойчив в
зоне окисления, но иногда переходит в трудно определяемую мучнистую
разновидность. Поэтому для применяются люминоскопы, использующие
способность шеелита к свечению в ультрафиолетовых лучах.
Шлиховой метод позволяет выявлять прямые признаки вольфрамового оруденения.
Он является наиболее чувствительным и обладает высокой разрешающей
способностью. С его помощью улавливаются содержание триоксида вольфрама
n*10-6 % и даже n*10-7 %. “знаки” в шлиховой пробе превышают
чувствительность экспрессного полуколичественного спектрального анализа.
При поисках вольфрамовых месторождений применяется литохимический метод по
вторичным и первичным ореолам рассеивания вольфрама и сопутствующим
элементов.
Поиски по вторичным ореолам применяются в районах развития открытых
ореолов: осадосных, наложенных, диффузионного и аккумулятивного типов.
Это гумидные зоны горно-таежных областей, аккумулятивно-денудационные
равнины в умеренно влажном и умеренно аридном климатах.
Поискам по вторичным ореолам предшествует ландшафтно-геохимических условий,
составление соответствующих карт и выяснение положения представительного
Страницы: 1, 2
