有色冶金概l论——钨冶金
钨冶炼技术的现状与发展
钨冶炼技术的发展将对全球经济产生重 要影响。随着钨在高新技术领域的应用 不断扩大，钨的需求量将不断增加，推
动钨冶炼技术的不断发展。
钨冶炼技术的进步将促进相关产业的发 展。钨冶炼技术的优化和改进将带动采 矿、化工、新材料等上下游产业的发展
，为全球经济的发展注入新的活力。
钨冶炼技术的国际合作与交流将进一步 加强。随着全球经济的融合和技术的快 速发展，各国在钨冶炼技术方面的合作 与交流将更加频繁和紧密，共同推动钨
新型钨冶炼技术的研究和应用将不断涌现。例如，生物冶金、化学冶金 等新型钨冶炼技术的研究和应用将为钨资源的开发利用提供新的途径。
钨冶炼技术与新材料技术的结合将更加紧密。随着新材料技术的不断发 展，钨冶炼技术将与新材料技术相结合，开发出具有优异性能的钨基新 材料，满足高新技术领域的需求。
钨冶炼技术对全球经济的影响
交流平台
建立钨冶炼技术交流平台，可以促进各国之 间的技术交流和合作，推动钨冶炼技术的共 同发展。
05
钨冶炼技术的前景展望
钨在高新技术领域的应用前景
钨在高新技术领域具有广泛的应用前景，如航空 航天、核能、电子、超导等。钨的高熔点、高密 度和良好的导电性能使其成为这些领域的关键材 料。
在核能领域，钨被用作核反应堆的反射层和遮蔽 剂，能够有效吸收和反射中子，提高核反应效率 。
钨的用途
钨在工业中广泛应用，主要用于 钢铁、有色金属、玻璃等材料的 添加剂，以及硬质合金、高温合 金、航天材料等领域。
钨冶炼技术的发展历程
早期钨冶炼技术
早期钨冶炼技术包括钨精矿的焙烧、 酸浸、沉矾、还原等工序，但该技术 流程长、能耗高、环境污染严重。
现代钨冶炼技术
现代钨冶炼技术包括酸分解、溶剂萃 取、离子交换、萃取剂回收等技术， 具有流程短、能耗低、环保等优点。
有色金属冶金概论-总论
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有色金属冶金概论
③ 稀土金属：包括镧系元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、 铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇，共17个金属。其共同 特点是最外两层电子结构相同，钇与钪也与之相似，因而它们 的物理化学性质非常相近，在矿物中共生在一起，在冶炼过程 中的行为也大体相似。
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有色金属冶金概论
课 程 资 源——教材
教材：《冶金学下卷》（邱竹贤主编， 东北大学出版社，2010.10第二版）
有色冶金概论的相关教材较为稀缺， 要么内容过于陈旧，要么内容广度不够， 综合考虑后选用上面这本受欢迎程度较 高的经典教材。课堂教学中，对部分内 容进行了删减和补充。
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课 程 资 源——辅助教材
有色金属冶金概论
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总论
有色金属冶金概论
1.有色金属简史及分类 2.有色金属资源及地位 3.有色金属提取冶金 4.有色金属冶金展望
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有色金属冶金概论
1. 有色金属简史及分类
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有色金属冶金概论
有色金属冶金概论
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有色金属冶金概论
了解常用 有色金属 的性质和
用途
教学目标
掌握常用 有色金属 冶金的主 要原理、 主要生产 工艺。
培养学生 分析和解 决冶金实 践中问题 的能力
启迪思维 以利将来 开拓新的 高效冶金 工艺。
有色金属冶金概论
⑤ 放射性金属：包括天然放射性金属钋 ，钫、镭、锕、钍、 镤和铀，以及人造放射性金属锝、镎、钚、镅、锔、锫、锎、 锿、镄、钔、锘、铹和104-117号元素，共33种金属，其共 同特点是能自发放射出具有某种能量的射线(α、β、γ射线）。
钨冶金复习题
钨冶金复习题钨冶金复习题钨，作为一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域。
钨的冶金学知识对于理解其性质和应用具有重要意义。
下面将通过一些复习题，来回顾和巩固我们对钨冶金学的理解。
1. 钨的原子序数是多少？它在元素周期表中的位置是什么？钨的原子序数是74，它位于元素周期表的第6周期第6族，属于过渡金属元素。
2. 钨的晶体结构是什么？钨的晶体结构是面心立方晶体结构。
3. 钨的原子半径和离子半径分别是多少？钨的原子半径是0.137nm，离子半径为W6+是0.068nm。
4. 钨的密度是多少？钨的密度是19.3克/立方厘米。
5. 钨的熔点和沸点分别是多少？钨的熔点是3422摄氏度，沸点是5555摄氏度。
6. 钨的常见化合价是多少？钨的常见化合价是2、4、6。
7. 钨的氧化物有哪些？钨的氧化物有三氧化二钨（WO3）、二氧化钨（WO2）和一氧化钨（WO）。
8. 钨的主要矿石有哪些？钨的主要矿石有白钨矿、黑钨矿和辉钨矿。
9. 钨的提取方法有哪些？钨的提取方法主要有浮选法、重选法和冶炼法。
10. 钨的冶炼方法有哪些？钨的冶炼方法有煅烧还原法、硫酸法和碳还原法。
11. 钨的合金有哪些应用？钨的合金常用于制造切削工具、高温合金、电极材料等。
12. 钨的特殊性质有哪些？钨具有高熔点、高密度、高硬度、高熔化潜热和低蒸气压等特殊性质。
13. 钨的应用领域有哪些？钨的应用领域包括航空航天、电子工业、化工等领域。
14. 钨的氧化态对其性能有何影响？钨的氧化态对其性能有很大影响，如WO2具有导电性，WO3具有催化性能。
15. 钨的高温性能如何？钨具有优异的高温性能，能够在高温下保持较高的强度和稳定性。
通过以上复习题，我们回顾了钨的冶金学知识。
钨作为一种重要的金属材料，在各个领域都有广泛的应用。
了解钨的性质和冶金学知识，有助于我们更好地理解其应用特点和加工工艺。
希望这些复习题对大家的钨冶金学知识的巩固和提升有所帮助。
1-1-1钨冶金绪论
表1-1-1金属钨的部分物理性质及机械性质
原子序数 原子量 74 183.85 沸点, ℃ 5700±20 5.5×10-6
电阻率 (25℃), Ω ·cm 硬度 HB , kg/mm2 晶体结构 α -W:体心立方 a=3.165 烧结棒 β -W:立方晶格 a=5.046 锻造棒 密度, g/cm3 19.3 弹性模量 (丝材), kg/mm2) 熔点, ℃ 3410±20 抗拉强度极限 (未退火丝), kg/mm2
钨、钼冶金
主讲人：梁 勇
二O一一年四月
主要参考书目
《钨冶金原理及工艺》--莫似浩 《钨冶金学》---彭少方 《钨钼冶金》---张启修，赵秦生
稀有金属的分类（44种）： 1、稀有轻金属（4）：Li、Rb、Cs、Be 2、稀有高熔点金属（9）：W、Mo、Ta、Nb、 Ti 、V、Zr、Hf、Re铼 3、稀有分散金属（4）：Ga、In、Tl、Ge 4、稀土金属（16）：La-Lu、Y、Sc 5、放射性元素（11）：Ra、Po、Pm、Fr、Tc、 Ac、Ac系元素（5种）
发现: 1781年,K.W.Sheele (瑞典）
1783年制取钨粉 1893年生产钨铁 1900年 高速切削钨钢 1904年 钨丝灯泡 1909可塑性钨的生产方法问世 1927～1928年 炭化钨基烧结硬质合金
中国的钨工业
历史
1911年中国发现钨矿 1914年开始采矿 1918年钨矿产量居世界首位 1952年开始建立钨冶炼厂 1972年生产钨丝
2005年统计资料：
钨精矿产量： APT:48家 9.099万吨 生产能力:13.1万吨
钨粉:69家
生产能力:5.36万吨
硬质合金:197户生产能力:2.84万吨 钨丝:33家 生产能力:297亿米
有色金属冶金学W-分解
• Mo：CaMoO4存在的酸处理时全部进入溶液，以MoS2存在 的仅当有氧化剂时进入溶液。因为钼酸的溶解度比钨 酸高很多，因此大部分Mo能够与W分离；
• 其它杂质：Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+均与HCl反应，进入 溶液而与钨分离。
1. 方法原理 在90~100℃温度下，用浓盐酸直接与白钨矿进行置换反应， 得到不溶于水的钨酸和可溶性的氯化钙，而达到钨与杂质初步分离的目 的。
因为盐酸的腐蚀性很强,难以找到合适的耐腐蚀材料,而耐硝酸腐蚀的 材料则容易获得,如不锈钢，而且用硝酸做浸出剂，反应产物及反应的废 酸都可转化为氮肥，因此，硝酸浸出白钨矿已经得到了一些工厂的认可。
钨中矿，29.8%WO3 黑/白=2/1
钨中矿，49.2%WO3 黑/白=2/1
钨中矿，38.4%WO3 黑/白=1/4
3.0 2.2~2.3 3.0
135
4
175
4
120~130 4
150~160 1.5
150~160 1.5
150~160 1.5
93.2
~3
97~99 6~7
96
97.6
---
98.5~99.0 --
为进一步提纯经过洗涤、过滤的钨酸，利用钨酸可溶于氨水的性质，将它
加水1.2~1.5kg/kg制成浆料，并加热到70~80℃，加入到50℃左右的激烈 搅拌的氨水中（28%、1~1.5L），形成可溶性的钨酸铵，而其它杂质（包 括等也未大被部酸分分进解入的氨黑溶钨渣矿中、与毒钨砂得、到Shi分O2离）。及钨酸中夹带的Fe3+、Fe2+、Mn28+
《有色冶金概论》课程标准
《有色冶金概论》课程标准课程代码：00531101适用专业：冶金技术学时：32学分：2开课学期：第三学期第一部分前言1.课程性质与地位现代冶金通常把金属分为黑色金属和有色金属，铁、铬、锰三种金属称为黑色金属，其余金属称为有色金属。
按有色金属的比重，化学特性，自然界的分布情况以及习惯称呼，有色金属又分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属和半金属五类。
《有色冶金概论》是高职冶金技术专业的一门专业基础课程。
本课程旨在让冶金技术专业学生全面了解，且并初步掌握现代工农业生产各行业较常用的十五种有色金属的物理、化学性质，矿物组成及冶金提取方法，重点培养学生的专业通识能力，是培养学生专业应用能力和冶金技术职业岗位能力的基础。
学生在学完《冶金基础化学》、《冶金制图》、《金属学及热处理》等课程的基础上，并通过认识实习后学习本课程，是后续课程《铝冶金》、《铝冶金》、《锌冶金》、《贵金属冶金技术》的基础。
2.课程的设计思路《有色冶金概论》课程是鉴于有色金属种类多、冶炼方法各异而开设的一门专业基础课。
本课程标准在设计上本着懂理论，重应用的总体思路，突出体现职业教育的技能型，应用性特色，注重培养学生的理论应用于实践的能力。
紧密结合企业岗位需求并考虑其与后续开设课程的关系进行课程内容的选取与组织。
主要介绍铜冶金、镍冶金、铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金、钨冶金、钛冶金及有色冶金中的综合回收。
鉴于我专业后续课程开设铅冶金、锌冶金、锡冶金、铝冶金，本课程重点介绍铜冶金、镍冶金、锡冶金、钨冶金和钛冶金。
在课程内容的设计上按有色冶金的种类设计10个学习单元，每个单元按金属的性质和用途、生产原料、冶炼方法、生产原理、工艺过程进行内容介绍。
本课程紧密结合生产实践，通过案例教学，启发引导教学，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体作用，充分调动学生的积极性、主动性，重在培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。
第二部分课程目标1.知识目标（1）掌握典型有色金属的物理化学性质、生产原料和冶炼方法；（2）理解典型有色金属冶炼的原理；（3）掌握典型有色金属冶炼的工艺过程；（4）了解有色冶金中有价金属的回收方法。
有色金属冶金概述
浸出——净化——沉积
二、有色金属冶金概念
金属种类
轻金属
熔盐电解 法或金属 贵金属
多从铜、 铅、锌、 镍等金属 的阳极泥 中回收提 取
稀土金属
湿法冶金 萃取分离 电解法
半金属
电弧熔炼、 区域熔炼、 热还原、 熔盐电解 等
提取方法
知识点总结
有色金属种类 有色金属分类原则 冶金的概念与方法 各种类有色金属的冶炼方法
一、有色金属种类与分类
稀有金属为含量很少、分布稀散或难以从原料
中提取的金属。包括稀有轻金属、稀有高熔点 轻金属，共7种。密度 <4.5g／cm3， 金属、稀土金属、稀散金属、稀有放射性金属 化学活性大。
等。
Se
重金属，共10种。密度>4.5g／cm3。
贵金属，共8种。化学性质稳定，密度 为10.4～22.4g／cm3，熔点高。 半金属，共6种，其物理化学性质介于
Thank you for your attention!
有色金属冶金概论
1. 有色金属有（64 ）种？世界有色金属总产量最多的国家是？
有色金属冶金概论
2.你最近是否关注过贵金属价格？最近市场上黄金价格？
有色金属冶金概论
主要内容
一、有色金属种类与分类 二、有色冶金概念与方法
一、有色金属种类与分类
有色金属包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、
铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、 钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、 钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、 镨、钕、钜、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷共64种。 其中，生产量大、应用比较广的10种金属——铜、 铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛等称为10种常 用有色金属，以此作为衡量有色金属工业发展水平的 标准。
有色冶金：概论
1.3 我国有色金属的产量
2002年 2007年
1 012万吨 2 360万吨
1 631万吨 3 135万吨
2013年4 029Fra bibliotek吨（居世界第一位）
2005年 2010年
1.3 我国有色金属的产量
1.4 冶金方法简介
1 火法冶金 2 湿法冶金
3 电冶金 4 粉末冶金
1.5 有色金属提取工艺的特点
1.6 我国金属矿的分布
8.钼矿 9.钨矿 10.锡矿 11.汞、锑矿 12.金矿 13.银矿 14.稀土、稀有金属
有产地222处。 主要有：吉林大黑山；辽宁省杨家杖子、兰家沟；陕西省金堆城 ；河南省栾川等钼矿。
复习题
1. 简述金属及有色金属的分类。 2. 简述冶金方法的分类。 3. 简述有色金属提取的特点。
1.6 我国金属矿的分布
全国已探明的铁矿区有1834处。 大型和超大型铁矿区主要有：辽宁鞍山—本溪铁矿区、冀东—北 京铁矿区、河北邯郸—邢台铁矿区、山西灵丘平型关铁矿区、山 西五台—岚县铁矿区、内蒙古包头—白云鄂博铁锈稀土矿区、山 东鲁中铁矿区、宁芜—庐纵铁矿区、安徽霍邱铁矿区、湖北鄂东 铁矿区、江西新余—吉安铁矿区、福建闽南铁矿区、海南石碌铁 矿区、四川攀枝花—西昌钒钛磁铁矿区、云南滇中铁矿区、云南 大勐龙铁矿区、陕西略阳鱼洞子铁矿区、甘肃红山铁矿区、甘肃 镜铁山铁矿区、新疆哈密天湖铁矿区，等等。
有色冶金概论
1
绪论
3
铝电解
5
镁冶金
目录
2
氧化铝生产
4
铜冶金
6
安全生产知识
1.1 金属的分类
黑色金属
通常指铁、锰、铬及它 们的合金。锰和铬主要 应用制合金钢，而铁表 面常覆盖着一层黑色的 四氧化三铁，所以把铁、 锰、铬叫作黑色金属。
有色冶金概论
有色冶金概论一．目录1.绪论2 .铜冶金3 .铅冶金4 .锌冶金1.绪论1.1金属及其分类金属是可塑性、导电性及导热性良好，具有金属光泽的化学元素。
金属：黑色金属和有色金属黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除黑色金属以外的所有金属。
分为：重金属、轻金属:贵金属、稀有金属、半金属。
重金属：铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉、铋轻金属：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡贵金属：金、银和铂族元素（铂、铱、锇、钌、铑）稀有金属：锂、钛、锆、钒、钨、钼、镓、铟等。
半金属：硼、硅、砷、砹。
1.2冶金的概念及冶金方法分类冶金是一门研究如何经济地从矿石或其他原料中提起金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的科学。
1.3冶金方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金。
1.4主要冶金过程：干燥、焙烧、煅烧、烧结和球团、熔炼、精炼、吹炼、蒸馏、浸出、净化、水溶液电解、熔盐电解。
干燥：除去原料中的水分。
焙烧：将矿石原料或精矿置于适当的气氛下，加热至低于他们的熔点温度，发生氧化、还原或其他化学变化的冶金过程。
煅烧：将碳酸盐或氢氧化合物的矿物原料在空气中加热分解，除去二氧化碳或水分的过程。
烧结和球团：将不同粉矿均匀或造球后加热焙烧，固结成多孔块状或球状的物料。
熔炼:将处理好的矿石或其他原料，在高温下通过氧化还原反应，使矿石中的金属和杂质分离为两个液相层即金属液和熔渣过程。
精炼：进一步处理熔炼所得含有少量的粗金属，以提高其纯度。
吹炼：实质是氧化熔炼。
蒸馏：将冶炼的物料在加热的条件下，利用物料的挥发度不同，使物料中某些组分分离。
浸出：将固体物料加到液体溶剂中，使固体物料中的一种或几种有价金属溶解于溶液中。
净化：净化是用于处理浸出溶液或其他含有杂质超标的溶液，以除去溶液中杂质至达标的过程。
水溶液电解：在水溶液电解质中，插入两极，通入直流电，使水溶液电解质发生氧化-还原反应。
电解精炼和电解沉积。
熔盐电解：用熔融盐做为电解质的电解过程。
2.铜冶金铜的冶炼方法：火法炼铜和湿法炼铜火法炼铜是生产铜的主要方法。
钨冶金学
第九章 钨冶金
2.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，原子序
数74，相对原子质量183. 85。钨原子的外电子构型为 [Xe]4f145d46s2，价电子为5d46s2。钨的氧化态有0, +1,+2, +3, +4, +5,+6等。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673K时开始失去金属光泽， 表面形成蓝黑致密的WO3保护膜;1013K时WO3由斜方晶系转 变为四方晶系，保护膜遭到破坏。
第九章 钨冶金
反应产生CO2气体从反应区内排出，同时二价铁、二价锰氧化 成高价，因此上述反应实际上是不可逆的。
反应产物的状态决定于过程的温度。在1073～1153K温度下， 产物为半熔融的(糊状)物质，1173～1273K则呈液态熔体。
当处理白钨精矿时，在配料时加入适量的SiO2，既可降低 Na2CO3的消耗和防止游离CaO的生成(白钨精矿在添加二氧化 硅条件下与碳酸钠反应)，又有利于提高后续过程钨的浸出率。 反应为: CaWO4+Na2CO3+1/2SiO2=Na2WO4+1/2Ca2SiO4+CO2↑ CaWO4+Na2CO3+SiO2= Na2WO4+Ca该方法为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，而与大量不溶性杂质分离的钨精矿分解方法， 其反应是: FeWO4+2NaOH=Na2WO4+Fe(OH)2↓ MnWO4+2NaOH=Na2WO4+Mn(OH)2↓ 黑钨精矿的碱分解主要有常压搅拌碱分解和加压碱分解工艺。 常压搅拌碱分解采用-0. 043mm粒级达98%的黑钨精矿粉， 氢氧化钠用量为理论量的200%，在383～393K温度下分解 8～12h; 加压分解采用-0. 043mm粒级达98%的黑钨精矿粉，苛性钠 用量为理论量的110%-150%，矿浆含NaOH 200～300g/l， 在453K温度下分解1h。 常压和加压碱分解工艺的黑钨精矿的分解率为98.5%～ 99.0%。
有色冶金概论
镍合金： 以镍为基体加入其他元素（如铜、铁、锰、铬、硅、镁）而 构成的有色合金。按用途分为：镍基高温合金、镍基耐蚀合 金、镍基耐磨合金、镍基精密合金和镍基形状记忆合金。
锡合金 以锡为基加入其他合金元素(如铅、锑、铜等）构成。熔点、 强度和硬度均低，有较高的导热性和较低的热膨胀系数，耐大 气腐蚀，有优良的减摩性能，易于与钢、铜、铝及其合金焊
铝合金
铜合金
镁合金
镍合金
锡合金
钛合金
1.2 矿物和矿石
矿物：
地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然单质或化合物。 矿物是组成岩石和矿石的基本单元。 其中，能够为人类利用的矿物为有用矿物。 矿物命名规律： 呈金属光泽或从中提炼出金属的矿物，常称之为XX矿； 呈非金属光泽的矿物，称为XX石； 供作宝石石料的矿物，多称为X玉； 以细小颗粒产出的矿物，称为X砂； 地表次生的并呈松散状的矿物，称为X华； 硫酸盐矿物，称为X矾。
白铅矿(PbCO3)
矿石的品位： 矿石中有用成分的含量叫做矿石品位，常用百分数表示。包 括原矿品位、精矿品位、尾矿品位。
选矿： 用物理或化学方法将有用矿物与脉石矿物分开，或将多种有 用矿物相互分离的工艺过程。 选矿方法有重选法、浮选法、磁选法、电选法 。
1.3 冶金的概念及冶金方法分类
冶金概念： 研究从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的学科。
熔点强度和硬度均低有较高的导热性和较低的热膨胀系数耐大气腐蚀有优良的减摩性能易于与钢铜铝及其合金焊合是很好的焊料也是很好的轴承材料
有色冶金概论
第一章
1.1 金属及其分类
绪论
金属定义：金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富
有色金属冶金学钨冶金
钨冶金与其他学科的交叉研究与应用
化学工程
将化学工程的理论和方法应用于钨冶金过程，以 提高生产效率和产品质量。
材料科学
研究钨及其合金的性能和应用，开发新型钨基材 料，以满足不同领域的需求。
环境科学
将环境科学的理论和方法应用于钨冶金过程，以 降低对环境的负面影响。
06
案例分析：某钨业公司的冶炼工艺流程与实践
钨分离技术
开发新型钨分离技术，如色谱分 离、膜分离、离子液体分离等， 以实现钨的高效分离和纯化。
钨冶金过程的节能减排技术
余热回收利用
研究钨冶金过程中的余热回收技术，将余热转化为其他形式的能源，如电能、 热能等，以降低能源消耗。
减排技术
开发新型的烟气处理、废水处理和废渣处理技术，减少钨冶金过程中的污染物 排放。
废水处理
采用物理、化学、生物等 多种方法对废水进行处理， 确保废水达标排放。
固体废弃物处理
对固体废弃物进行分类处 理，对有价值的废弃物进 行回收利用，对无价值的 废弃物进行安全处置。
钨资源的循环利用技术与实践
钨冶炼渣回收
采用物理或化学方法从钨冶炼渣 中提取有价金属，实现钨资源的Biblioteka 循环利用。废催化剂回收
02
钨矿的采矿与选矿
钨矿的采矿方法
露天开采
适用于地表或近地表的有经济价值的钨矿体，通过 剥离表土和岩石获得矿体。
地下开采
适用于埋藏较深的钨矿体，通过井巷工程进入矿体 进行采矿。
溶浸采矿
利用化学或生物方法使矿石中的有用组分溶解，然 后通过提取溶液回收有用成分。
钨矿的选矿原理
80%
物理选矿
利用钨矿物的物理性质差异，通 过筛分、重力分选、磁选和电选 等方法进行分离。
稀贵金属冶金
钨冶金的原理及工艺1、钨的概括钨是重要的工业原料，在冶金机械、石油化工、航空航天和国防工程等诸多领域中有着极其重要的用途，被称为战略金属之一。
钨是1781年由瑞典化学家舍勒（C.W.Scheele）在酸分解重石矿（现称白钨矿）时发现的。
从1907年在我国西华山发现钨矿以来，中国钨业已走过了100年的光辉历程，其中钨业的一个重要组成部分——钨冶金也有了近半个世纪的历史。
1958年4月前苏联援建的主张株洲601厂的正式投产，标志着我国钨冶金工业的正式诞生。
近半个世纪以来，钨冶金技术的发展大致可分为两个时期，第一时期大体上是从1958年到1981年西华山会议，这段时间主要是学习，消化，吸收前苏联的已有技术，并在生产上予以稳定和扩大；第二个时期为1981年西华山会议后到现在，西华山会议上，我国领导人发出了―振兴钨业‖的号召，同时国家在资金和政策上予以大量支持，因而全国钨业工作者发奋图强，在工艺流程改革，新技术的开发等方面都取得了长足的进步，使我国钨冶金技术的总体水平已处世界先进水平，许多技术已居世界领先地位。
产品除满足国内需求外，还向国外出口，每年出口创汇3 000多万美元(包括仲钨酸铵、蓝钨、碳化钨和硬质合金)，除出口到第三世界外，还出口到美国、欧盟国家和日本等生产先进国家。
进入二十一世纪，钨冶炼更是蓬勃发展，我国钨工业已进入资源整合、战略重组与优化结构、产业升级阶段。
钨品的生产已由初级向深加工迈步，迎合我国可持续发展战略，我国钨冶炼向清洁冶金，绿色冶金方向进步。
2、钨矿物的工艺钨矿物原料主要是黑钨矿、白钨矿及混合矿。
从热力学角度分析，在水溶液中无机酸和碱都能分解钨矿物，碱金属的碳酸盐、氟化物和磷酸盐溶液亦能分解钨矿物，但考虑到动力学条件及工业上的可行性因素，实际中常用方法主要有：氟化法亦呈现出较好的发展前景，但未形成工业规模。
热球磨碱浸法流程短，以获得高的 WO3浸出率，但是，此方法为分批间歇性操作，且由于设备承受能力有限，目前未能进行大规模生产。
钨冶金学----金属钨粉的生产
800℃时,还原过程经过WO2.72
(1) 还原过程的形貌变化（续）
750℃时，还原过程不经过WO2.72 800℃时,还原过程经过WO2.72
针状WO2.72→WO2颗粒链 → α -W
WO3→WO2.9 针状WO2.72球形聚集体→WO2颗粒聚集体→α -W
Hale Waihona Puke 3.钨粉粒度控制(1) 还原过程的形貌变化
(1) 回转式还原炉 (图1-5-4) 常用于一次还原(WO3 →WO2) 外管尺寸(Φ 300～400)×(4500～5500) 倾斜角 2.5～40 炉管转速 3～6r/min WO3→WO2 1hr (四管炉2～3hr) (2)四管还原炉 (图1-5-5) 炉管尺寸:(200～300)× (60～70)×4000 3～4个加热带。 适用于大规模生产。 (3)多管炉(九、十一、十三管炉) (图1-5-6) 十三管炉：直径76mm无缝不锈钢管13根，有5个加热带。 常用于二次还原（WO2→W） （4）钼丝炉 (图1-5-7) Ni—Cr，或Fe—Cr—Al丝炉，1000℃以下 钼丝炉，可在1200℃使用，用于粗颗粒钨粉制备。
图1-5-1
图 1-5-2 WO3的氢还原过程中物料断面的 物相变化
图1-4-4B WO3氢还原过程反应历程
图1-4-10
图1-4-9
图1-4-6 + 1-4-8b
图1-4-11
图1-4-12
表1-5-4b
反
各种钨氧化物氢还原的平衡常数
应 平衡常数 LogK=-1720.7/T+2.99
WO3干H2还原: WO3 → WO2.9→WO2→α -W WO3湿H2还原: WO3→WO2.9→WO2 → α -W β -W ATB干H2还原: WO3→WO2.9 →WO2 3）水蒸气分压 4）还原气氛 5）其他 → β -W α -W
有色金属冶金概论(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑课程教学大纲课程名称：有色金属冶金概论课程名称：Introduction to Metallurgy of Non-Ferrous Metals课程号：061899课程类型：专业课学时：36学时适用对象：冶金工程专业本科生先修课程：《冶金化工过程与设备》、《冶金热力学及动力学》、《冶金传输原理》。
一、课程的性质、目的与任务本课程是冶金工程专业本科生的专业课，为限选课；目的是使钢铁冶金专业方向的学生扩大专业面，以适应市场经济的需要。
本课程的讲授完成如下任务：了解常用有色金属的性质和用途；掌握常用有色金属冶金的主要原理、主要生产工艺。
二、课程的内容及学时分配：第一部分：绪论（建议学时数：2学时）本部分的学习目的和要求：本部分首先从课程的性质引入，讲解有色金属的分类及各种金属的所属类别，介绍有色金属提取过程的特点，对有色金属的提取方法进行归纳性总结。
通过本部分的学习，应了解各种有色金属所属的类型，熟悉有色金属的分类依据，掌握有色金属提取过程的特点。
本部分的教学内容：有色金属提取过程的特点；有色金属的提取方法。
本部分的重点和难点：有色金属提取过程的特点。
第二部分：铜冶金（建议学时数：10学时，其中包括讨论课2学时）本部分的学习目的和要求：通过对本部分的学习，学生应了解湿法炼铜的工艺；熟悉连续炼铜的工艺、基本原理；对比钢铁冶金流程，掌握火法炼铜的工艺流程及各主要单元过程的基本原理。
本部分的教学内容：本部分从铜及其主要化合物的性质、用途入手，讲授炼铜的原料，火法炼铜、湿法炼铜工艺流程、基本原理。
在火法炼铜部分，主要讲授硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；讲授造锍熔炼的基本原理；讲授冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理；讲授连续炼铜的工艺、基本原理。
简单介绍湿法炼铜部分。
本部分的重点和难点：硫化铜精矿的硫酸化焙烧和氧化焙烧的工艺、基本原理；造锍熔炼的基本原理；冰铜吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼的工艺、基本原理。
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8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.2 从钨酸钠溶液中析出钨酸
萃取法：用叔胺（即三烷基胺，N235）等胺类萃 取剂将净化除杂质后的纯钨酸钠溶液转变为钨酸铵 溶液，随后从钨酸铵液中将仲钨酸铵分离出来的过 程。 铵-钠复盐法：将净化脱硅后的钨酸钠溶液与 NH4C1生成难溶的仲钨酸铵-钠复盐结晶沉淀 。
有色冶金概论
——钨冶金
8.1 概述
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5700200℃。 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。
8.2 钨精矿的分解
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 + 2NaOH = Na2WO4 + Mn(OH)2
黑钨精矿的碱分解主要有常压搅拌碱分解和加 压碱分解工艺。
8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.1 钨酸钠溶液的净化 2、除磷和砷
采用铵镁净化法除磷和砷，即利用镁与磷和砷生 成溶解度很小的磷酸铵镁Mg(NH4)PO4和砷酸铵 Mg(NH4)AsO4从溶液中沉淀的原理： Na2HPO4 + MgC12 + NH4OH = Mg(NH4)PO4 + 2NaCl + H2O Na2HAsO4 + MgCl2 + NH4OH = Mg(NH4)AsO4 + 2NaCl + H2O
8.1 概述
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。 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)。
8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.2 从钨酸钠溶液中析出钨酸
盐酸沉淀法：工业上通常用盐酸从钨酸钠溶液中 沉淀钨酸： Na2WO4 + 2HC1 = H2WO4 + 2NaC1 钨酸钙沉淀及其酸分解法：将CaCl2溶液倾倒入钨 酸钠溶液生成CaWO4呈白色沉淀(人造白钨)，沉淀 出来的CaWO4用热盐酸分解就可获得颗粒较大的 黄色钨酸沉淀。 Na2WO4 + CaCl2 = CaWO4 + 2NaC1 CaWO4 + 2HC1 = H2WO4 + CaC12
8.1 概述
8.1.1 钨的性质和用途
钨的氧化物的性质
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。 钨酸（H2WO4）的性质
8.1 概述
8.1.2 钨的原料
Байду номын сангаас
-4 地壳中钨的含量是(1.2×10 )%。
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。
8.2 钨精矿的分解 白钨精矿的苏打水溶液分解 该法是白钨矿与碳酸钠溶液在高于大气压下发 生复分解反应生成可溶性钨酸钠，而与固体杂质分 离的钨精矿分解方法 ： CaWO4(s) + Na2CO3(aq) = Na2WO4(aq) + CaCO3(s)
8.2.3
这一反应只有在温度较高（＞200℃）和有相 当过量的苏打存在时，才能以较快的速度向右进行， 使95～98%的钨进入溶液，现代工业上采用的回转 式高压釜分解白钨矿。
8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.1 钨酸钠溶液的净化 1、除硅
当溶液中SiO2的含量与WO3含量之比超过0.1% 时就必须将其除去。净化的方法通常用盐酸中和粗 钨酸钠溶液，控制pH值等于8～9，硅酸钠便发生 水解反应： Na2SiO3 + H2O = H2SiO3 + 2NaOH 也可以用NH4Cl代替盐酸中和碱溶液： NH4Cl + H2O = NH4OH + HCl HCl + NaOH = NaCl + H2O
8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.1 钨酸钠溶液的净化 3、除钼
除钼方法是向含有钼的钨酸钠溶液中加入Na2S， 使钼生成三硫化钼(MoS3)沉淀： Na2MoO4 + 4Na2S + 4H2O = Na2MoS4 + 8NaOH
加入溶液的Na2S量只够与Na2Mo4O作用时，则 主要生成Na2MoS4。
8.1 概述
黑钨矿
白钨矿
8.1 概述
8.1.2 钨的原料
钨资源分布
8.1 概述
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 概述
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： ① 钨精矿分解 ② 钨溶液净化 ③ 纯钨化合物制 取 ④ 钨粉制取 ⑤ 致密钨制取 ⑥ 高纯致密钨制 取
8.1 概述
钨 生 产 原 则 流 程
8.2 钨精矿的分解
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
8.3 钨酸钠溶液的净化和钨酸的生产
8.3.3 钨酸的净化
除去粗钨酸中SiO2及碱金属和碱土金属杂质最
通常用的方法是氨液净化法。当钨酸溶解于氨液中 生成钨酸铵溶液时，杂质SiO2、氢氧化铁、氢氧化 锰以及钨酸钙形态存在的钙均进入不溶残渣。
H2WO4 + 2NH4OH = (NH4)2WO4 + 2H2O FeCl3 + 3NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4Cl MnCl2 + 2NH4OH = Mn(OH)2 + 2NH4Cl CaCl2 + (NH4)2WO4 = CaWO4 + 2NH4Cl
8.2 钨精矿的分解
8.2.3 白钨精矿的盐酸分解法
该方法是用盐酸与白钨精矿反应生成不溶于酸 的钨酸，钙及大部分杂质转变成可溶性的氯化物， 从而使钨与钙及其它杂质分离的钨精矿分解方法。 反应在温度363～373K下进行： CaWO4(s) + 2HC1(aq) = H2WO4(s) + CaCl2(aq) 该反应向右进行较彻底，反应结果钨以H2WO4形 式留于沉淀物中，其中也有未分解的白钨矿和SiO2。 而钙及某些能溶解于盐酸中的杂质则进入溶液。
8.4 三氧化钨的生产 三氧化钨是生产金属钨或碳化钨的中间产品。 用经过净化的钨酸或纯净的仲钨酸铵(APT)进行煅 烧就可获得三氧化钨： H2WO4 = WO3 + H2O 5(NH4)2O· 12WO3· nH2O = 12WO3 + 10NH3 + (n+5)H2O
生产过程分为干燥和锻烧两个作业，所用设 备为电热旋转式管状炉。