中国产量占世界80%战略金属——钨
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中国产量占世界80%战略金属——钨
秦为胜
钨是稀有高熔点金属,也是重要的战略金属,其重要性堪比稀土,钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍耶尔发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,硬度很大。含有钨的矿物有黑钨矿和白钨矿等。钨的物理特征非常强,尤其是熔点非常高,是所有非合金金属中最高的。纯钨主要用在电器和电子设备,其许多化合物和合金也用在许多其它方面(最常见的有灯泡的灯丝,在X射线管中以及在高温合金中也有钨使用)。黑钨矿、白钨矿、钨铁矿等矿物含钨。重要的钨矿位于玻利维亚、美国加利福尼亚州和科罗拉多州、中国、葡萄牙、俄罗斯以及韩国。中国出产全世界钨的80%。通过使用碳还原钨的氧化物获得纯的金属。全世界钨的贮藏总量估计为700万吨,其中约30%是黑钨矿,70%是白钨矿。但是目前大多数这些矿藏无法经济性地开采。按照目前的消耗量这些矿藏只够使用约140年。另一个获得钨的方法是回收。回收的钨比钨矿含量高,事实上非常有利润。
一、钨的战略应用价值
人类科技不断地发展,而我们的成就直接体现在对一些基础材料的应用,比如人类最早使用金属材料制造青铜器,大大提高了人们生活质量以及防卫攻击能力。在现代军事上,对于材料的运用能力直接决定了武器的性能,40%的钛合金应用到了美国F22战斗机上,F22应用于发动机上的高温阻燃钛合金成就了其优异的性能。这些基础材料都来源于原料,这些原料就来自于矿产资源。大家都知道,我国是稀土资源大国,储量,产量皆是世界第一。中国有色金属资源十分丰富,品种比较齐全。目前,已发现的有色金属有80多种,其中钨、锑、锡、钛、稀土、锂、镁矿、铋矿、铅、锌等金属的储量居世界第一位。世界“钨”储量70%在我国,总储量520万吨,超过其他产钨国总和的3倍。同时产量也占世界80%,但跟稀土一样,“钨”同样是稀缺资源。钨的性质及其宝贵,熔点极高,有优异的高温力学性能,电性能,是现代高科技不可或缺的基础材料。钨在自然条件下硬度高、熔点高、不易腐蚀,因此被用作灯丝、超硬模具等。
无论是民用还是军用都离不开钨,最重要的是“钨”直接被用于武器等的重要部位,如火箭发动机,战机发动机,导弹耐高温外壳。“钨”是一种战略资源,早在二战“钨”就影响着战争进程,德国有名的“虎”式坦克其实还可以发挥更强大的威力,但因为缺少“钨”资源造不出更强的钨制穿甲弹,火力大打折扣。因此在战争期间“钨”的价格往往高涨,二战结束西班牙黑市上的钨甚至上涨了数百倍。“钨”无毒环保可替代贫铀,贫铀穿甲弹因为环保问题饱受批评,贫铀弹会造成放射性污染,而美国因为价格(钨弹价格贵得多)和毁伤能力问题都不舍得用。钨在我国尖端科技领域也发挥着不可替代的作用,我国第一颗人造卫星,第一枚洲际导弹,以及制造的新型战斗机中钨基合金发挥了重大作用,我国的核反应堆外壳的防辐射和隔热等功效都需要钨基合金。
二、世界钨都—江西大余、湖南柿竹园
世界主要钨矿24有种,世界钨资源主要集中于环太平洋带和欧亚一北美大陆带二大成矿区域。中国钨矿主要有两种:黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿),中国钨矿石质量好,矿石品种齐全,储量居世界第一,我国钨矿资源储量分布高度集中,主要集中于湖南(192.58万吨)、江西(96.70万吨)和河南(49.22万吨),三省钨矿资源储量合计占全国总量的61.37%。钨矿石是提炼金属钨的主要矿石,由于含有不同比例的铁钨酸盐和锰钨酸盐,所以含铁量高的叫做钨铁矿,中国是世界上钨储量最多的国家,就省(区)来看,以江西
(黑钨矿为主)、湖南(白钨矿为主)为多;河南、广西、福建、广东等省(区)次之。主要钨矿区有湖南柿竹园、江西大余(西华山、大吉山、盘古山、归美山、漂塘)、广东莲花山钨矿、福建行洛坑钨矿、甘肃塔儿沟钨矿、河南三道庄铝钨矿等。
中国钨矿不仅储量居世界第一,而且产量和出口量长期以来也居世界第一,因而被称誉为“世界三个第一”。中国江西大余县,是世界著名的“钨都”。那里有四百多处星罗棋布的钨矿点。鸦片战争后,德国人曾在那里首先发现了钨,当时只花500元钱就秘密地收买了矿权。爱国民众发现后,纷纷起来保矿、护矿。经多方交涉,终于在1908年以1000元收回矿权,并集资开采。这便是赣南最早的钨矿开发业。我国湖南省郴州市柿竹园是个“世界有色金属博物馆”,拥有140多种矿物。其中钨矿储量就占了当前世界总储量的四分之一。2016年1月,江西浮梁县朱溪钨矿查明三氧化钨(WO3)资源量286万吨,再次刷新了钨矿储量的世界记录,成为新的世界最大钨矿。
新中国成立后,钨业在拥有丰富的资源基础上,经过40多年来的发展、建设,形成了从矿山到硬质合金生产的完整工业体系。现拥有县属以上的国有矿山约90个,其中统配矿山30多个,选厂有43座,钨中间制品生产企业有100多个。
钨矿山是钨业生产的基础。根据我国钨矿产地的分布和开发条件,已形成赣、湘、粤三大钨业生产基地,主要集中在赣南、湘南、粤北地区。此外,在闽、桂、滇、甘等省区也有相当规模的矿山以及若干省区的一批地方小型钨矿山。
江西钨矿生产基地,由11个大中型直属统配矿山组成,即大吉山、西华山、盘古山、岿美山、浒坑、铁山垅、画眉坳、漂塘、荡坪、下垅、小龙以及一些地方企业矿山。其中,大吉山、西华山、岿美山在50年代末期已建成3座大型选厂,并经近年来技术改造,成为现代化的大型选厂,其他为中小型选厂,有的选矿技术及生产工艺也较先进。这11个大中型钨矿山,都是五六十年代建成的,是我国钨业矿山的主体和基础,综合采选能力534.9万t,钨精矿生产能力17080t/a,产量占全国统配矿山钨精矿产量的60%,为我国钨业的发展,特别是在50年代向原苏联出口钨砂换取国家急需机械设备等起到了重要作用。
湖南钨矿生产基地,由直属统配矿山柿竹园、香花岭、湘东(邓阜仙)、瑶岗仙、川口和非直属统配矿山湘西等钨矿山组成,还有很多地方企业矿山。
广东钨矿生产基地,由直属统配矿山韶关精选厂、莲花山、南山、锡山、粤东有色公司、东江有色公司、粤北有色公司、锯板坑、鸡笼山、棉土窝、红岭等矿山以及地方企业矿山所组成。