金属矿产资源分为:有色金属矿产资源、黑色金属矿产、重金属矿产。
而黑色金属(或称铁合金金属)矿产,包括铁、锰、铬、钛、钒等,黑钨矿是提炼钨的最主要矿石,它也叫钨锰铁矿。由于含有不同比例的铁钨酸盐和锰钨酸盐,所以如果含铁量高一些就叫钨铁矿,含锰多一些就叫钨锰矿。
因此黑钨矿是属于黑色金属矿产
Monoclinic systemUsually as thick tabular and prismatic crystals,also in thin tabular,acicular or hairlike formsLongitudal striations are common on crystal face,and aggregates are mostly as tabular formLight red,light purple,brownish-black to blackAdamantine to semimetallic lusterHM4~55,ρ67~76g/cm3The iron-rich variety has weak magnetismOccurs mainly in hypothermal veins and in greisenized wallrocks,and also in epithermal deposits(表614;图657,图658)
我国黑钨矿产量占世界第一位,湖南瑶岗仙、广东多罗山矿区均产出晶形完好的黑钨矿,晶体长度一般5~10cm,有的甚至超过15cm。玻利维亚拉拉瓜(Llallagua)、美国科罗拉多州、内华达州、北卡罗来纳州等及捷克、斯洛伐克、葡萄牙等也产有较优质的黑钨矿晶体,但晶体粒径一般不大。
钨在钢铁工业中是重要的合金元素,能提高钢的强度、硬度和耐蚀性。含钨的硬质合金(碳化钨),硬度大、耐磨、耐蚀和耐热,用于制造钻头、刀具和耐高温的零件等。含钨60%-90%的钨铜(或钨银)合金是优良的接触材料,可用作电键、刀形开关、断路器及点焊电极等。钨镍铜合金可作α和γ射线的防护屏。在火箭发动机中,由钨和钨渗铜(银)制成的不冷却喷管能耐3127℃的高温和承压高压、高热应力。高密度钨合金是穿甲弹的重要材料,在保龄球、标枪等运动器具上也有应用。在照明及电子工业上作发光材料发射电极和x射线阴极靶。还可作高温电阻炉加热体。钨和钨铼(26%)合金所组成的热电偶,可测量温度范围从室温到2835℃。二硒化钨可作自身润滑轴承的润滑剂,其润滑温度范围为-217-350℃。钨的化合物的颜料经久耐用。
质地纯正的钨可来制作电灯丝及伦琴线管的阴极等。由于钨金属耐高温而不变形,故用来制作高速钢,为工业上所用的高速切削工具和军事上必不可少的重要材料。钨酸钠可用作丝织物的媒染剂,棉织物的防火剂,以及玻璃和陶器上的着色剂等;还可熔制成钴铬钨合金及其它金属的合金,用来制作各种合金钻头。 2.白钨矿 颜色为白色,也有黄褐、绿和淡红色等。金刚光泽。它属正方晶系,形成双锥状假八面体或板状晶体,晶面有时可见斜条纹,其中插生双晶者较为常见;也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度45-5;比重59-62。性脆,贝壳状或参差状断口。受阴极射线作用时可发出浅蓝色的光
钨精矿
1概况
钨属于稀有元素,在地壳中含量仅为0007%,我国钨储量约占世界总储量的55%,居首位。华北、西北和西南都有产出,尤其是西起广西,经湖南、广东, 江西,东至福建的南岭山脉一带,钨矿最多。其中又以江西南部最为集中,大小矿山达数百处,大吉山、西华山、岿美山、盘古山等都是世界有名的钨矿山。
我国选冶钨矿物原料与国外不同 国外长期以来开发的钨矿,主要是白钨矿,占总生产能力的60%。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t,占全国钨矿总储量的71%,但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂,嵌布粒度细,选冶技术尚未彻底解决,因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主,占全国采出矿量的90%。
2性质
钨属亲石元素,主要以钨酸盐的形态存在于伟晶岩和热液矿床中;已知的钨矿约有15种,其中主要有黑钨矿和白钨矿两种。
(1)黑钨矿(Fe,Mn)WO4,又名钨锰铁矿,含WO3约76%,呈褐黑色至黑色,显半金属光泽,比重为71~79;属单斜晶系,晶体常呈厚板状,晶面上常有纵纹。黑钨矿常与石英脉共生在一起。
(2)白钨矿CaWO4,又名钨酸钙矿,含WO3约80%,常呈灰白色,有时略带浅黄、浅紫、浅褐等色,显金刚光泽或油脂光泽,比重为59~61;属四方晶系,晶形常呈双锥状,集合体多为不规则粒状或致密块状。白钨矿常与辉钼矿、方铅矿和闪锌矿共生在一起。
已知的含钨矿石主要有石英—黑钨矿矿石,硅卡岩—白钨矿矿石和砂矿等类型。
3用途
钨精矿是生产钨铁、APT(仲钨酸铵)的主要原料。
4产制
钨砂从岩体中采出,经粗碎、筛分及手选后,通常采用磁选、浮选以及重力、静电、化学选矿等方法进行精选,经精选后,可得到含WO3为65%以上的钨精矿成品。
5质量规格
技术标准规定的黑、白钨精矿的技术条件如表1
表1 钨精矿质量规格
品 级
WO3不少于(%)
杂质,不大于(%)
S
P
As
Mo
Mn
Cu
Sn
SiO2
Ca
Sb
Bi
Pb
Fe
黑钨特-I-2
70
04
003
008
-
-
005
01
5
4
005
005
005
黑钨特-I-1
68
05
004
01
006
015
7
5
01
01
01
黑钨一级I类
65
07
005
015
013
02
7
5
黑钨一级II类
65
07
01
01
005
025
02
5
3
P+As
黑钨一级III类
65
08
022
005
035
04
38
1
白钨特-II-2
70
05
005
007
0015
04
02
015
3
01
2
白钨特-II-1
70
06
01
01
002
05
025
02
3
02
3
6检验标准
钨精矿按照GB/T4414—84《包装钨精矿取样、制样 方法》和GB61501~615019—85《钨精矿化学分析方法》进行检验。
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1矿区地质特征
瑶岗仙钨矿地处加里东隆起带与印支-燕山凹陷带的交汇部位,位于著名的南岭钨多金属成矿带中段北缘(林新多等,1986)。南岭钨多金属成矿带位于华南地区的中南部,地跨湘、桂、粤、赣、闽,其主体岩性为花岗岩,呈东西向展布;该地区矿产资源丰富,是中国著名的有色金属和稀有金属矿集区,发育的超大型、大型矿床有瑶岗仙钨矿(图1-1)、黄沙坪铅锌矿、宝山铅锌矿、香花岭锡矿、芙蓉锡矿、柿竹园钨锡钼铋多金属矿等。
图1-1 瑶岗仙钨矿区域地质简图
(据毛景文等,2007)
1—前奥陶纪碎屑岩;2—志留-三叠纪碳酸盐岩;3—花岗岩;4—侏罗-白垩纪碎屑岩、火山岩和红岩;5—钨锡矿床
2矿体特征
瑶岗仙钨矿床类型主要为石英脉型黑钨矿床和蚀变花岗岩体型钨钼矿床。对于石英脉型黑钨矿床(含钼),主体矿脉呈典型的“五层楼”特征:深度越深,石英脉的脉幅越大,脉幅在深部可达50~100cm,在地表以小于1cm的石英脉为主(图1-2)。寒武系浅变质砂岩、板岩中石英大脉、细脉发育,大脉稀疏、矿化强,细脉矿化差;泥盆系、侏罗系砂岩、砂页岩中大脉、细脉较发育,矿化尚好(陈依壤,1981,1992;董少花等,2011)。
瑶岗仙钨矿区矿石结构为粗—细粒自形—他形晶结构、伟晶结构、似文象结构,构造为团块状、团粒状、梳状、细脉状、浸染状等。主要的矿石类型为石英脉黑钨矿,矿物共生组合较复杂,金属矿物以黑钨矿为主,毒砂、黝锡矿次之,少量黄铜矿、黄铁矿、锡石等;同时还发育有石英脉辉钼矿,金属矿物以辉钼矿为主,黑钨矿、毒砂次之;以及石英脉黄铜矿,主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、毒砂、黝锡矿、黑钨矿等。黑钨矿多呈板状集合体,少量呈致密块状。非金属矿物以石英为主,萤石、方解石、绢云母次之,含少量绿柱石、菱锰矿等。
图1-2 瑶岗仙钨矿床地质简图
(据王登红等,2009)
1—第四系冲积层;2—下侏罗统砂岩;3—下石炭统灰岩砂岩;4—中上泥盆统灰岩;5—中泥盆统砂岩;6—寒武系浅变质砂岩、板岩;7—花岗岩;8—含矿石英脉;9—断层及编号
3成因模式
瑶岗仙钨矿床属中高温、中低压岩浆-热液型石英脉型黑钨矿矿床,成矿作用受岩体、构造及地层等多种因素的控制及影响(图1-3)。成矿物质主要来源于地壳结晶片岩、片麻岩,岩体属S型花岗岩。成矿热液从矿区东南地下深处,由下而上向上运移,在适当的构造断裂部位析出赋存成矿。矿脉在垂直方向总体呈“五层楼”形态,地表附近浅部矿脉分布较多,矿脉厚度小,深部矿脉分布少,矿脉厚度相对较大,自上而下呈线(丝)脉—薄脉—中脉—大脉—根复脉(细脉)特征(郭伟革等,2010;孙健等,2009)。
在岩体控矿方面,区内侵入岩以燕山期早期中深成至浅成酸性岩为主,呈岩株、岩枝和岩脉产出,与成矿关系密切。在构造方面,矿区构造发育,主要为印支期—燕山期NE—NNE向褶皱与断裂构造。其中瑶岗仙背斜南部倾伏端与NE向大断裂交汇部位控制了瑶岗仙钨矿床的分布,其次级NW、NWW向断裂则控制着脉型钨矿体的产出(郭伟革等,2010)。矿化及富集规律表明,脉状钨矿床赋存于燕山早期花岗岩内外接触带,在岩体凸起部位线状矿脉尤其发育(陈依壤,1981),构造起到了主要的导矿和容矿作用。
在地层方面,该区W、Pb、Zn、Cu四种成矿元素在寒武系、泥盆系、三叠系及侏罗系中分布最集中,地层也作为赋矿载体,其化学、物理性质对于成矿物质的富集、沉淀等至关重要。
图1-3 瑶岗仙钨矿床成矿模式图
(据康永孚等,1994)
1—石英脉型黑钨矿矿床;2—似矽卡岩型白钨矿矿床;3—细网脉砂岩型白钨矿矿床;4—花岗岩型黑钨矿辉钼矿床;5—花岗伟晶岩型黑钨矿矿床;6—云英岩型黑钨矿矿床;7—铅锌矿化
4矿床系列标本简述
表1-1 瑶岗仙钨矿采集标本
注:W1-B代表瑶岗仙钨矿标本,W1-b代表该标本薄片编号,W1-g代表该标本光片编号。
2009年,通过对瑶岗仙钨矿的成矿地质特征进行分析,采用矿区定点捡块的方法对矿区进行标本采集。采集了反映矿区侵入岩类型、矿石类型和反映矿床成因特征的标本共计11块(表1-1),其中,与成矿关系密切的燕山期早期花岗岩2块,岩性分别为绢英岩化斜长花岗岩和斜长花岗岩;矿石6块,岩性分别为含黄铜矿毒砂石英脉、含毒砂石英脉、含黑钨矿毒砂石英脉、含矿萤石石英脉、辉钼矿化伟晶岩和石英脉型毒砂黄铜矿矿石;矿体围岩3块,均为寒武系砂岩,岩性分别为硅化细砂岩和含辉钼矿石英脉硅化细砂岩。本次标本采集较全面地覆盖了与石英脉型黑钨矿成矿关系密切的围岩及侵入岩类型,矿石种类较丰富。
5图版
(1)标本照片及其特征描述
W1-B01
绢英岩化斜长花岗岩。岩石呈浅灰白色,中粒结构,块状构造。主要矿物成分为石英、斜长石。石英,浅灰白色,无色透明,中粒不等粒结构,含量约50%。斜长石,浅灰白色,半透明状,长柱状,大小2mm×6mm,含量约40%。少量白云母,细小鳞片状,粒径约1mm,含量约5%,发生绢云英岩化蚀变。岩石中偶见细粒黄铁矿,并见不规则细小石英脉
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B02
含黄铜矿毒砂石英脉。岩石呈乳白色,透明—半透明,主要由硅化石英组成,自形程度差,但在晶洞中可见不完好晶形,含量>90%。金属矿物见有毒砂、黄铜矿、黑钨矿。毒砂,锡白色,条痕灰黑色,金属光泽,自形程度较好,晶体呈柱状,柱面见平行条纹,斑块状,小者1cm×2cm,大者2cm×6cm。黄铜矿,亮**,条痕绿色—深绿色,斑块状。黑钨矿,褐黑色,条痕褐色,晶形较差。黄铜矿与黑钨矿紧密共生同时生长在一个晶洞中
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B03
石英脉型毒砂黄铜矿矿石。矿石呈灰—**,自形—他形粒状结构,块状构造。矿石矿物主要为黄铜矿、毒砂和少量黑钨矿,呈团窝状充填于石英脉中。黄铜矿,铜**,条痕绿黑色,硬度略低于小刀,集合体呈致密块状,含量>5%。毒砂,锡白色,条痕黑色,半自形—他形粒状结构,粒径02~05cm,与黄铜矿共生,硬度高于小刀,含量约5%。黑钨矿,褐黑色,条痕棕褐色,半自形粒状结构,板柱状,粒径2~5mm,含量<1%。微量黄铁矿,黄白色,自形—他形粒状结构。脉石矿物为石英,乳白色,块状构造
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B04
硅化细砂岩。岩石呈灰—深灰色,变余晶粒结构,块状构造。主要矿物成分为石英、长石。多数为约1mm宽的白色细小石英脉,最宽可达1c m,分布不均匀。石英脉边部发生绢英岩化
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B05
含毒砂石英脉。岩石呈白色,透明—半透明,主要由硅化石英组成,自形程度差,可见六方锥柱型晶体,晶体直径05cm,长度可达1~2cm,含量95%。晶洞中可见毒砂和白云母。毒砂,锡白色,条痕黑色金属光泽,自形程度较好,晶体呈柱状,柱面见平行纵条纹,一般大小2~3mm,大者可达约10cm。白云母与毒砂共生,无色透明,晶粒可达3mm,可见零星黄铜矿化
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B06
斜长花岗岩。岩石呈浅灰白色,中—粗粒结构,块状构造。主要矿物成分为斜长石、石英。斜长石,灰白色,自形—半自形粒状,板柱状,大小一般05cm×06cm,大者可达10mm,含量可达55%~60%。石英,无色透明,他形粒状结构,粒径3~4mm,含量35%~40%。少量黑云母和白云母,呈粒状或斑点状分布,含量约5%。岩石中可见星点状细粒黄铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B07
含辉钼矿石英脉硅化细砂岩。岩石呈黄灰—浅绿灰色,细粒变余结构,块状构造。主要矿物成分为石英、长石,以石英为主。石英脉呈白色,透明—半透明,结晶程度差,主要由块状石英组成。石英脉中可见辉钼矿和黑钨矿。辉钼矿,灰色—铅灰色,集合体呈片状,呈聚斑状分布于石英脉中,聚斑大小一般(3~5)mm×10mm,大者可达15mm×25mm,硬度小,染手,含量15%~20%。偶见黑钨矿,黑色,条痕深褐色,半金属光泽,板柱状,晶体可达2mm×10mm
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B08
辉钼矿化伟晶岩。岩石呈黄白色,伟晶结构、似纹象结构,块状构造。主要矿物成分为长石、石英,二者含量可达90%。长石,黄白色,结晶差,集合体呈块状,局部可见浅肉红色长柱状晶体。石英,乳白色,无色透明—半透明,他形晶,与长石紧密共生呈似文象结构。萤石,绿色,呈团窝状零星分布,含量约5%。偶见极少量变质细砂岩角砾。石英脉中可见辉钼矿、黑钨矿。辉钼矿呈细小鳞片状,脉宽3~5mm,含量达30%左右。少量黑钨矿呈长柱状集合体分布
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B09
含黑钨矿毒砂石英脉。石英脉呈乳白色,透明—半透明,脉宽大于4cm,主要由块状石英组成,含量>90%。石英脉内含黑钨矿、毒砂,含量不足1%。脉内可见星散状萤石和蛇纹石(胶状)。石英脉发育在细粒硅化砂岩中,围岩中可见细粒浸染状黄铁矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B10
硅化细砂岩。岩石呈土黄—灰绿色,细粒变余结构,块状构造。主要成分为石英和长石。标本边部发育有石英脉,脉宽5cm,主要由白色、乳白色块状石英组成,含量60%~70%。脉体边侧发育褐色金云母,呈团窝状分布,含量约30%,并伴生有微量毒砂和黄铜矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-B11
含矿萤石石英脉。岩石呈浅黄棕色—杂色,碎裂结构,角砾状构造。主要脉石矿物为石英和长石,二者含量约为75%。石英,白色、乳白色,透明—半透明,结晶较差,呈块状。长石,浅黄白色,半自形—他形晶,块状。其次为萤石,翠绿色,可见立方体状晶体,呈块状,含量约20%。金属矿物有黑钨矿、黄铁矿,含量2%~3%,另见有零星辉钼矿和黄铜矿,含量<1%
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
(2)标本镜下鉴定照片及特征描述
W1-b01
白云母石英岩。鳞片粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英(Qz,约60%)和白云母(Ms,约35%)。石英,呈他形,无色透明,表面光滑,正低突起,粒径02~05mm。白云母,呈薄板状,单斜晶系,低闪突起,一组解理,干涉色为Ⅱ级顶部—Ⅲ级,近平行消光,长轴长度为05mm
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-b04
二云母片岩。鳞片粒状变晶结构,块状构造。主要矿物成分为石英(Qz,约25%)、白云母(Ms,约30%)、黑云母(Bt,约35%)和少量斜长石(约5%)。石英,呈他形,无色透明,表面光滑,粒径02~05mm。白云母,近自形,呈薄板状,粒径约02mm。黑云母,近半自形,集合体呈鳞片状,多色性明显,平行消光。斜长石,三斜晶系,负低突起,双晶发育不明显
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W1-b08
长石岩屑砂岩。斑状结构,块状构造。主要矿物成分为斜长石(Pl,约50%)、石英(Qz,约20%)和方解石(Cal,约20%)。斜长石,负低突起,分为粗粒和细粒两种:粗粒斜长石为斑晶,粒径约2mm;细粒斜长石为基质的一部分,粒径约02mm,双晶发育明显并具有环带。石英,呈他形,粒径约02mm。方解石,呈菱面体解理,闪突起明显,珍珠晕高级白干涉色,粒径约1mm
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-g07
主要金属矿物为磁黄铁矿、黄铁矿与黄铜矿,少量黑钨矿、金红石及钛铁矿等。磁黄铁矿(Po)含量约为15%,呈不规则粒状结构分布于透明矿物颗粒裂隙及间隙中,集合体呈脉状分布,粒径0002~20mm不等。黄铁矿(Py)含量约2%,呈自形—半自形粒状结构分布于透明矿物颗粒裂隙及间隙中,被磁黄铁矿交代包裹呈包含结构,粒径001~12mm不等。少量黄铜矿(Ccp),呈不规则粒状结构,与磁黄铁矿共生呈共结边结构,粒径0001~03mm不等。少量黑钨矿(Wol)
矿物生成顺序:金红石-钛铁矿→黄铁矿→磁黄铁矿-黄铜矿→黑钨矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-g08
主要金属矿物为辉钼矿、硫砷铜银矿及针碲金银矿,少量黄铁矿、毒砂、黑钨矿及黄铜矿等。辉钼矿(Mot)含量约12%,呈片状自形—半自形粒状结构,集合体呈脉状分布,可见其应力作用下揉皱结构特征,粒径0002~30mm。硫砷铜银矿(Prt)含量约2%,呈不规则粒状结构,与黄铜矿呈共结边结构,粒径0001~02mm。针碲金银矿(Syl)含量约2%,与硫砷铜银矿密切共生,呈尖角状结构,粒径0001~012mm。少量毒砂(Apy)和黄铁矿(Py),呈半自形—他形粒状结构。黄铜矿(Ccp)少量,呈不规则粒状结构。
矿物生成顺序:黑钨矿→毒砂-黄铁矿→辉钼矿→硫砷铜银矿-黄铜矿→针碲金银矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
W1-g09
主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿,少量黑钨矿、黄铜矿及黝铜矿等。毒砂(Apy)含量约为2%,呈自形—半自形粒状结构分布于透明矿物颗粒中,可见黄铁矿、黑钨矿沿其边缘交代,粒径005~07mm。黄铁矿(Py)含量约2%,呈半自形—他形粒状结构,分布于透明矿物颗粒裂隙及间隙中,可见其包裹毒砂颗粒呈包含结构,粒径001~10mm。磁黄铁矿(Po)含量约1%,呈他形粒状结构分布于透明矿物中,可见其与黄铜矿、黝铜矿接触呈共结边结构,粒径0001~03mm。少量黑钨矿(Wol)和黄铜矿,呈不规则粒状结构与磁黄铁矿密切共生
矿物生成顺序:毒砂→黄铁矿→磁黄铁矿-黄铜矿-黝铜矿→黑钨矿
中国典型矿床系列标本及光薄片图册钨钼铜矿
黑钨矿和白钨矿的区别有几点:一是化学成分不一样,前者是钨的氧化物,后者是钨酸钙;二是晶体结构不一样,前者属单斜晶系,后者属四方晶系;三是晶体形态不一样,前者呈板状或短柱状,后者呈四方双锥状;五是颜色不一样,前者为红褐色至黑色,后者为白色、黄白、浅紫色等。
黑钨矿(Fe、Mn)WO4(钨锰铁矿),含WO3为76%,结晶温度为320~240℃,晶体属单斜晶系的氧化物矿物。主要产于高温热液石英脉内及其云英岩化围岩中。矿脉常存在于花岗岩侵入体顶部或近接触带围岩中,共生矿物有锡石、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、黄铁矿
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