“工業(yè)牙齒”—鎢
◎? 趙? 超
鎢是一種寶貴的稀有金屬。人們對鎢的認識還是從燈泡里的鎢絲開始，其實它已經(jīng)以各種形式影響著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,，在生產(chǎn)生活中被廣泛應用,，素有“工業(yè)牙齒”之稱。隨著科技的迅速發(fā)展,，鎢的戰(zhàn)略地位也在不斷提高,。
鎢的“前世今生”
在17世紀德國厄爾士山脈中,，礦工在提煉錫的過程中發(fā)現(xiàn)有些礦石會促使礦渣的形成,，影響錫的生產(chǎn)效率,。礦工們十分討厭這種礦石，給它起了一個德語綽號：wolfram,，意思是狼的口水,，寓意它能像狼吃羊那樣“吃掉”錫。1758年,，瑞典化學家克朗斯泰發(fā)現(xiàn)了一種白色礦物（鎢礦）,，因其比重很大而將其命名為“tungsten”，瑞典語中可譯為“重石”,。1781年,，瑞典化學家卡爾·威廉·舍勒通過對“重石”的研究，從中提取出了鎢酸,。1783年,，西班牙化學家胡安·何塞·埃爾烏亞爾和浮斯圖·埃爾烏亞爾兄弟不僅從鎢礦中提取出了鎢酸，還用碳還原出了鎢的單質形式——金屬鎢,。后來德國礦物學家和化學家將這種新元素稱為“wolfram”,，而美國、英國等國家將之稱為“tungsten”,，在化學符號上,，大家統(tǒng)一使用W來表示。
鎢原子序數(shù)為74,，相對原子量183.84,，密度19.35克/立方米，熔點3410攝氏度,，沸點5927攝氏度,，為銀白色金屬，其密度與黃金接近,，硬度和熔點是所有非合金金屬中最高的,。鎢的化學性質穩(wěn)定，常溫下不與空氣,、水和任何濃度的硫酸,、鹽酸、硝酸,、氫氟酸等反應,。鎢由于具有高熔點、高硬度,、高密度,、良好的導熱性和導電性等物理性質以及極為穩(wěn)定的化學性質而被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)中,。
自然界中的鎢
鎢分布廣泛，在各類巖石中均可見,，但含量普遍較低,，在地殼中的平均含量為1.3克/噸，花崗巖中含量相對較高,，為1.5克/噸,，是一種稀有的金屬資源。
鎢在自然界中主要以鎢酸鹽的形式存在,，鎢成礦溶液在進入不同的巖石后可形成不同類型的鎢礦,。當鎢礦液進入硅酸鹽圍巖時，常形成黑色至褐色的黑鎢礦族,，如黑鎢礦,、鎢錳礦、鎢鐵礦等,；當鎢礦液進入碳酸鹽巖類圍巖時,，常形成白色偏黃的白鎢礦族，如白鎢礦,、銅白鎢礦,、鉬白鎢礦等；當鎢礦物在地表被氧化后常形成鎢華,。
目前,，在自然界中已發(fā)現(xiàn)的鎢礦物和含鎢礦物有20余種，但以目前的開發(fā)利用水平來看,，具有經(jīng)濟價值的只有黑鎢礦和白鎢礦兩種,。
脫穎而出的鎢
鎢礦的形成與地質構造,、巖漿活動和成礦作用關系密切,。地質學家普遍認為鎢礦主要由巖漿熱液、接觸變質兩種地質作用形成,。
在19世紀末至20世紀初,，隨著世界工業(yè)技術的不斷進步，人們認識到鎢的重要性,，對鎢的需求不斷增加,，開始成規(guī)模地開采利用鎢。然而鎢礦石的冶煉過程并不簡單,，需要經(jīng)過選礦,、浸出、富集,、蒸發(fā)結晶,、煅燒,、還原后才能制備出可利用的金屬鎢。
金屬鎢登上人類歷史舞臺,，是從愛迪生發(fā)明燈泡開始,。起初燈泡里的燈絲主要是用棉線、竹子,、碳纖維等制成,，只能發(fā)出微弱的光，且易破碎,，壽命短,，通常只能使用1000小時以內。1906年化學家柯立芝用鎢絲作為燈絲,，制造出了發(fā)光穩(wěn)定,、經(jīng)久耐用的鎢絲。到1916年,，鎢絲燈的銷量就超過了愛迪生發(fā)明的碳絲,。
（作者單位：中國地質調查局西安礦產(chǎn)資源調查中心）
評論
已有條評論