钨是一种宝贵的稀有金属,自1783年被科学家发现以来,至今已有200多年的历史。据测算,钨在地壳中的含量为百万分之一。值得庆幸的是,钨竟奇迹般地大量聚集在中国。我国1917年在江西省的大余县西华山首次发现黑钨矿,在不足100年的时间内,江西、湖南、广东、广西、福建、河南、甘肃、内蒙古等地都先后发现了许多钨矿。我国钨储量约占全世界总储量的60%,居世界各国之首,可以说中国是当之无愧的钨的王国。
钨有比重大、熔点高、硬度大、导热导电性能好、耐热、耐磨、耐腐蚀、化学性能稳定等优异的特性。金的熔点是1000摄氏度,而钨的熔点高达3380摄氏度。当今的高科技产品,如航空喷气发动机、火箭、导弹、卫星的许多部件都是用钨的耐高温合金制成的。
在钢铁里面加入钨,就好比钢铁吃了“强身补药”。钨钢能提高钢的耐高温强度,增加钢的硬度和抗腐蚀能力。它广泛应用于金属切削刀具,还有军事工业中枪、炮、坦克等武器装备的耐热、耐压部件。所以人们还把钨看成是重要的战略金属。
钨的硬度很高,在金属中也算数一数二了,但是钨与碳元素的化合物—碳化钨,硬度更高,比钨钢还硬,可以同自然界最硬的金刚石相媲美。碳化钨粉制成的硬质合金,具有硬度高、耐磨性好、耐高温等优点,可用于金属切削刀具、钻机、钻头、推土机的铲刀、粉碎机械等,就连牙科医生使用的小钻头也是硬质合金制成的。
人们日常使用的灯泡中的灯丝和高温电炉丝也都离不开钨。钨的热电子发射性能也是极好的,所以它又是制作通讯、广播、电视、雷达等设备的重要材料。电视机显像管、X射线荧光屏、荧光灯的荧光材料选用的也都是钨的化合物。另外,钨在纺织、染料、油漆颜料、陶瓷釉料、玻璃着色等轻工业领域也有广阔的天地。
提到石油,人们就会想到中东。而人们提到钨,就会想到中国的南岭。像福建的行洛坑,江西的西华山、大吉山、盘古山,湖南的柿竹园、瑶岗仙,广东的锯板坑都是世界上著名的大型钨矿。
我国钨矿储量、钨矿产量以及钨的贸易量均占世界第一。这三个“世界第一”是我们中华民族的骄傲。
在自然界中,钨的矿物有20多种,但具工业意义的仅有黑钨矿族和白钨矿CaWo4两种。因此,在钨矿石上也有黑钨矿石、白钨矿石和黑钨矿、白钨矿的混合矿石。国外长期以来开发利用的是白钨矿,而我国尽管白钨矿的保有储量达300多万吨,占全国钨保有储量的65%,另外还有19%的混合矿石,但由于我国的白钨矿石品位低,富矿少,选冶技术尚未彻底解决,因而长期以来我国开采的仍是品位高、易采、易选的黑钨矿。
钨是最难熔的金属,具有重要的工业用途。在钢铁生产中它是不可缺少的添加料,它的化合物用于染料、油漆和化学试剂。近些年来,钨还加入到尖端科学技术领域,如渗入10—15%银的钨,可用来制造火箭的燃料喷管,能经受摄氏3300多度的高温。
世界上哪一个国家的钨储量最大、产量最多呢?那就是我们中国。我国早在10世纪就发现了钨矿,当时称为“重石”。钨矿在我国分布很广,中南、华北、西北和西南都有产出,尤其在西起广西,经湖南、广东、江西三省,东到福建的南岭一带,钨矿最多。江西被人们誉为“钨都”。江西省南部则是众所周知的“钨乡”,大小钨矿山有数百处,很多山头都出露含钨石英脉,西华山、大吉山、岿美山、盘古山等都是世界有名的钨矿山。钨矿被风化和流水侵蚀以后,成为砂状,转入山坡周围的土壤和河流砂层中,因此,钨砂在“钨乡”几乎遍地都是,就是铺路、修筑房屋用的泥土中,所含钨砂量也达到了工业冶炼要求。随着社会主义建设事业的发展,江西钨矿产地已由赣南扩及赣中以至全省。
世界各大洲都有钨矿产出,但大部分钨矿分布在环太平洋两岸,部分钨矿床分布在地中海地区,极少部分钨矿床分布在亚洲、欧洲、美洲和非洲腹地,且很分散。主要产钨国家亚洲有中国、朝鲜、韩国、日本、泰国、马来西亚、缅甸;北美有加拿大、美国;中南美洲有墨西哥、玻利维亚、巴西、秘鲁、阿根廷、智利;大洋洲有澳大利亚;欧洲有原苏联、瑞典、英国、法国、奥地利、葡萄牙、西班牙、土耳其;非洲有尼日利亚、扎伊尔、乌干达、南非等国。
图5-1 钨产品应用分布简图
图5-2 世界钨矿储量
据《英国矿物手册》(1990~1991)统计,全世界有256.4万吨钨金属量,中国为120万吨,占世界钨总金属量的46.8%;其次为原苏联,具28万吨;加拿大为26万吨,占10.1%。世界十大产钨国的储量占世界总储量的91%以上。世界主要产钨国钨的储量见表5-1,图5-2。显然上述手册的统计不够精确,但各国钨资源所占的比例和排序仍具参考价值。
表5-1 世界钨储量❶
世界上最主要的钨矿类型是夕卡岩型钨矿床,在市场经济国家夕卡岩型钨矿占钨储量的65%,占钨产量的60%,其次是网脉浸染状的斑岩型钨矿床。矿石工业类型以白钨矿石为主,约占国外钨矿总储量的2/3以上。加拿大的坎通(Cantung)钨矿、马克通(Mactung)钨矿、美国的斯特劳伯里(Strauberry)钨矿、奥地利的米特西尔(Mittersill)钨矿、澳大利亚的金岛(King Island)钨矿、韩国的山洞钨矿都是大而富的白钨矿矿床,它们的平均品位都在0.6%以上。
国际钨市场一方面受到了世界经济增长缓慢的影响,1998年世界原钨消费量为39750t(含钨量),比1990年下降11.8%(王顺昌,1999),另一方面也受到了供大于需的影响,特别是我国盲目生产,多头出口,竞相压价,致使钨生产量远远大于世界上钨的需求量。从而导致钨精矿价格从1977年的172美元/吨度下跌至1990年的36美元/吨度,1990年至今仍徘徊在40~50美元/吨度间(图5-3),从而使钨矿生产者蒙受巨大经济损失,受此打击最大的要算美国、英国、法国、加拿大、日本等劳动力昂贵的发达国家,甚至影响到韩国、澳大利亚等发展国家的钨矿山。这些国家钨矿山纷纷停产,甚至关闭。我国长期以来是钨的最大生产国,也是世界钨市场最大的供应国,同样蒙受巨大的经济损失,甚至可以说中国的钨矿山已陷入历史上从未有过的困境。
图5-3 伦敦金属导报钨精矿的报价(1970~1996年8月)