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    鉬礦

    鉬是發現得比較晚的一種金屬元素,1792年才由瑞典化學家從輝鉬礦中提煉出來。由於金屬鉬具有高強度、高熔點、耐腐蝕、耐磨研等優點,因此在工業上得到了廣泛的利用。

    在冶金工業中,鉬作為生產各種合金鋼的新增劑,或與鎢、鎳、鈷,鋯、鈦、釩、錸等組成高階合金,以提高其高溫強度、耐磨性和抗腐性。含鉬合金鋼用來製造運輸裝置、機車、工業機械,以及各種儀器。某些含鉬4%~5%的不鏽鋼用於生產精密化工儀表和在海水環境中使用的裝置。含4%~9.5%的高速鋼可製造高速切削工具。鉬和鎳、鉻的合金用於製造飛機的金屬構件、機車和汽車上的耐蝕零件。鉬和鎢、鉻、釩的合金用於製造軍艦、坦克、槍炮、火箭、衛星的合金構件和零部件。

    金屬鉬大量用作高溫電爐的發熱材料和結構材料、真空管的大型電極和柵極、半導體及電光源材料。因鉬的熱中子俘獲截面小和具高持久強度,還可用作核反應堆的結構材料。

    在化學工業中,鉬主要用於潤滑劑、催化劑和顏料。二硫化鉬由於其紋層狀晶體結構及其表面化學性質,在高溫高壓下具良好的潤滑效能,廣泛用作油及油脂的新增劑。鉬是氫製法脫硫作用及其他石油精煉過程中的催化劑組分,用於製造乙醇、甲醛及油基化學品的氧化還原反應中。鉬桔色是重要的顏料色素。鉬的化學制品被廣泛地用於染料、墨水、彩色沉澱染料、防腐底漆中。

    鉬的化合物在農業肥料中也有廣泛的用途。

    一、鉬礦原料特點

    鉬在地殼中的元素丰度約為1×10-6,在岩漿岩中以花崗岩類含鉬最高,達2×10-6。鉬在地球化學分類中,屬於過渡性的親鐵元素。在內生成礦作用中,鉬主要與硫結合,生成輝鉬礦。

    輝鉬礦(MoS2)是自然界中已知的30餘種含鉬礦物中分佈最廣並具有現實工業價值的鉬礦物。其他較常見的含鉬礦物還有鐵鉬華([Fe3+(MoO4)8·8H2O]),鉬酸鈣礦(CaMoO4),彩鉬鉛礦(PbMoO4),膠硫鉬礦(MoS2),藍鉬礦(Mo3O8·nH2O)等。

    輝鉬礦存在著多型,實驗表明,其多型的出現與形成溫度有關,2H型的輝鉬礦形成溫度高於3R型的輝鉬礦。溫度由低到高形成非晶質MoS2→膠體MoS2→3MoS2→2HMoS2。測溫資料說明輝鉬礦形成溫度有較寬的區間,可自相當高溫直到相對較低的溫度,而大量形成於高至中溫階段。在熱液作用下,MoS2在較酸性條件下沉澱,即輝鉬礦在酸性條件下最為穩定,當溶液轉向中性時,鉬變為可溶的硫代鉬酸鹽和鉬酸鹽而再活動。在低溫和常溫條件下,Mo4+在強酸性還原環境中生成膠硫鉬礦(MoS2),它氧化後的產物是藍鉬礦(Mo3O8·nH2O)。外生作用中,鉬呈Mo6+,具較強的活動性。它與鈾相似,在接近中性或偏鹼性的氧化與還原的過渡環境中穩定,由此生成多種含鈾的鉬酸鹽礦物,如鉬鈾礦[(UO2)MoO4·4H2O],鉬鈣鈾礦[Ca(UO2)3(MoO4)·(OH)2·11H2O]等。鐵鉬華[Fe2(MoO4)3·nH2O]是硫化礦石在酸性條件下(pH=3~5)形成的常見礦物。彩鉬鉛礦是含鉬的鉛鋅礦在中性條件下的產物。

    二、礦石工業要求

    鉬礦石比較單一,主要是硫化礦石,其工業要求隨開採方式的不同而略有改變。

    鉬礦石中常伴有鎢、鉍、銅、鉛、鋅、鈷、鐵、金、鈮、鈹、錸、銦、硒、碲、鈾、硫等。

    三、礦業簡史

    世界上第一個開發的鉬礦是挪威王國的克納本(Knaben)礦床。該礦於1885年開始開採,由於當時對鉬的需求量很小,礦山時採時停。19世紀後半期,鉬才首先在美國開始工業生產,年產量僅幾噸。20世紀以來,由於對鉬的需求逐年增加,鉬礦開採也逐年擴大,世界上鉬的年產量增長迅速,第一次世界大戰前夕增到100t左右,至本世紀30年代後期達1萬t,70年代末期達到10萬t。

    中國鉬礦首先發現於清朝末年,始採於第一次世界大戰前夕。當時主要開採的是閩浙沿海一帶的一些脈型鉬礦和華南一些伴生有鉬的脈型鎢礦。抗日戰爭末期,遼寧楊家杖子鉬礦遭到日本侵略者的掠奪式開採。解放前年產量才幾噸,最多也就十餘噸。解放後,為了滿足中國社會主義建設的需要,先後建立起目前頗具規模的三大鉬業基地(遼寧楊家杖子,陝西金堆城,河南欒川)以及若干中小型礦山,許多銅礦和鎢礦也回收伴生的鉬,從而使中國鉬精礦的年產量躍入世界先進行列

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