鎢(化學元素):金屬類型,有色金屬,難熔金屬,稀有金屬,戰略金屬,發展歷史,化學性-九游会j9

鎢是一種有色金屬。通常人們根據金屬的顏色和性質把金屬分成兩大類：黑色金屬和有色金屬。黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。鎢則屬於有色金屬範疇。有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，電阻比純金 屬大，電阻溫度係數小，具有良好的綜合機械性能。因此，作為一種有色金屬，鎢的強度和硬度非常高。由於這種特性，具有硬度高、耐磨性強的鎢硬質合金被大規模套用於切削工具、礦山工具中。

鎢是熔點最高的。一般熔點高於1650℃並有一定儲 量的金屬以及熔點高於鋯熔點（1852℃）的金屬稱為難熔金屬。典型的難熔金屬有鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦。作為一種難熔金屬，鎢最重要的優點是有良好的高溫強度，對熔融鹼金屬和蒸氣有良好的耐蝕性能，鎢只有在1000℃以上才出現氧化物揮發和液相氧化物。但是，它同時也具有塑性－脆性轉變溫度較高，在室溫下難以塑性加工的缺點。以鎢為代表的難熔金屬在冶金、化工、電子、光源、機械工業等部門得到了廣泛套用。

鎢是一種。稀 有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。鎢是一種分布較廣泛的元素，幾乎遍見於各類岩石中，但含量較低。鎢在地殼中的含量為0.001%，在花 崗岩中含量平均為1.5×10^-6，這種特性導致其提取難度非常大，通常只能用有機溶劑萃取法及離子交換法分離提取。隨著科學技術的進步與冶金工藝、設備和分析檢測技術的發展以及稀有金屬生產規模的擴大，使得鎢的純度不斷提高，性能不斷改進，品種不斷增多，從而擴大了鎢的套用領域。我國鎢礦資源豐富，鎢的 產量和出口總量均占世界第一。

鎢

鎢是一種。眾所周知，稀有金屬是國家的重要戰略資源，而鎢是典型的稀有金屬，具有極為重要的用途。它是當代高科技新材料的重要組成部分，一系列電子光學材料、特殊合金、新型功能材料及有機金屬化合物等均需使用獨特性能的鎢。用量雖說不 大，但至關重要，缺它不可。因而廣泛用於當代通訊技術、電子計算機、宇航開發、醫藥衛生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等。

鎢是屬於有色金屬，也是重要的，鎢礦在古代被稱為“重石”。1781年由化學家發現白鎢礦，並提取出新的元素酸－鎢酸，1783年被西班牙人德普爾亞發現黑鎢礦也從中提取出鎢酸，同年，用碳還原第一次得到了鎢粉，並命名該元素。鎢在地殼中的含量為0.001%。已發現的含鎢礦物有20種。鎢礦床一般伴隨著花崗質岩漿的活動而形成。經過冶煉後的鎢是銀白色有光澤的金屬，熔點極高，硬度很大。鎢是熔點最高的金屬。

18世紀50年代，化學家曾發現鎢對鋼性質的影響。然而，鎢鋼開始生產和廣泛套用是在19世紀末和20世紀初。

1900年在巴黎世界博覽會上，首次展出了。因此，鎢的提取工業從此得到了迅猛發展。這種鋼的出現標誌了金屬切割加工領域的重大技術進步。鎢成為最重要的。

1900年，俄國發明家а.н.ладыгин首先建議在照明燈泡中套用鎢。在1909年кулидж制定基於，採用壓力加工的工藝方法之後，鎢才有可能在電真空技術中得到廣泛的套用。

1927——1928年採用以為主成分研製出，這是鎢的工業發展史中的一個重要階段。這些合金各方面的性質都超過了最好的，在現代技術中得到了廣泛的使用。

鎢是稀有高熔點金屬，可提高鋼的高溫硬度，屬於中第六周期（第二長周期）的ⅵb族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，很低，蒸發速度也較小。鎢的很穩定，常溫時不跟反應，不加熱時，任何濃度的鹽酸、硫酸、、氫氟酸以及對鎢都不起作用，當溫度升至80°—100°c 時，上述各種酸中，除氫氟酸外，其它的酸對鎢發生微弱作用。常溫下，鎢可以迅速溶解於氫氟酸和濃硝酸的中，但在鹼溶液中不起作用。有空氣存在的條件下，熔融鹼可以把鎢氧化成鎢酸鹽，在有氧化劑（nano₃、nano₂、kclo₃、pbo₂）存在的情況下，生成鎢酸鹽的反應更猛烈。高溫下能與氧，氟，氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不與化合。

以下為鎢的反應方程式

在高溫下

與氧族元素反應

2w 3o₂=2wo₃

w 2s=ws₂

w 2se=wse₂

w 2te=wte₂

與鹵族元素反應

w 3f₂=wf₆

w 3cl₂=wcl₆

w 3br₂=wbr₆

w 2i₂=wi₄

元素符號：w

原子序數：74

核電荷數：74

cas：7440-33-7

及其所占百分比：180(0.14）；182（26.41）； 183（14.40）；184（30.64）；186（28.41）

原子體積：(立方厘米/摩爾）9.53

相對原子質量：183.84

元素在太陽中的含量：（ppm)0.004%

元素在海水中的含量：（ppm)0.000092%

自由原子的結構：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d46s2

原子半徑：137pm

外圍電子層排布：5d4 6s2

電子層：k-l-m-n-o-p

聲音在其中的（細棒）：（m/s）4620

氧化態：main w-4,,w-1,w0,w 2,w 3,w 4,w 5,w 6

電離能 (kj /mol）：m - m 770 m - m2 1700 m2 - m3 2300 m3 - m4 3400 m4 - m5 4600 m5 - m6 5900

第一電離能：775kj/mol。

電負性：1.7。

固態密度：19.25克/每立方厘米。

液態密度：17.6克/每立方厘米。

比熱：130j/kg.k (300k)。

熱導率：160w/m.k (300k)。

及：

α-w：為，每個晶胞含有2個金屬原子。β-w：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下穩定）

雷達鎢鋼鑽石型藍寶石鏡面表

a = 316.52 pm

b = 316.52 pm

c = 316.52 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

熔點：3410±20℃

沸點：5555℃（在一個標準大氣壓下）

莫氏硬度：7.5

：40.13±6.67kj/mol

：847.8 kj/mol（25℃）

：823.85±20.9kj/mol（沸點）

：0.00482 i/℃

元素周期表 鎢

電子逸出功：4.55 ev

熱中子俘獲面：19.2 b

：35000—38000 mpa（絲材）

模量：～36000mpa

體積模量：3.108×1011－1.579×107t 0.344×103t2 pa

剪下模量：4.103×1011－3.489×107t 7.55×103t2 pa

壓縮性：2.910－7 cm/kg

鎢有兩種變型，α和β。在和常壓下，α型是穩定的體心立方結構。β型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的，在630℃以上又轉化為α鎢，並且這一過程是不可逆的。

註：mev是兆的縮寫

鎢是稀有高熔點金屬，屬於元素周期系中第六周期（第二長周期）的 ⅵb族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，很低，蒸發速度也較小。它的主要如下：

元素符號  w

74

穩定同位素及其所占0(0.14）；182（26.41）； 183（14.40）；184（30.64）；186（28.41）

原子體積9.53 cm3/mol

固態密度：19.35克/每立方厘米。

液態密度：17.6克/每立方厘米。

晶體結構及晶格常數α-w：體心立方 a=3.16524 nm（25℃）

β-w：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下穩定）

熔點3410±20℃

沸點5555℃±20℃

熔化潛熱40.13±6.67kj/mol

升華熱847.8 kj/mol（25℃）

蒸發熱823.85±20.9kj/mol（沸點）

電阻溫度係數0.00482 i/℃

電子逸出功4.55 ev

熱中子俘獲面19.2 b

彈性模量35000~38000 mpa（絲材）

扭力模量～36000mpa

體積模量3.108×1011－1.579×107t 0.344×103t2 pa

剪下模量4.103×1011－3.489×107t 7.55×103t2 pa

自然界裡出現的有五種鎢的，它們的半衰期均非常長，因此可以被看作是穩定同位素。所有這些同位素均可以通過α衰變蛻化為鉿。至今為止能夠測量到的是¹⁸⁰w，其半衰期為1.8×10¹⁸年，其它同位素沒有被觀測到自然衰變，強迫退化的半衰期：¹⁸²w, t_1/2> 8.3 年，¹⁸⁴w, t_1/2> 29 年，¹⁸⁵w, t_1/2> 13 年，¹⁸⁶w, t_1/2> 27 年。至今為止它們的半衰期僅是理論值。平均每年在一克¹⁸⁰w中發生兩次α衰變。此元素已發現4種同位素，有三種可能有輕微放射性，它們分別是¹⁸²w、¹⁸⁶w、¹⁸³w。

鎢目前有27種人造放射性同位素，其中最穩定的是¹⁸¹w，其半衰期為121.2天，¹⁸⁵w的半衰期為75.1天，¹⁸⁸w的半衰期為69.4天，¹⁷⁸w的半衰期為21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小時以下，其中大多數少於8分鐘。

主要的鎢礦有十幾種，中國主要有兩種；（錳和鐵的鎢酸鹽）和（鎢酸鈣礦）。

1．黑鎢礦（femn)wo4。顏色有暗灰色、淡紅褐、淡褐黑、發褐及鐵褐等顏色。半金屬光澤、金屬光澤及。通常為葉片狀、彎曲片狀、粒狀和緻密狀；也有的呈厚板狀、尖柱狀等單斜晶系晶體，常與白色一起以脈絡的形式充填在及其附近的岩石裂縫中。硬度5－5.5，比重7.1－7.5。參差狀。性脆，有弱磁性。是煉鎢和製造鎢酸鹽類的主要原料。傳統工藝使用鹼熔法。

鎢銻礦山

2．白鎢礦cawo4。顏色為灰白色，也有黃褐、綠和淡紅色等。。它屬正方晶系，形成雙錐狀的假八面體或板狀晶體，晶面有時可見斜條紋，其中插生者較為常見。也有的晶體呈皮殼狀、腎狀、粒狀和緻密塊狀。硬度4.5－5；比重5.9－6.2。性脆，貝殼狀或參差狀斷口。受螢光燈照射時，白鎢礦可發出美麗的淺藍色螢光。白鎢礦產於中國江西、修水、湖南汝城、安化、臨武、河南欒川、雲南等地。多成，

以上鎢礦物可用重選（、跳汰等）、、溜槽、淘重砂法等方法得到黑或白鎢精礦。

鎢是1781年由瑞典化學家舍勒發現的。到20世紀初期，由於其一系列套用的開發，如1900年在巴黎世界博覽會首次展出以鎢作為合金元素的高速鋼以及採用鎢絲製作的燈泡；1927-1928年研製成碳化鎢基燒結硬質合金等，鎢冶金工業開始得以產生和發展。
為了適套用戶對鎢製品日益提高的質量需求，降低成本，減少對環境的污染，鎢冶金技術得到長足的進步，新的先進技術全面取代傳統的技術。主要體現在以下方面：
在鎢礦物原料分解方面，早期產業化的蘇打壓煮法發展成為不僅能高效處理白鎢精礦、低品位白鎢中礦，同時能夠處理黑白鎢混合礦；在理論 研究得到突破的基礎上，naoh(氫氧化鈉)分解法由只能處理低鈣黑鎢精礦發展成為能處理包括白鎢精礦、難選鎢中礦在內的各種鎢礦物原料的通用技術。當然，隨著發展逐步淘汰了naoh熔合法、蘇打燒結法、鹽酸分解法等效率低、環境污染嚴重的傳統方法。同時也降低了對選礦的要求，大幅度提高了資源利用率。
在純鎢化合物製取方面，粗na2wo4溶液的強鹼性陰離子交換法淨化並轉型工藝以及流程短、成本低、產品質量高等特點在很大範圍內取代了經典的鎂鹽淨化-傳統化學法轉型工藝。與之想對應的季銨鹽萃取法淨化並轉型由實驗室研發開始走向產業化，呈現了可喜的前景。選擇性沉澱法從鎢酸鹽溶液中除鉬、錫、銻、砷等高效淨化除雜技術的研發成功並廣為套用，大幅度提高了鎢製品的純度和鎢冶金過程對原料的適應能力。
在金屬鎢粉製取方面，在20世紀70年代，先進的藍鎢氫還原法取代了黃鎢氫還原法，到20世紀末，紫鎢氫還原法又進一步取代了藍鎢氫還原法，使產出鎢粉的物理性能控制達到更先進的水平，進一步全面提高了鎢粉的質量。
與此同時，多種處理鎢冶金二次資源技術的研發成功，使鎢二次資源的利用不論是在技術水平上還是回收利用率上都大幅度提高。
科學技術是第一生產力，鎢資源作為重要的戰略物資是全世界重要的資源，必須合理循環的利用。

鎢桿

基本用途：世界上開採出的鎢礦，約50%用於優質鋼的冶煉，約35%用於生產硬質鋼，約10%用於制鎢絲，約5%其他用於其他用途。鎢可以製造槍械、的噴嘴、穿甲彈、切削金屬的刀片、鑽頭、超硬模具、拉絲模等等，鎢的用途十分廣泛，涉及礦山、冶金、機械、建築、交通、電子、化工、輕工、紡織、軍工、航天、科技、各個工業領域。

鎢以純金屬狀態和以狀態廣泛套用於現代技術中，合金系狀態中最主要的是、以為基的硬質合金、和強熱合金。鎢主要分別套用於以下工業領域：

鋼鐵工業：鎢大部分用於生產。廣泛採用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的、1%——5%的、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點是在空氣中有高的強化回火溫度（700——800℃）下，能自動，因此，直到600—650℃它還保持高的硬度和耐磨性。中的含有0.8%——1.2%的鎢；鉻鎢矽鋼含有2%——2.7%的鎢；鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢；鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用於製造各種工具：如鑽頭、、拉絲模、陰模和陽模，氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的和矯頑磁力。

鎢的具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%——95%的碳化鎢和5%——14%的鈷，鈷是作為金屬，它使合金具有必要的強度。主要用於加工鋼的某些合金中，還含有鈦、鉭和的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法製造的。當加熱到1000——1100℃時，它們仍具有高的硬度和耐磨性。硬質合金的切削速度遠遠地超過了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質合金主要用於切削工具、礦山工具和等。

作為最難熔的金屬鎢是許多熱強合金的成分，如3%——15%的鎢、25%——35%的鉻、45%——65%的鈷、0.5%——0.75%的碳組成的合金，主要用於強烈耐磨的零件，例如航空發動機的活門、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的。

在技術中，以及要求機器零件，發動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中，鎢和其它（如鉭、鈮、鉬、）的合金用作熱強材料。

用方法製造的鎢-銅合金（10%——40%的銅）和鎢-銀合金，兼有銅和銀的良好的、和鎢的。因此，它成為製造、、點焊電極等的工作部件非常的效的材料。成分為90%——95%的鎢、1%——6%的、1%——4%的銅的，以及用鐵代銅（—5%）的合金，用於製造的轉子、飛機、控制舵的、的放射護罩和料筐等。

電真空照明材料：鎢以、鎢帶和各種鍛造元件用於生產、和x射線技術中。鎢是白織燈絲和的最好材料。高的工作溫度（2200——2500℃）保證高的，而小的蒸發速度保證絲的壽命長。鎢絲用於製造電子振盪管的直熱陰極和，的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做x光管和的對陰極和陰極，以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和作為（3000℃）的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體或真空中工作。

鎢的化合物：用於生產某些類型的漆和顏料，以及紡織工業中用於加重和與和混合來製造耐火布疋和防水布疋。還用於金屬鎢、及的製造以及染料、顏料、、等方面。也用作催化劑等。鎢酸在中是與染料和在化學工業中用作製取高辛烷汽油的催化劑。在有機合成中，如在的製取中用作固體的和催化劑。處理鎢礦石的時候可得到得三氧化鎢，再用氫還原三氧化鎢製得鎢粉，廣泛用於鎢材及鎢冶金材原料。

在航空和火箭技術中，以及要求機器零件，發動機和一些儀器的高熱強度的其它部門中，鎢和其它給熔金屬（鉭、鈮、鉬、錸）的合金用作熱強材料。

正是鎢的這些性質使鎢在核聚變反應裝置里的材料研究領域成了重點的研究對象，尤其是氫及其同位素在鎢里的滯留更是前沿。¹

鎢在地殼中的自然儲量620萬噸，可開採儲量290萬噸。中國是產鎢大國，鎢資源儲量520萬噸，為國外30個產鎢國家總儲量（130萬噸）的3倍多，產量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的鎢資源儲量居全國的前三位，其中湖南、江西兩省的鎢資源儲量占全國的55．48%。湖南以為主，江西以黑鎢為主，其黑鎢資源占全國黑鎢資源總量的42．40%。

中國的鎢礦大體上分布於中國南嶺山地兩側的廣東東部沿海一帶，尤其是以江西的南部為最多，儲量約占全世界的二分之一以上。此外，江西的（贛南）、修水、湖南的、、、、荼陵、河南欒川、福建寧化、以及廣西、廣東、甘肅、雲南等地。

國外鎢礦的主要產地是加拿大、俄羅斯、美國、朝鮮、蒙古等國。

歷經數年的發展，中國的鎢礦業生產規模不斷擴大，、市場競爭能力已達到一定水平，能按國內外用戶的需求生產各種鎢礦產品，取得了很大的成績。

2006年，中國鎢行業銷售收入311億元，實現銷售利潤64億元，比2005年增長7%。全國91家主要鎢企業的銷售收入占全行業的63.0%，比2005年增長20個百分點，其中礦山、冶煉、硬質合金、鎢材和鎢鐵企業銷售收入分別提高22.4%、20.5%、16.5%、11.7%和7.4%。2006年中國鎢品出口31710.45噸，僅比2005年增加1.8%，增幅減緩10.7個百分點；出口額為10.9億美元，比2005年增長36.3%。進口量7890.9噸，比2005年增長71.5%；進口額為2.02億美元，比2005年增長108.2%。淨出口量為23819.6噸，比2005年減少10.3%；淨出口額為8.88億美元，比2005年增長26%。2006年出口1噸鎢品相當於2002年、2003年的4噸，2004年的3噸，2005年的1.3噸。

2007年上半年，中國鎢行業生產經營呈現出平穩、快速的發展態勢。2007年1-6月份，全國鎢精礦產量40309噸（折合wo365%量，下同），比上年同期增長18.65%。2007年1-6月，累計出口鎢製品15343.8噸，比2006年同期增長8%，出口額5.35億美元，同比增長91.7%。累計進口鎢品（含鎢精礦）金屬量3430.2噸，進口額8533.5萬美元，分別比2006年同期增長87.5%和121.9%。出口硬質合金1245.6噸，同期比較增長17.06%，出口額47974.77萬美元，同比下降4.52%，平均出口價格385153.9美元/噸，同比下降18.4%。

中國鎢礦屬於壟斷性資源，但是並沒有獲得壟斷性利潤。其原因就是中國鎢品出口產品結構不合理，出口過多，價格低廉。以附加值低的初級產品出口為主，是中國鎢行業對外貿易中的致命弱點。隨著市場的發展，中國鎢行業產品品種漸漸齊全，市場格局和產業布局在慢慢規範，鎢產品價格也在經過兩年多的上漲之後，基本趨於穩定。2008年以後，行業整合有可能提速，而這一過程同時也孕育著較大的投資機會。

鎢，是，廉價 而且 不合理的開採，使得中國對鎢的國際地位並不高。所以希望國家加強對這個產業的監管，限制出口。

國家從資源保護、可持續發展角度出發，提出了一系列鎢產業政策，促進了我國鎢工業進一步向規範化、有序化方向發展。

2005年5月1日，國家財政部、稅務總局將鎢及鎢製品的出口退稅下調（由13%調至8%）；2006年1月1日起，將鎢及鎢製品的出口退稅再次下調（由8%調至5%）；2006年11月22日起，禁止鎢精礦加工貿易；2006年9月15日起，鎢品出口退稅全部調整為零；2007年1月1日起，初級鎢產品的暫定關稅提高5%～15%；

2015年1月商務部、海關總署公布《2015年出口許可證管理貨物目錄》，根據目錄，鎢及鎢製品不再在配額管理範疇，而被列為實行出口許可證管理的貨物。這標誌著，今後鎢及鎢製品只需憑出口契約即可申領出口，無需提供批文。