Вольфрам

1.общие відомості 4 фізичні властивості вольфраму: 4.

2.Области застосування 4.

3. основні мінерали вольфраму 5.

4.оценка родовищ при пошуках і розвідці 5.

5. розробка родовищ 8.

6.Получение металевого вольфраму та її сполук 9.

1.общие сведения.

Вольфрам входить у 4-ту групу періодичної системи Менделєєва. Його атомний номер 74, атомна маса 183,85. Природний вольфрам складається з суміші п’яти ізотопів Масові числа ізотопів: 180 182 183 184.

186 Зміст природної суміші 0,13 26,31 14,28 30,64 28,64 відповідно %.

фізичні властивості вольфрама:

плотность 19,3 г/см3 твердість по Бринеллю 488 кг/мм2 температура плавлення 3410 оС, температура кипіння 5930 оС, електричне опір при 20 оС 5,5.10 — 4, при 2700оС 90,4.10−4. Валентність розмаїта от2 до6 найбільш стійкий 6-валентный вольфрам 3- і 2-валентные сполуки вольфраму нестійкі і практичного значення не мають. Радіус атома вольфраму- 0,141 нм. Кларк вольфраму земної кори становить по Виноградову, 0,13 г/т. його середнє вміст у гірських породах, г/т: ультраосновных — 0,1, основних — 0,7, середніх — 0,12, кислих — 0,19. Вольфрам одна із найтяжчих й найбільш тугоплавким металом. У чистому вигляді є метал сріблисто-білого кольору, схожий на платину, за нормальної температури близько 1600 оС добре піддається куванню і то, можливо витягнуть в тонку нитку. Вольфрам має високий стійкість: при кімнатної температурі не змінюється надворі; за нормальної температури червоного жару повільно окислюється в ангідрид вольфрамової кислоти; в соляної, сірчаної і плавикової кислотах майже розчинний. У азотної кислоті і царською горілці окислюється із поверхні. У суміші азотної плавикової кислоти розчиняється, створюючи вольфрамовую кислоту. З сполук вольфраму найбільше значення мають: триоксид вольфраму чи вольфрамовий ангідрид, вольфроматы, перекисные з'єднання з загальної формулою ME2WOX. Сполуки з галогенами, сірою економікою та вуглецем. Загальні світові запаси вольфраму (без Росії) становлять близько 7,5 млн. тонн, підтверджені запаси близько чотирьох млн. тонн. Найбільш великими запасами мають: Казахстан, Китай, Канада та. Світове виробництво вольфраму становить 18−20 тисяч т дизпалива на рік у т.ч. у Китаї 10, Росії 3,5; Казахстані 0,7, Австрії 0,5. Основні експортери вольфраму: Китай, Корея, Австрія. Головні імпортери: США, Японія, Німеччина Великобритания.

2.Области применения.

Вольфрам знаходить широке застосування у виробництві сталей як легирующей добавки, твердих жароміцних сплавах, в електротехніці, в виробництві кислотоупорных і спеціальних сплавів, у хімічній промисловості. Тривалий час більш 60% вольфраму використовувалося в металургії для виготовлення інструментальних, нержавіючих легованих і спеціальних сталей. Ад’ювантне вольфраму до стали 1−20% надає їй міцність, твердість, тугоплавкость, самозакаливаемость, кислотоупорность, підвищує межа пружності й відвертий спротив розтяганню. Нині 55% вольфраму в вигляді карбіду йде виготовлення твердих сплавів, що використовуються бурових коронках фельер для волочіння дроту, штампів, пружин, деталей пневматичних інструментів, клапанів двигунів. Тверді сплави, котрі перебувають з вольфраму (3−15%), хрому (25−35%) і кобальту (45−65%) з додатком 0,5- 2,7% вуглецю, застосовуються покриття сильно изнашивающихся деталей. Сплави вольфраму міддю і сріблом є хорошими контактними матеріалами і застосовують у робочих частинах рубильників, вимикачів та інших. Сплав вольфраму (85−95%) з нікелем і міддю у якого високої щільністю, використовують у радіотерапії для устрою захисних екранів від гама лучей.

Металлический вольфрам застосовується виготовлення ниток розжарювання в электролампах, електродів для водневої зварювання, замінюючи платину, для нагрівачів високотемпературних електропечей, працюючих за нормальної температури понад 3000 оС, термопар, роторів в гіроскопах оптичних пирометров для катодів рентгенівських трубок, электровакуумной апаратури, радіоприладів, выпрямителей і гальвонометров. Сполуки вольфраму застосовують у ролі барвників, щоб надати тканинам вогнестійкості і водоустойчивости. У вольфрам використовується (%) 68 — у виробництві машин і устаткування для металообробній, гірничодобувної та будівельної промисловості, 12 — виготовлення ламп і світильників, 12 — в електронної в промисловості й транспорті, 5 — в хімічних галузях, і 3 — інших областях.

3. основні мінерали вольфрама.

Відомо 20 вольфрамових мінералів. Найпоширеніші мінерали групи вольфрамита і шеелит, мають промислове значення. Рідше зустрічається сульфід вольфрамита — тунгстенсит (WS2), і навіть окисноподобные сполуки — тунгстит, феро — і купротунгстит, гидротунгстит. Досить широко поширені псиломеланы, вады із високим вмістом вольфраму. У екзогенних умовах утворюються мінерали групи вульфенита: штольцит — ?PbWO4 изоструктурный з шеелитом та її моноклинная разновидность-распит — ?PbWO4. Група вольфрамита представлена мінералами изоморфного низки MnWO4 і FeWO4.

4.оценка родовищ при пошуках і разведке.

На площах які отримали результаті регіональних досліджень оцінку прогнозних ресурсів вольфрамого сировини за категоріями Р3и Р2 проводять пошукові роботи. Метою пошуків є виявлення родовищ вольфраму. І тому проводять вивчення перспективної площі з упорядкуванням прогнозних карт масштабу 1:50 000 на геолого-структурнофациальной основі, оконтуривание орудинения встановлення чинників контролюючих його локалізацію. Попередньо оцінюють параметри рудних тіл лежить на поверхні і поширення оруденения на глибину залягання рудопродуцирующих магматичних утворень, розміри, форму, комплексність і продуктивність геохімічних аномалій, зміст вольфраму та інших супутніх елементів в рудних тілах, ступінь окисленности руд, контури зон, ділянок рудних перетинань з промисловими параметрами. На ділянках розвитку потенційного оруденения оцінюють прогнозні ресурси за категорією Р2 і лише частково — Р1 і за хороших геологоекономічних показниках переходять до оцінним роботам. Метою оціночних робіт є встановлення промислового значення оруденения і вибір об'єктів під проектування розвідування й експлуатації Результатом оціночних робіт служить наявність або відсутність комерційного відкриття, яке обгрунтовують: Геологічна карта ділянки один: 5 000 — 1: 2 000. Структурно-литолого-фациальные карти з розрізами. Плани, розрізи і проекції рудних тіл. Карта поисково-оценочных критеріїв і ознак із відображення чинників рудолокализации: рудовмещающих литологических комплексів і структур, фаций метасамотитов контурів рудних тіл і минерализационных зон, елементів зональности мінеральних типів руд, литологических ореолів елементівіндикаторів орудинения, комплексних геофізичних аномалій. Прогнозна карта на структурно-фациальной основі з контурами промислових і гаданих рудних тіл та принципової моделлю родовища. Підраховані ресурси категорії Р1, запаси категорії С2 і лише частково С1. Дані про масштаби родовища та якість руд. Техніко-економічні розрахунки доцільності розвідування й відпрацювання родовища. Основна мета розвідки, як стадії розробки — обгрунтування промислового значення родовища і очікуваних техніко-економічних показників, розробки проекту освоєння. І тому встановлюють: Форми й розміри рудних тіл та його запаси за категоріями С1 і С2, часом і категорії У. Кордони родовища, його геолого-структурные особливості, прогнозні ресурси категорії Р1. Середній вміст і фазовий склад основних та супутніх компонентів. Технологічні властивості руд, типи та сорти руд, ступінь вилучення вольфраму і супутніх компонентів по лабораторним й за необхідності - укрупненим пробам. Гірничотехнічні умови відпрацювання. Гідрогеологічну обстановку родовища. Геолого-економічні умови родовища, водоі енергопостачання майбутнього підприємства, капіталовкладення, продуктивність щодо руди і концентратам, собівартість продукції, рентабельність. Технологія ведення геологорозвідувальних робіт на вольфрам залежить від завдань тій чи іншій стадії, ландшафтно-геохімічної обстановки, ймовірного промислового типу оруденения. Для виявлення з оцінкою вольфрамових родовищ використовуються геологічні геохімічні і геофізичні методи, горно-буровые праці та випробування, минералого-петрографические і аналітичні методи досліджень. Залежно від детальності вивчення змінюється роль і співвідношення застосовуваних методів. Важливе значення при пошуках вольфраму придбали дистанційні методи, засновані на інтерпретації космоі аерофотознімків, знятих у різних спектрах. Ці дані дають важливий матеріал для розшифровки морфоструктурных позицій потенційних рудних об'єктів, дозволяючи більш централізовано орієнтувати пошуки. Візуальні пошуки дозволяють виявляти прямі ознаки оруденения у відкритих і лише частково відкритих районах. Цьому сприяють властивості вольфрамита і шеелита, довго зберігалися умовах денудации. Руйнування вольфрамита у зоні окислення супроводжується освітою у ній тукнгстита чи гидроксдов заліза, які містять підвищені концентрації вольфраму діагностика вольфрамита звичайно викликає труднощів. Шеелит стійкий в зоні окислення, а часом перетворюється на важко котру визначаємо борошнисту різновид. Тож застосовуються люминоскопы, використовують здатність шеелита до світінню в ультрафіолетових променях. Шлиховой метод дозволяє виявляти прямі ознаки вольфрамового оруденения. Він є найчутливішим й володіє високої роздільною здатністю. З його допомогою ми уловлюються зміст триоксида вольфраму n*10−6% і навіть n*10−7%. «знаки» в шлиховой пробі перевищують чутливість экспрессного полуколичественного спектрального аналізу. При пошуках вольфрамових родовищ застосовується литохимический метод по вторинним і первинним ореолам розсіювання вольфраму і супутнім елементів. Пошуки по вторинним ореолам застосовують у районах розвитку відкритих ореолів: осадосных, накладених, диффузионного і аккумулятивного типів. Це гумидные зони горно-таежных областей, аккумулятивно-денудационные рівнини в помірковано вологому і помірковано аридном климатах. Пошукам по вторинним ореолам передує ландшафтно-геохимических умов, складання відповідних карток і з’ясування становища представницького горизонту. Відбір проб здійснюватися з копушей і матеріалу свердловин. Пошуки по первинним ореолам застосовуються на оголених територіях чи з застосуванням свердловин на закритих площах. Геофізичні методи комплексно з геологічними вирішують завдання виявлення сприятливих чинників оруденения, його оконтуривания з оцінкою прогнозних ресурсів. Під час пошуку й оцінки вольфрамового оруденения обов’язково проведення гравио і магниторазведки, ефективно застосування электроразведочных методів, гама спектрометричного методу. При пошуках вольфрамових руд успішно застосовується нейтронно-активационная зйомка на фтор. Скважинные методи превалюють на стадіях оцінки й розвідки. З скважинных методів нарівні зі стандартним комплексом каротажа (ПС, КС, кавернометрия инклинометроия, гамма-каротаж), ефективний каротаж магнітної сприйнятливості (КМВ), метод заряду (МОЗ) метод викликаних потенціалів (МВП), МЕП, рентгенорадиометрический каротаж (РРК). Ефективно також застосування гамма-гамма-плотносного (ГГК-П) і гамма-гаммаселективного каротажа (ГГК-С). Горно-буровые праці є невід'ємною частиною пошуків і розвідки їх призначеннявстановлення геохімічних і геофізичних аномалій, підтвердження прогнозу, розтин рудних тіл в корінне залягання і простежування орудинения на глибину, з оцінки промислового значення виявленого орудинения та підрахунок запасів. Одночасно ці роботи йдуть на геологічного вивчення родовища, оцінки якості первинних руд, відбору мінералогічних і технологічних проб. Розвідка родовищ залежно від ландшафтно-геохимических умов здійснюється системою свердловин в комбінації з проходкой шурфів з рассечками, а умовах різко розчленованого рельєфу — штолень і системи квершлагов з рассечками, що перетинають рудне тіло. Для вивчення якості орудинения, характеру, їх і розподілу і оконтуривания виробляється бороздовое випробування гірських виробок корінних обнажений і керновое в свердловинах. Штуфное випробування є допоміжним. Скловое і точкове випробування застосовуються для відбору геохімічних проб. Для вивчення хімічних властивостей руд і розробки технологічних схем виробляється відбір технічних проб.

5. розробка месторождений.

Залежно та умовами залягання, типу, і морфології вольфрамових родовищ їхнього розробки використовуються підземні, відкриті й комбіновані способы.

Відкриті гірські работы Открытые гірничі роботи отримали стала вельми поширеною країн СНД і поза кордоном. Відкритим способом розробляється Инкурское, Спокойнинское, БомГорхонское родовища у Росії, родовища Флэт-Ривер у Канаді, КінгАйленд в Австралії та ін. Продуктивність відкритих розробок сягає десятки і більше тисяч т дизпалива на добу, коефіцієнт розкриву на окремих кар'єрах — 10 м3/т, втрати руди — 7% і разубоживание до 30%. Однак у середньому показники значно благоприятней: коефіцієнт вскрыши1−2 м3/т, Втрати 2−5% і разубоживание 3−5%. Технологія відкритих гірських робіт мало відрізняється від технології добування інших типів скельних руд. Отбойка руди виробляється буровзрывными роботами. Для транспорту руди і розкриву застосовують автомобільний, залізничний і контейнерний транспорт. Структура експлуатаційних витрат видобутку руд становить (%): Буровзрывные роботи — 10−15. Екскавація — 15−25. Транспорт — 40−50. Отвалообразование — 15−20.

Підземні работы Подземные роботи з видобутку вольфрамових руд також отримали широке поширення. В такий спосіб відпрацьовуються Акчатауское (Казахстан), Ингичкинское (Узбекистан) родовища, родовище Схід 2 та інших. в Росії. У світі підземні роботи застосовують у Канаді, США, Австралії, Болівії, Португалії та ін. Для відпрацювання рудних тіл використовують системи слоевого завалення зі закладанням відпрацьованого простору, магазинированием руди і др.

Комбінований способ Комбинированный спосіб відпрацювання родовищ поширився для потужних, крутопадающих тіл. Він застосовується у країн СНД, Австралії, Туреччини, та інших. Собівартість руди і капітальні вкладення при комбінованому способі видобутку майже завжди є найсприятливішим, аніж за підземному способі відпрацювання месторождений.

6.Получение металевого вольфраму та її соединений.

Нині відсутні методи безпосереднього отримання вольфраму з концентратів. Тому спочатку з концентрату отримують проміжні сполуки, із яких потім виділяють металевий вольфрам. Одержання якого включає: розкладання концентратів і вольфраму в сполуки, із якої він відокремлюється від супроводжуючих його елементів. Виділення чистого хімічного сполуки вольфраму (вольфрамової кислоти) з наступним виробництвом металевого вольфрама.

7.Испытание якості сырья.

Якість вольфрамових руд становить залежність від можливих областей застосування вольфрамових концентратів, стандартів, і технічних умов на них, ні з урахуванням вилучення супутніх або отримання попутних концентратів. Проводять повний аналіз елементного складу сировини, дозволяє встановити концентрацію вольфраму й інших компонентів для отримання попутних продуктів, що впливають загальну промислову оцінку руд і родовищ загалом, вплинув на вибір технології комплексного використання, величину мінімально промислового й бортового змістів трехокиси вольфраму і супутніх компонентів. Детальність вивчення відповідає категорії запасів руд в родовищах, бо навіть і незначні змісту попутних компонентів можуть становити промисловий інтерес й суттєво підвищити цінність родовищ. Під час вивчення мінералогічній характеристики сировини, крім кількісного мінерального складу, встановлюється характер взаємодії мінералів, розмір їх асоціацій і текстурно-структурные параметри. Елементарна і минералогическая характеристика сировини мали бути зацікавленими достатніми з оцінки його технічних властивостей, вибору методів збагачення, і навіть виділення головних природних і технологічних типів і різновидів руд і визначення добуваних компонентів. У рудах вольфрамових родовищ з попутних корисних компонентів представляють цінність касситерит, молибденит, повеллит, висмутин, халькопирит, гаденит, сфалерит, берил, золото. Крім перелічених компонентів, представлених самостійними мінералами і які можуть бути витягнутими в концентрати, часто є цінними індій і скандій, перебувають у вигляді ізоморфних домішок в вольфрамите і касситерите, в молибдените і халькоперите. Комплектність використання вольфрамного сировини оцінюється з допомогою коефіцієнта, певного як ставлення валовий вартості компонентів в погашених запасах. Технологія збагачення вольфрамових руд виробляється експериментально на технологічних пробах, відібраних із заздалегідь розробленим програмі і плану випробування. Вимоги до пробі визначаються організаціями, які проводять технологічні випробування і проектування промислового об'єкта. Маса проб залежить від вибраних методів збагачення верхньої межі крупности шматків і установок, у яких виробляються випробування. Обсяг випробувань обогатимости залежить від своїх мети. Якщо родовище, руди якого вивчаються, перебувають у стадії пошуків, досить показати можливість отримання концентратів по традиційним схемами збагачення. На оцінної стадії необхідно провести дослідження обогатимости за повною схемою, на представницької по гранулометрическому і речовинному складам пробі руди в полупромышленном масштабі на зворотному воді. Оцінюючи якості вольфрамового сировини разведуемых родовищ використовують геолого-технологическое картування, що дозволяє на малогабаритних пробах, отбираемых від обсягу родовищ, визначити природні різновиду, технічні сорти, закономірності розміщення, визначити їх технологічні властивості і обогатимость. Позаяк у переробку залучаються більш і більше бідні вольфрамовые руди, то особливе значення мають попередні методи концентриции. Технологічна оцінка вольфрамового сировини супроводжується розробкою способів безпечного складування і утилізації. Твердих відходів, знешкодження стоків, рекультивації порушених земель.

7.Геолого-экономическая оцінка месторождений.

Эффективнвность освоєння родовища визначається системою економічних показників, що відбивають співвідношення витрат (з урахуванням податків) і вартості извлекаемой товарної продукції. Критеріями ефективності освоєння служать термін окупності капітальних вкладень та його рентабельність. Оптимальна величина даних показників встановлюється з інтересами гаданого інвестора і раціонального надрокористування. Специфіка оцінки родовищ вольфраму визначається їхніми особливостями. Для штокверковых і стратиформных родовищ з вкрапленным розподілом корисних мінералів характерно відсутність чітких меж, які встановлюються лише з даним випробування за встановленим в кондиціях умовному змісту триоксида вольфраму, у якому враховується зміст інших корисних компонентів. Зазвичай, це молібден, вісмут, олово рідше мідь для молібдену величина переказного коефіцієнта 0,8−1,3; вісмуту — 1,1- 1,5; олова — 0,8−1,24 і міді - 0,02−0,06 Обгрунтування бортового змісту виробляється зазвичай варіантним способом. Рудні тіла жильних і скарновых вольфрамових родовищ оконтуриваются за геологічними кордонів. Високий рівень світового виробництва вольфраму значною мірою забезпечується розробкою великих скарновых і рідше штокверковых родовищ. Жильні і грейзеновые родовища, хоч і містять багаті руди, обмеженість запасів грають у забезпеченні промисловості вольфрам, хоча за освоєнні не вимагають великих капіталовкладень і може дати швидший економічний ефект. Геолого-эконамическая оцінка вольфрамового родовища виготовляють основі кондицій для обліку запасів: зміст триоксида вольфраму (бортове і мінімально промислове), наведене до умовному триоксиду вольфраму. Глибина підрахунку запасів й економічно обґрунтовані контури кар'єра при відкритому видобутку, мінімальна потужність рудних тіл, максимальна потужність безрудных чи некондиційних прослоев які включаємо в подсчетный контур спосіб обліку попутних компонентів (первинні коефіцієнти на умовний WO3) граничні параметри для підрахунку запасів попутних компонентів. Коефіцієнт рудонасыщенности та інших. геолого-економічна оцінка складає попередніх стадіях вивчення вольфрамово-рудного об'єкта, виходячи з запасах категорії С2 і ресурсах категорії Р1, одержуваних на оцінної стадії з повним правом техникоекономічних міркувань (ТЕС) і обгрунтуванням доцільності розвідки родовища. У зв’язку з меншою достовірністю наявну інформацію більш широке застосування знаходить принцип аналогії. З більшим використанням аналогій встановлюються вартісні показники (кап. Витрати, експлуатаційних витрат тощо.) і параметри кондицій підрахунку запасів. Що стосується за результатами ТЕС встановлюється, що зза обмеженості запасів вольфрамових руд і супутніх компонентів створення рентабельного гірничодобувного підприємства неможливо. Рекомендується зробити розрахунки у якому мінімальному кількості аналогічних запасів забезпечується рентабельна робота вольфрамового рудника. Лише цього остаточно вирішують питання про необхідність подальшого проведення геологорозвідувальних робіт з забезпечення приросту запасів. У ТЕО кондицій оцінюють можливі екологічні наслідки освоєння родовища у різний спосіб (підземним і піднятим). Пріоритет віддають схемою освоєння вольфрамового об'єкта, коли він наноситися мінімальний економічний шкода за умови раціонального використання коштів і як головного, а й супутніх корисних компонентів, які у рудах. Через війну дорозвідки родовища, зміни даних про його запасах, будівлі, зміни кон’юнктури на вольфрамовую продукцію, може виникнути необхідність переоцінки родовища з урахуванням нових данных.