Due famiglie di minerali forniscono quasi tutto il tungsteno
Il tungsteno non si trova come metallo libero in natura. I depositi economici sono costruiti su due famiglie di minerali: la serie wolframite e la scheelite. Insieme rappresentano quasi tutta la produzione mondiale e la scelta tra di essi determina tutto a valle del metodo di estrazione -, del diagramma di flusso di arricchimento, del grado del concentrato e del profilo delle impurità che raggiungono la fonderia.
Il Gruppo Wolframite: Ferberite e Hubnerite
La Wolframite non è un singolo minerale ma una serie continua di soluzioni solide-tra il tungstato di ferro e il tungstato di manganese. Il membro finale ricco di ferro-è la ferberite, FeWO4; il membro finale ricco di manganese-è la hubnerite, MnWO4. Il materiale naturale è una miscela dei due e il rapporto Fe:Mn viene normalmente riportato con l'analisi perché influenza sia il colore che la risposta magnetica.
Colore:grigio scuro, nero brunastro, bruno rossastro e bruno ferro, che si scurisce con l'aumento del contenuto di ferro; la striscia va dal marrone al nero.
Lucentezza e forma:da submetallico a metallico; cristalli solitamente tabulari o prismatici con portamento lamellare, spesso in aggregati massicci.
Durezza e densità:circa da 4 a 4,5 sulla scala di Mohs, con un peso specifico che aumenta da circa 7,1 per i ricchi di manganese- fino a 7,5 poiché il ferro sostituisce il manganese.
Magnetismo:debolmente magnetico, diventando più reattivo man mano che il contenuto di ferro aumenta - la proprietà che rende possibile la separazione magnetica dopo la concentrazione gravitazionale.
Chimica:Il contenuto teorico di WO3 è di circa il 76%, vicino al limite pratico per qualsiasi minerale di tungsteno.
La serie fornisce circa il 30% delle risorse mondiali di tungsteno, con scheelite che detiene il saldo.
Scheelite: il tungstato di calcio fluorescente
La scheelite è tungstato di calcio, CaWO4, ed è chimicamente più semplice della serie wolframite perché non contiene ferro o manganese per variare il reticolo. Cristallizza nel sistema tetragonale, tipicamente come materiale granulare o massiccio e talvolta come cristalli bipiramidali.
Colore:bianco, grigio, giallo pallido, viola chiaro, marrone chiaro, rosso pallido o verde, a seconda delle tracce di impurità piuttosto che del solo contenuto di tungsteno.
Lustro:da vitreo a grasso; traslucido in frammenti sottili.
Durezza e densità:circa da 4,5 a 5 sulla scala di Mohs, con un peso specifico vicino a 5,9 e 6.1 - notevolmente più leggero della serie della wolframite.
Fluorescenza:la proprietà diagnostica. Sotto la luce ultravioletta-a onde corte la scheelite emette sfumature dal blu pallido al giallo, che viene utilizzata sia nell'esplorazione-con le lenti a mano che nello smistamento dei minerali.
Chimica:Il contenuto teorico di WO3 è di circa l'80,5%, superiore a quello della serie wolframite.
Confronto-a-lato
| Proprietà | Serie Wolframite | Scheelite |
|---|---|---|
| Formula | (Fe,Mn)WO4 - da ferberite a hubnerite | CaWO4 |
| Sistema cristallino | Monoclino | Tetragonale |
| Densità tipica | 7,1–7,5 g/cm³ | 5,9–6,1 g/cm³ |
| Durezza di Mohs | 4–4.5 | 4.5–5 |
| WO3 teorico | Circa il 76% | Circa l'80,5% |
| Risposta magnetica | Debolmente magnetico, più forte con il ferro | Non-magnetico |
| Identificazione del campo | Colore, striatura, densità, calamita | Fluorescenza da blu a giallo sotto UV |
| Condivisione delle risorse | Circa il 30% | La restante maggioranza |
Dal minerale al concentrato: come i due si comportano diversamente
Il contrasto fisico tra le due famiglie determina il modo in cui ciascuna viene elaborata.
Wolframiteviene migliorato principalmente mediante maschere di separazione per gravità -, tavole vibranti e spirali - perché la sua alta densità dà un forte contrasto con la ganga. Il carattere debolmente magnetico della porzione contenente ferro- consente quindi la separazione magnetica per separarlo da altri minerali pesanti e il rapporto Fe:Mn può essere regolato miscelando concentrati provenienti da diverse fonti.
Scheeliteè più leggero e spesso finemente diffuso, quindi la sola concentrazione gravitazionale raramente è sufficiente. La flottazione con collettori di tipo-acidi grassi è il percorso standard, talvolta combinato con la pre-concentrazione per gravità, e la fluorescenza del minerale viene sfruttata nella cernita e nel controllo delle piante.
Grado e impurità:entrambi sono commercializzati in base al contenuto di WO3, con il classico grado concentrato al 65% di WO3 ancora ampiamente citato. I concentrati di scheelite possono contenere fosforo e molibdeno come elementi di penalizzazione, mentre i concentrati di wolframite sono più spesso valutati in base al contenuto di ferro, manganese e zolfo.
A valle:entrambi i percorsi convergono sul paratungstato di ammonio, da cui vengono prodotti l'ossido di tungsteno, la polvere di tungsteno e infine il ferro-tungsteno o il carburo di tungsteno.
Domande frequenti
D: Quali sono i due principali tipi di minerale di tungsteno?
Wolframite, la serie del tungstato di ferro-manganese e scheelite, il tungstato di calcio. Insieme forniscono essenzialmente tutto il tungsteno del mondo.
D: Come si distingue la wolframite dalla scheelite sul campo?
La scheelite emette una fluorescenza dal blu pallido al giallo sotto la luce ultravioletta a-onde corte ed è non-magnetica con una densità vicina a 6 g/cm³; la serie della wolframite non è fluorescente, è debolmente magnetica ed è più densa, compresa tra 7,1 e 7,5 g/cm³.
D: Quale minerale contiene più tungsteno?
Scheelite, con un contenuto teorico di WO3 vicino all'80,5%, contro circa il 76% per i membri finali in wolframite. I gradi di concentrato pratico sono inferiori per entrambi a causa della ganga e delle impurità.
D: Qual è la differenza tra ferberite e hubnerite?
Entrambi appartengono alla serie wolframite. La ferberite è il membro finale ricco di ferro-e l'hubnerite quello ricco di manganese-; la wolframite naturale è una miscela e il materiale ricco di ferro-è più scuro e magnetico.
D: Perché la scheelite viene lavorata mediante flottazione mentre la wolframite no?
La scheelite è più leggera e spesso finemente disseminata, il che indebolisce le esigenze di separazione per gravità del contrasto di densità, quindi viene applicata la flottazione. La maggiore densità della wolframite rende la concentrazione per gravità efficace e poco costosa.
D: Esistono altri minerali di tungsteno di interesse commerciale?
Solo marginalmente. Minerali come tungstato di piombo e molibdato di calcio sono presenti in alcuni depositi, ma non sono fonti primarie significative rispetto alla serie wolframite e alla scheelite.
