钨的冶炼

钨的冶炼过程包括精矿分解、钨化合物提纯、钨粉和致密钨制取等步骤。钨冶炼工艺流程见图[钨冶炼工艺流程]

钨精矿分解方法有火法和湿法
①火法分解常用碳酸钠烧结法。此法是使黑钨精矿和碳酸钠一起在回转窑内于800～900℃下烧结，主要化学反应为：

处理白钨精矿时还需加入石英砂，以得到溶解度小的原硅酸钙，烧结温度约为1000℃，主要化学反应为：
2CaWO4+2Na2CO3+SiO2─→2Na2WO4+2CaO+SiO2+2CO2
经约两小时的烧结，精矿分解率可达98～99.5％。烧结料在80～90℃下用水浸出，过滤后得钨酸钠溶液和不溶残渣。

湿法分为碱分解法和酸分解法。分解黑钨精矿时，用氢氧化钠溶液在 110～130℃或更高的温度下浸出，主要化学反应为：

(Fe,Mn)WO4+2NaOH─→ Na2WO4+(Fe,Mn)(OH)2↓
而白钨精矿则用碳酸钠溶液在高压釜内于200～230℃浸出，主要化学反应为： 
CaWO4+Na2CO3─→Na2WO4+CaCO3↓
或用盐酸于90℃分解，得固态粗钨酸： CaWO4+2HCl─→H2WO4↓+CaCl2
湿法处理钨精矿的分解率可达到98～99％。

钨化合物提纯  
钨酸钠溶液所含硅、磷和砷等杂质在溶液中分别呈硅酸钠、磷酸氢钠和砷酸氢钠状态。煮沸溶液并用稀盐酸中和，当溶液pH为8～9时，硅酸钠水解成硅酸凝聚沉淀，加入氯化镁和氯化铵溶液，使磷、砷生成溶解度很小的磷酸铵镁和砷酸铵镁沉淀除去。加硫化钠到钨酸钠溶液中，钼先于钨形成硫代钼酸钠，用盐酸中和，使溶液pH为2.5～3.0时，钼成难溶的三硫化钼沉淀除去。在净化后的钨酸钠溶液中加入氯化钙溶液，得钨酸钙(CaWO4)沉淀(即人造白钨),用盐酸分解钨酸钙沉淀得工业钨酸,钨酸于700～800℃煅烧,就得到工业纯三氧化钨。如果制取化学纯三氧化钨可将工业钨酸溶解于氨水中,得到钨酸铵溶液,硅等杂质留于渣中。溶液经蒸发结晶处理,得到片状的仲钨酸铵晶体。由于仲钼酸铵的溶解度大于仲钨酸铵,结晶后，仲钨酸铵晶体的含钼量降低。仲钨酸铵干燥后，于500～800℃下煅烧，即得化学纯三氧化钨。70年代采用叔胺法使钨酸钠溶液转换成钨酸铵溶液,简化了工艺流程,提高了钨的回收率。

钨粉制取
工业上采用氢还原三氧化钨或仲钨酸铵的方法制取钨粉。还原工艺取决于对产品钨粉的粒度、粒度组成及含氧量的要求。氢还原三氧化钨制取钨粉一般分两步：先在550～800℃将三氧化钨还原成二氧化钨，再在750～900℃使二氧化钨还原为钨粉。也可先将仲钨酸铵通氢或不通氢还原成蓝色氧化钨（蓝钨），再用氢还原成钨粉。钨粉的粒度、粒度组成是钨粉的重要质量指标。还原在管式电炉或回转式电炉内进行。

致密钨的制取 
钨粉经过成形、烧结、熔化等处理，得到致密钨。成形是将钨粉装入钢质压模，用水压机压制成坯条或坯块。大型的坯块使用液体等静压法成形，可以得到密度较均匀的坯块。钨坯条的烧结分两步：先在1100～1200℃低温烧结，再把电流直接通过坯条进行垂熔（即高温烧结）。经过垂熔的钨条的密度达到17～19克／厘米3。小型、异型和大型钨坯块的烧结通常用辐射加热或感应加热法以达到烧结所需的高温，此时，不必将低温烧结和高温烧结截然分开作业。制取大型钨锭时，通常使用真空或惰性气体保护的电弧熔炼法和电子束熔炼法。制取高纯度的致密钨，通常用电子束熔炼法或区域熔炼法提纯。后法可得到钨单晶，纯度可达99.99％以上。

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