生產(chǎn)鎢的原料主要有白鎢礦(CaWO⁴)、黑鎢礦[(Mn，F(xiàn)e)WO⁴]和鐵鎢礦(FeWO⁴)等。在可用于生產(chǎn)鎢的礦石中WO?含量應(yīng)該大于0.1%～0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。但是自然界中鎢含量能達(dá)到2%的礦石非常稀少。礦石中WO?的含量平均只有0.5%。根據(jù)礦石中鎢含量的不同，采用相應(yīng)不同的濃縮工藝可以得到WO?含量為60%～70%的生成物，例如重力法和漂浮法?？梢源骀u礦的重要原料為含鎢廢料，它們的鎢含量較高。

       生產(chǎn)過程從鎢礦到制品的化學(xué)加工流程圖示于圖2.5-89。
       1)溶解工序  將含鎢原料溶解于NaOH(黑鎢礦和鎢屑原料)或Na?CO?(白鎢礦原料)溶液中形成Na?WO⁴。

       提純工序如下：

       ①硅、磷、氟、鋁和砷通過沉淀除掉。

       ②鈉被NH4交換并且形成(NH₄)?WO₄溶液。這是通過溶劑萃取，即溶液離子交換過程完成的。通過脂肪胺溶于異癸醇和煤油中將鎢萃取出來(lái)。最后工序是在氨水中再萃取。

       ③水和氨蒸發(fā)后，仲鎢酸氨(APT)結(jié)晶出來(lái)。APT是生產(chǎn)高純鎢和碳化鎢的中間產(chǎn)物。其他的中間產(chǎn)物如鎢酸，由于沒有工業(yè)價(jià)值現(xiàn)在已經(jīng)完全不生產(chǎn)了。

       2)焙燒工序  在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)將APT加熱到400～900℃時(shí)，氨和水被除去，生成鎢氧化物。在過量空氣的氣氛下，生成物為黃色(WO?，黃色氧化鎢)；在少量空氣下，將生成藍(lán)色氧化物(WO?-x，藍(lán)色氧化鎢)。

       3)還原工序  用氫氣將鎢氧化物還原成鎢粉。現(xiàn)在工業(yè)用的還原爐有兩種。一種是多管推進(jìn)式爐(圖2.5-90)，另一種是回轉(zhuǎn)爐(圖2.5-91)。
        ①多管推桿式爐  將鎢的氧化物裝入扁平金屬舟中，將金屬舟推進(jìn)爐管中。在整個(gè)還原過程中，粉末層是靜態(tài)的。粉層厚度和推進(jìn)周期可以改變，加熱帶溫度可以控制。典型的還原溫度范圍為600～1100℃，氫氣通常是反向流動(dòng)。還原過程中，粉末層產(chǎn)生的水分的消除受氫氣流動(dòng)速度的影響。通過改變還原參數(shù)，如還原溫度和粉末層的厚度，粉末顆粒的尺寸可控制在0.1～100μm范圍內(nèi)。生產(chǎn)細(xì)粉比生產(chǎn)粗粉的效率低。多管式還原爐的優(yōu)點(diǎn)是，可以非常靈活的生產(chǎn)不同粒度的粉末。

        ②回轉(zhuǎn)爐  將鎢氧化物直接裝入回轉(zhuǎn)爐的爐管內(nèi)。粉末層在爐內(nèi)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。粉末層的厚度由進(jìn)料速度、旋轉(zhuǎn)速度、爐的傾斜度和爐內(nèi)提升機(jī)構(gòu)控制。還原溫度與推進(jìn)式爐的溫度相當(dāng)，大多數(shù)情況下氫氣流動(dòng)也是反向流動(dòng)。對(duì)于改變粉末顆粒尺寸的控制不如推進(jìn)式爐靈活。目前主要用于連續(xù)生產(chǎn)1～3μm的鎢粉。

        ③還原過程  盡管鎢氧化物的還原是一道工序，但是要經(jīng)過多個(gè)中間氧化產(chǎn)物的階段，如圖2.5-92所示。決定還原生成哪種中間氧化物的因素為粉末層的溫度和濕度。中問氧化物不僅顏色不同，而且其形態(tài)也不相同，如圖2.5-93所示。在還原過程中，形態(tài)改變是由于鎢通過氣相的化學(xué)氣態(tài)轉(zhuǎn)移(CVT)所致。已證實(shí)WO?(OH)?：是系統(tǒng)中最容易揮發(fā)的化合物，它對(duì)鎢的氣相轉(zhuǎn)移起決定作用。圖2.5-94示從WO?到W的CVT反應(yīng)。如果pa?o/ph?瞰的分壓比足夠低(在一定的溫度下)，從WO?到W的還原反應(yīng)就會(huì)開始。從熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，WO?和W都可能生成WO?(OH)?，但是在W上平衡壓較低，所以產(chǎn)生從WO?到W的化學(xué)氣態(tài)轉(zhuǎn)移，金屬鎢沉積下來(lái)，導(dǎo)致鎢晶體的生長(zhǎng)。根據(jù)CVT機(jī)理，可以通過控制溫度和濕度來(lái)控制金屬鎢粉的顆粒尺寸，如圖2.5-95所示。