白钨矿:“雪宝顶”的瑰宝

来源 :百科知识 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alovey
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读

舍勒的发现


  卡尔·威尔海姆·舍勒是科学史上一位非常著名的瑞典化学家,因发现了空气中的氧气而闻名于世。其实,他的贡献远不止如此,在他长期的实验过程中,对矿物学的发展也做出了巨大贡献。
  1781年,舍勒在瑞典达拉纳省的一座矿山里发现了一种从未见过的新矿物。他对这种矿物进行了化验,并从中提取出了一种新的酸,即钨酸。舍勒和另外一位名叫贝格曼的化学家进一步研究之后认为,以后或许有可能从这种酸中提取出来一种新的化学元素。
  果不其然,两年后,西班牙矿物学家德普尔亚兄弟俩又从其他矿物中提取出了钨酸,他们提取出的钨酸与舍勒发现的钨酸完全一样。此后,德普尔亚兄弟俩使用碳还原出了金属钨,成功实现了舍勒的预言。从此之后,这种新的化学元素被命名为钨。至于舍勒当年所研究的那种新矿物,被人们以他的姓氏命名为“Scheelite”,这就是白钨矿。

光明的使者


  白钨矿的主要用途是冶炼金属钨。自然界中关于钨的矿物有20多种,一般都是伴随着花岗质岩浆的活动而形成的,如黑钨矿、白钨矿、钨铅矿、钨铋矿以及钨华等,它们主要分布在中国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、玻利维亚、奥地利、越南、葡萄牙、缅甸和秘鲁等国家,其中,中国的钨储量和产量均位居世界首位。
  说起钨,或许你能想到的是“乌黑”的金属,但恰恰相反,钨是一种带有明亮光泽的银白色金属,它最大的特点是硬度高、熔点高、密度大,钨合金材料被广泛用于制造超硬刀具、耐磨材料以及喷气发动机部件等。
  在历史上,钨可谓是人类的“光明使者”。爱迪生在发明电灯时,为了找到一种能燃烧到白热状态的物质做灯丝,试用了近1600种材料,都没能取得满意的效果。到了1880年,他开始将全部精力集中在碳化物質上,在世界各地寻找试用材料,并成功地找到一种竹制碳丝,这种材料非常实用,可持续点亮1000多个小时,这就是最早的白热电灯,名为“碳化竹丝灯”。之所以选用这种材料,与其熔点关系密切。
  在我们生活的地球上,自然元素中熔点最高的几种分别是:碳、钨、铼、锇、钽、钼等,碳的熔点是3550℃。但这里存在一个问题,碳不是随着温度升高而慢慢熔化成液态,之后再随着温度升高变成气态,而是在低温时就容易直接由固态升华为气态,因此,随着物质的不断损耗,碳化竹丝灯的使用寿命就会大大缩短。后来,有科学家使用熔点相对较低的锇丝和钽丝作为灯丝,但是它们的发光效率较低。在所有的自然元素中,钨的熔点仅次于碳,高达3422℃,在金属元素中排名第一,被科学家赞誉为“烈火金刚”,根据这些特征,匈牙利人在1903年首次制造出了钨灯丝。经过诸多科学家的改进,钨丝成为最理想的灯丝,制成的灯泡就是我们常见的白炽灯,它逐渐取代了碳化竹丝灯。再后来,白炽灯渐渐被荧光灯、LED灯等节能灯所取代。虽然以现在的眼光看,白炽灯的效率很低,它只能将其消耗电能的10%转化为可见光,但白炽灯开启了光明的时代,并为人类服务了一个多世纪,功不可没。
白钨矿、海蓝宝石、白云母共生

白钨矿与黑钨矿


  白钨矿,又名钨酸钙矿,化学式为Ca[WO4],其中的钙可被铜以类质同象的形式替代,若含铜较多,可称其为铜白钨矿。白钨矿晶体形态近乎于八面体的四方双锥,但在自然界中,具有完整晶型的白钨矿较少见,常见的是不规则粒状矿物,多为浅黄色、橘黄色、浅紫色或浅褐色,透明至半透明,莫氏硬度为4.5~5.0,性脆。白钨矿通常形成于接触交代矽卡岩矿床中,当炙热的岩浆遇到石灰岩,其中的钙、钨等元素聚集到一起就形成了白钨矿,有人形象地称其为“火热的相遇”。白钨矿的主要产地是智利、玻利维亚和德国等,我国在湖南、河南、江西、广东等地有多处矿床。其中,湖南郴州的柿竹园是我国最重要的白钨矿产区。
  在国外,人们主要用白钨矿来炼钨;而在我国,钨矿的主要来源实际上是黑钨矿。黑钨矿是一种铁锰钨酸盐矿物,化学式为(Fe,Mn)[WO4],其中的铁和锰为完全类质同象。有时候,黑钨矿中也会混入其他元素,如钙、镁、钽、铌等。黑钨矿的莫氏硬度为4.5~5.5,较脆,矿物晶体一般为厚板状或短柱状,它常与石英、锡石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和毒砂等矿物共生。目前,我国江西大余、湖南茶陵、广东连平等地是黑钨矿的主要产地。

矿标收藏的新宠


  单从外观上看,白钨矿与石英略有相似,但白钨矿的特别之处在于,它具有发光性,在紫外光线的照射下可发出浅蓝色荧光,石英则没有这种性质。另外,透明的白钨矿对光线具有很高的折射率和色散度,这使得白钨矿具有较为强烈的“火彩”,换句话说,白钨矿具有宝石的一些特征,国外曾有人将其作为钻石的替代品。
  但是,在我国颁布的《珠宝玉石名称》(GB/T 16552-2010)里,无论是宝石还是玉石的名录中均没有白钨矿的身影,主要原因在于,白钨矿的硬度较低,易被划伤,除大部分用于工业用途之外,只有少部分可用于矿物标本收藏。
世界上最大的白钨矿晶体,现存于山东省天宇自然博物馆
白钨矿
产于四川“雪宝顶”的白钨矿

  在我国四川省松潘县与平武县的交界地带,有座海拔5588米的山峰,名为“雪宝顶”,它是岷山的最高峰,这里埋藏的白钨矿不仅块头大,而且晶型完美,色泽纯正,颜色呈橘红色,与电气石、白云母、绿柱石以及水晶等矿物共生,经紫外线照射后能发出荧光,被认为是世界上最好的白钨矿,并且当地出产的很多白钨矿都成了珍贵的矿标收藏品。2009年1月载入吉尼斯世界纪录的“世界上最大的白钨矿晶体”即产自这里,它长约40厘米,宽约15厘米,高约30厘米,为同类品种中的“佼佼者”。可以预想,随着“雪宝顶”白钨矿的知名度不断提高,它们的身价也将逐年攀升。
其他文献
换个视角看黑洞  2019年4月,人类有史以来首张黑洞照片的发布曾引起轰动,该照片揭示了一个明亮的环状结构及其黑暗的中央区域—黑洞的阴影。现在,同一研究团队—事件视界望远镜(EHT)合作组织,又为这个名为M87的超大质量黑洞提供了一个崭新视角,即黑洞在偏振光下的影像。一般生活中的光,如太阳光、白炽灯光等,称为非偏振光;当光线通过某些滤光片(如偏光太阳眼镜的镜片),或从被磁化的高温区域发射出来时,光
提到神探夏洛克·福尔摩斯或者英国女王伊丽莎白,人们很难忽略掉他们的帽子。今天,无论在世界的哪一个角落,即便不是严寒的冬天或烈日当头的夏日,都能见到许多人戴着帽子出行。一些特殊职业者还需要在上班时间佩戴帽子,如警察、军人、医生、护士、建筑或矿业工人以及厨师、空姐等。在时尚界,无论是欧美时装周闪亮登场的模特,还是大型活动中汇集的明星,帽子都是他们身上不可或缺的时尚元素。关于帽子,爱尔兰作家萨缪尔·贝克
  
与头发相比,成年男性的胡子生长速度要快得多,一旦两三天不处理便会胡子拉碴,形象不佳,所以剃须刀成为每一个成年男性的日常所需。但受区域文化、宗教戒律以及特定习俗的影响,不同历史阶段、不同地方的人们对于胡子的态度迥然不同,这就使剃须刀的旅行变得扑朔迷离,难以追踪。  如古犹太人可能就不剃胡须,因为在他们的古老经籍《塔纳赫》“利未记”19章27节中就规定说:“剃除左右二处太阳穴边之毛发和胡须,或是在皮肤
瑞士和英国科学家组成的团队开发了一款全新的细胞天平,不仅能对活细胞重量进行称量,还可以监测细胞重量随时间的变化情况。这个细胞天平的精确度可以达到数毫秒和万亿分之一克。细胞在受控的细胞培养皿条件下进行称重,测得的重量为2~3纳克。天平的称重臂是一个像晶片一样薄、表面覆盖纤维蛋白的透明硅制悬臂,能放到培养皿底部,轻推并拣起单个细胞。这个细胞会悬挂在这个微小悬臂的底部进行称重。通过这项新技术,科学家得以
七位主角围坐在一起用筷子吃饭,是热播美剧《生活大爆炸》中最常见的场景。荧屏中,无论是在中式餐馆就餐,还是在家里吃中餐外卖,谢尔顿和朋友们都能熟练地使用筷子,场面自然和谐,仿佛筷子一直以来就是他们的餐具。近20年来,在欧美影视剧里,筷子的身影越来越多,无论是在好莱坞的爆米花电影里,还是在欧洲历史剧情片里,筷子都不时现身,成为最鲜明的东方文化元素。从人口统计学的角度来看,全世界共有超过15亿人每天都使
美国研究人员开发出一种新型催化剂,可将二氧化碳转化成一氧化碳。将一氧化碳转化为各种液体燃料和其他产物的方法目前已经存在,而让二氧化碳持续转化为单一终产物则是个难题。为此,研究人员开发了一种多孔银电极材料催化剂,其结构为六角形蜂窝状,通过调整材料孔隙尺寸可制成多种催化劑变体,然后根据需求生成含一氧化碳浓度为5%~85%的反应产物,且制取效率提高了3倍。如果这种转换直接与化石燃料发电厂的排放气流成功相
近年来,随着全球汽车保有量的急剧增加,不仅城市交通拥堵日益严重,而且汽车尾气排放导致的空气污染与雾霾频发,已威胁到人们的生命健康。为了鼓励人们乘坐公共交通出行,减少私家车的使用频率,降低尾气排放带来的污染,世界上不少国家正在试行公交免费。不过,预期效果究竟如何,尚待观察。公交免费或成趋势  有媒体报道,自今年夏天起,卢森堡将取消火车、有轨电车、公共汽车的售票,该国将因此成为全球首个实现所有公共交通
中国科学家通过两种不同的方法制备纠缠光子源,成功实现“十光子纠缠”,再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。多粒子纠缠操纵是量子信息处理基本能力的核心指标。操纵的纠缠光子数目越多,量子信息处理能力就会呈指数级增长,但同时实现的难度也急剧增加。此前,该研究团队分别实现对五光子、六光子、八光子纠缠的操纵,并系统性地应用于量子通信、量子計算等多个研究方向,如我国发射的全球首颗量子通信实验卫星。
化石研究表明,北极熊大约是在距今20万年前由南方的棕熊进化而来的。那时,棕熊常常进入北极地区寻找食物,久而久之,为适应环境,棕熊的基因发生了突变,毛发变成了白色。这不仅提高了它们的抗寒能力,还增加了它们自身的隐蔽性,让它们更容易在北极生存下来。北极熊是熊类中个体最大的。从实际观察中可以看到,同一物种,越在寒冷的地区,个体就会越大。这是因为,个体越大,越容易保暖,就好像一桶开水要比一碗开水凉得慢一样