Вольфрамит

Вольфрамит — это собирательное название для группы минералов класса вольфраматов, являющихся важнейшими рудами для промышленного получения вольфрама. В минералогическом смысле термин «вольфрамит» часто используется для обозначения твёрдого раствора между двумя крайними членами изоморфного ряда: гюбнеритом (MnWO₄) и ферберитом (FeWO₄). Промежуточные разновидности, в которых содержание марганца и железа примерно равно, носят собственное название — вольфрамит (в узком смысле). Минерал характеризуется высоким удельным весом, тёмной окраской и совершенной спайностью.

История и происхождение названия

Название «вольфрамит» происходит от немецких слов «Wolf» (волк) и «Rahm» (пена, сливки). Это связано с историческим наблюдением: при выплавке олова из касситерита (SnO₂) примесь вольфрамита мешала процессу, переводя олово в шлак в виде пены, «пожирая» его, подобно волку. В русскоязычной традиции термин закрепился в XVIII—XIX веках, хотя сам минерал был известен значительно раньше в рудных районах Саксонии (Германия) и Корнуолла (Великобритания).

Впервые химический состав вольфрамита был установлен в 1781 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле, который выделил из него оксид вольфрама (WO₃). Однако окончательное признание вольфрамита как самостоятельного минерального вида произошло в начале XIX века, когда были детально изучены его физические свойства и кристаллическая структура.

Физико-химические свойства

Химический состав и изоморфизм

Вольфрамит представляет собой вольфрамат железа и марганца с общей формулой (Fe,Mn)WO₄. Структура минерала основана на цепочках из октаэдров WO₆, соединённых через атомы кислорода, между которыми располагаются катионы Fe²⁺ или Mn²⁺. Изоморфный ряд характеризуется непрерывным замещением железа марганцем и наоборот. В зависимости от преобладающего катиона выделяют:

• Гюбнерит (MnWO₄) — марганцевый полюс, светло-коричневого до красновато-коричневого цвета.
• Ферберит (FeWO₄) — железистый полюс, чёрного до тёмно-бурого цвета.
• Вольфрамит (собственно) — промежуточный член с содержанием MnO от 4 до 17 % и FeO от 10 до 23 %.

Кристаллографические особенности

Минерал кристаллизуется в моноклинной сингонии. Кристаллы обычно имеют таблитчатую, короткостолбчатую или клиновидную форму, часто с характерными штрихами на гранях. Встречаются также зернистые агрегаты, друзы и щётки. Спайность совершенная в одном направлении (по призме), излом неровный до ступенчатого.

Физические свойства

• Цвет: от чёрного до тёмно-бурого, иногда с красноватым оттенком у гюбнерита. В тонких сколах просвечивает красновато-коричневым.
• Черта: от коричневой до чёрной (у ферберита — чёрная, у гюбнерита — светло-коричневая).
• Блеск: металлический до смолистого, на плоскостях спайности — перламутровый.
• Твёрдость по шкале Мооса: 4,0–4,5 (достаточно мягкий, царапается ножом).
• Плотность: 7,0–7,5 г/см³ (очень высокая, характерная для вольфрамовых минералов).
• Магнитные свойства: ферберит обладает слабой магнитной восприимчивостью, гюбнерит — немагнитен.

Диагностические признаки

Вольфрамит легко отличить от похожих чёрных минералов (например, чёрного турмалина или пиролюзита) по очень высокой плотности, совершенной спайности и характерному цвету черты. В отличие от касситерита, вольфрамит не растворяется в кислотах (кроме концентрированной плавиковой кислоты).

Генезис и месторождения

Условия образования

Вольфрамит является типичным минералом высокотемпературных гидротермальных жил, а также грейзенов — метасоматических пород, образующихся при воздействии горячих флюидов на граниты. Основные геологические обстановки:

• Кварц-вольфрамитовые жилы — наиболее распространённый тип, связанный с гранитными интрузиями. Вольфрамит ассоциирует с кварцем, касситеритом, молибденитом, топазом, флюоритом.
• Грейзены — зоны метасоматоза в гранитах, где вольфрамит встречается вместе с мусковитом, лепидолитом, бериллом.
• Скарны — контактово-метасоматические породы, образующиеся на границе гранитов с карбонатными толщами. Здесь вольфрамит может замещать шеелит (CaWO₄).
• Россыпи — благодаря высокой плотности и химической устойчивости, вольфрамит накапливается в аллювиальных и делювиальных отложениях при разрушении коренных жил.

Крупнейшие месторождения

Основные запасы вольфрамита сосредоточены в нескольких регионах мира:

• Китай — безусловный лидер по добыче вольфрама. Крупнейшие месторождения находятся в провинциях Цзянси, Хунань, Гуандун (например, рудник Шичжуюань). Китай обеспечивает более 80 % мирового производства вольфрама.
• Россия — значительные запасы вольфрамита сосредоточены на Северном Кавказе (Тырныаузское месторождение в Кабардино-Балкарии), в Забайкалье (Холтосонское, Букукинское), на Дальнем Востоке (Приморье, Хабаровский край). Также известны месторождения на Урале (Кыштымское).
• Казахстан — крупные месторождения в Центральном Казахстане (Караоба, Акшатау).
• Другие страны — Боливия, Португалия, Австрия, Мьянма, Вьетнам, Руанда.

Применение

Промышленное значение

Вольфрамит является главной рудой для получения вольфрама — стратегически важного металла, используемого в высокотехнологичных отраслях. Основные направления использования:

• Металлургия: вольфрам добавляют в стали для придания им твёрдости, износостойкости и жаропрочности. Вольфрамовые сплавы применяются для изготовления режущего инструмента (быстрорежущие стали), буровых коронок, штампов.
• Электротехника: вольфрам используется для производства нитей накаливания в лампах, электродов для сварки, контактов в высоковольтных выключателях.
• Военная промышленность: вольфрамовые сплавы применяются в бронебойных снарядах и подкалиберных боеприпасах благодаря высокой плотности.
• Химическая промышленность: вольфрамовые катализаторы используются в нефтепереработке и органическом синтезе.

Технология переработки

Руды вольфрамита обогащаются гравитационными методами (отсадка, концентрация на столах) с последующей флотацией или магнитной сепарацией. Полученный концентрат (с содержанием WO₃ 60–70 %) перерабатывается химическими методами: спекание с содой, выщелачивание, осаждение паравольфрамата аммония, который затем восстанавливается водородом до металлического вольфрама.

Разновидности и сопутствующие минералы

Помимо гюбнерита и ферберита, в природе встречаются следующие разновидности вольфрамита:

• Вольфрамит-гюбнерит — переходный член с преобладанием марганца.
• Вольфрамит-ферберит — с преобладанием железа.
• Кюрит — устаревшее название для богатых железом разновидностей.

В ассоциации с вольфрамитом часто встречаются: кварц, касситерит, молибденит, шеелит, топаз, флюорит, берилл, лепидолит, мусковит, пирит, арсенопирит.

Интересные факты

• Вольфрамит является одним из самых тяжёлых минералов, встречающихся в природе. Его плотность (7,0–7,5 г/см³) сопоставима с плотностью свинца.
• Вольфрамит обладает пьезоэлектрическими свойствами, хотя и не столь выраженными, как у кварца.
• В России вольфрамит впервые был обнаружен в 1811 году на Урале, но промышленная добыча началась только в конце XIX века.
• Вольфрам, получаемый из вольфрамита, имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов (3422 °C), что делает его незаменимым в аэрокосмической и ядерной технике.
• Вольфрамит часто встречается в виде эффектных кристаллов и агрегатов, которые ценятся коллекционерами минералов. Особенно красивы друзы кристаллов вольфрамита из месторождений Китая и Португалии.

Источники

• Минералы России. Том 2. Вольфраматы. — М.: Наука, 1995.
• Бетехтин А.Г. Курс минералогии. — М.: КДУ, 2007.
• Дэна Дж. Дэна Э.С. Система минералогии. Том 2. — М.: Мир, 1966.
• Рамдор П. Рудные минералы и их срастания. — М.: Иностранная литература, 1962.
• Геологическая энциклопедия. — М.: Недра, 1978.