本科畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨工廠設(shè)計(jì)

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1、江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目：年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨（APT）工廠設(shè)計(jì) 學(xué) 院：冶金與化學(xué)工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：冶金工程 班 級(jí)：093班 學(xué) 號(hào)：31 學(xué) 生：胡振華 指導(dǎo)教師： 聶華平 職稱(chēng)：教授 時(shí)間：2013年6月10日 江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū) 冶金與化學(xué)工程 學(xué)院 冶金工程 專(zhuān)業(yè) 09 級(jí)（13屆）093班

2、 胡振華 學(xué)生 題 目：年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨工廠設(shè)計(jì) 原始依據(jù)（包括畢業(yè)論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本科培養(yǎng)方案中重要組成部分，是畢業(yè)前學(xué)生進(jìn)行全面綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)生本課題通過(guò)獨(dú)立完成冶金工廠設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，達(dá)到了對(duì)工程制圖、冶金工藝計(jì)算、冶金設(shè)備選型與計(jì)算等基本技能的掌握，并培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，提高了創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力。 本設(shè)計(jì)采用的主要原始資料數(shù)據(jù)為： 1）黑鎢精礦各元素物相組成見(jiàn)下表： 元素 WO3 Mo As P Ca S Cu

3、 SiO2 SnO2 H2O 67.86 0.057 0.13 0.048 0.88 0.51 0.10 4.82 0.11 0.50 2）各元素的物相組成如下： WO3: FeWO4、MnWO4、CaWO4（分別占70%，29.5%，0.5%） Mo: MoS2 P : Ca5(PO4)3F SiO2: K(AlSi3O8)、SiO2（分別占60%，40%） As: FeAsS SnO2: SnO2 Cu: CuFeS2 Ca: CaWO4、Ca5(PO4)3F、CaCO3 S: MoS2、FeAsS2、CuFeS

4、2、FeS2 主要內(nèi)容和要求：（包括論文內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求）： 1、廠址與工藝流程的選擇與論證 廠址必須符合有色冶金工廠的基本要求，特別要符合環(huán)境保護(hù)的要求，工藝流程的選擇必須有兩種以上工藝方案的對(duì)比材料，通過(guò)對(duì)比和論證做出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的結(jié)論。并繪制詳細(xì)的工藝流程圖，對(duì)其工藝過(guò)程作簡(jiǎn)要的說(shuō)明。 2、冶金計(jì)算 選擇先進(jìn)的工藝技術(shù)條件和合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、原輔材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品方案及質(zhì)量要求等。要求計(jì)算鎢精礦的物相組成、堿分解渣的化學(xué)組成與物相組成、全流程有價(jià)金屬的平衡、全流程的物料平衡。列出鎢精礦的物相組成平衡表、堿分解渣的物相組

5、成表、有價(jià)金屬及物料的日平衡表和年物料平衡表、原輔材料單耗表。 3、主體設(shè)備與輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)與選擇 以日處理物料量為計(jì)算依據(jù)，計(jì)算設(shè)備的容量、負(fù)荷，確定設(shè)備的尺寸、規(guī)格、型號(hào)以滿足車(chē)間設(shè)備負(fù)荷的要求。對(duì)主體設(shè)備（離子交換柱）的結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明，確定形狀和尺寸，最后按工序列出設(shè)備明細(xì)表。 4、車(chē)間配置設(shè)計(jì) 車(chē)間配置設(shè)計(jì)應(yīng)符合工藝要求，盡量按工藝過(guò)程排列，保持設(shè)備之間有一定的通道，符合安全操作要求。設(shè)備配置應(yīng)充分利用車(chē)間地形，以便物料能自流，盡量自動(dòng)化、機(jī)械化。管道走向合理，距離盡量短。廠房的結(jié)構(gòu)、尺寸應(yīng)按設(shè)備尺寸來(lái)確定。要求繪制全流程設(shè)備圖一張，主體車(chē)間設(shè)備平面配置圖四張：其中磨礦工序平面配

6、置圖，堿分解工序平面配置圖，離子交換工序平面配置圖及蒸發(fā)結(jié)晶、干燥包裝工序平面配置圖各一張。 5、經(jīng)濟(jì)效益估算 較準(zhǔn)確地計(jì)算原輔材料和化學(xué)試劑的用量及費(fèi)用、廠房及其設(shè)備的費(fèi)用，管理機(jī)構(gòu)及操作工人的編制。初步估算投資、生產(chǎn)成本等，并對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估。 6、環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 對(duì)造成環(huán)境污染的廢渣、廢水、廢氣進(jìn)行有效處理，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。 日程安排： 4月1日～4月7日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)授受及課堂講解 4月8日～4月29日 冶金計(jì)算及主要設(shè)備選型計(jì)算 4月30日～5月15日 圖紙繪制： 設(shè)備連接圖 離子交換柱零部件及總裝配圖 四

7、個(gè)車(chē)間的平面配置圖 5月16日～5月25日 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě) 主要參考文獻(xiàn)和書(shū)目： [1] 李洪桂.稀有金屬冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990. [2] 《稀有金屬手冊(cè)》編輯委員會(huì). 稀有金屬手冊(cè)上冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社, 1992. [3] 張啟修，趙秦生.鎢鉬冶金[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005. [4] 朱屯.萃取與離子交換[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2005. [5] 《稀有金屬手冊(cè)》編輯委員會(huì). 稀有金屬手冊(cè)下冊(cè) .北京：冶金工業(yè)出版社, 1995. [6] 《有色金屬冶煉設(shè)備》編委會(huì). 濕法冶煉設(shè)備(有色金屬冶煉設(shè)備 第

8、二卷). 北京：冶金工業(yè)出版社, 1993. [7] 《有色冶金企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)參考資料》編寫(xiě)組. 有色冶金企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)參考資料[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1981. [8] 唐謨堂等. 濕法冶金設(shè)備[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2004. [9] 蔡祺風(fēng). 有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1991 [10] 崔佳娜. 我國(guó)鎢冶煉工藝技術(shù)的發(fā)展及比較[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金2004，12：21～23. [11] 李洪桂，等.適應(yīng)鎢資源形式的變化開(kāi)拓鎢冶金的新工藝[J]. 中國(guó)鎢業(yè)， 1999，14（5～6）：136～139. [12] 夏慶

9、林.白鎢礦低壓堿分解工業(yè)試驗(yàn)與應(yīng)用[J]. 中國(guó)鎢業(yè), 2000，4：7～40. [13] 方奇.苛性鈉壓煮法分解白鎢礦[J]. 中國(guó)鎢業(yè), 2001，16（5～6）：80～81. [14] 李洪桂，等.白鎢精礦與黑白鎢礦混合礦堿分解的方法與設(shè)備[J].中國(guó)科學(xué)基金,1997，11（3）：210～212. 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 教學(xué)院長(zhǎng)簽字： 年 月 日 江 西 理 工 大 學(xué) 本科

10、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（綜述） 冶金與化學(xué)工程學(xué)院 冶金工程專(zhuān)業(yè)2009級(jí)（2013屆）093班 學(xué)生胡振華 題 目：年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨（APT）工廠設(shè)計(jì) 本課題來(lái)源及研究現(xiàn)狀： 我國(guó)首創(chuàng)的離子交換法生產(chǎn)仲鎢酸銨（APT）技術(shù)具有工藝流程短，金屬回收率高，輔助材料費(fèi)用量少，產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境條件好，操作簡(jiǎn)單易掌握，生產(chǎn)成本底等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，又在NaOH分解的鎢礦，沉淀法除鉬，離子交換工藝，結(jié)晶母液回收，產(chǎn)品物理性能控制，NH3尾氣回收等六個(gè)方面取得突出性的進(jìn)展，我國(guó)鎢冶煉離子交換技術(shù)已達(dá)到世界一流水平。 設(shè)計(jì)（論文）提綱及進(jìn)度安排： （1）設(shè)計(jì)提綱 摘要：我

11、國(guó)是全世界公認(rèn)的鎢資源大國(guó)，也是全球鎢生產(chǎn)和出口的第一大國(guó)。近年來(lái)我國(guó)鎢冶煉技術(shù)有了很大的發(fā)展。本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨（APT）的工廠，其工藝設(shè)計(jì)采用目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的離子交換工藝。根據(jù)在畢業(yè)實(shí)習(xí)中所收集的基本數(shù)據(jù)和有關(guān)資料，進(jìn)行了各項(xiàng)冶金計(jì)算，并對(duì)如何處理三廢作了簡(jiǎn)要介紹。同時(shí)對(duì)建廠進(jìn)行了簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，最后繪制了有關(guān)圖紙。 關(guān)鍵詞: 鎢冶煉技術(shù)；仲鎢酸銨；離子交換工藝；冶金工廠設(shè)計(jì) ABSTRACT It has been acknowledged that China is wealth of the tungsten resource, also i

12、s the first country of the production and exporting of tungsten all over the world. The tungsten extractive technic has a prodigious development near years.The task of this graduation thesis to design a factory which can produce 5000 ton APT per year.Ion exchange technigue is adopted in the designme

13、nt,which is a kind of advanced technique used for APT production in the world.On the basis of basic process parameters and necessary information collected in graduation field work.Several kinds of metallurgical calculation.The methods how to deal with the wastes produced by this factory were also in

14、troduced briefly.The economic value of the construction of this factory has evaluated.In the end ,several pieces of drawings of the main equipments and the distribution of workshops were drawn. Key words: Tungsten smelting technology; Ammonium paratungstate; Ion exchange technigue; metallurgical pl

15、ant design 第一章 概述 1.1 國(guó)內(nèi)外仲鎢酸銨生產(chǎn)工藝評(píng)述 1.2生產(chǎn)工藝流程圖及流程簡(jiǎn)述 1.3 全流程金屬回收率 1.4產(chǎn)品種類(lèi)及質(zhì)量要求 1.5各工序主要工藝參數(shù)和技術(shù)要求 1.6對(duì)原輔材料的技術(shù)要求 第二章 廠區(qū)、廠址選擇與論證 2.1有色冶金工廠廠址選擇的內(nèi)容 2.2有色冶金工廠廠址選擇的基本原則 2.3有色冶金廠廠址選擇的特點(diǎn)及要求 2.4廠址的選擇應(yīng)另注意的問(wèn)題 2.5廠址的對(duì)比與論證 第三章 冶金計(jì)算 3.1鎢精礦物相組成計(jì)算 3.2鎢渣的物相組成和化學(xué)成份計(jì)算 3.3日、年物料平衡計(jì)算 3.4主要原輔材料單耗及費(fèi)用計(jì)算

16、 第四章 主要設(shè)備選型計(jì)算 4.1磨礦工序 4.2堿分解工序 4.3離子交換工序 4.4蒸發(fā)結(jié)晶工序 4.5干燥包裝程序 第五章 勞動(dòng)定員 第六章 成本和效益估算 6.1 已知條件 6.2成本和效益計(jì)算 第七章 環(huán)境保護(hù) 7.1廢渣綜合治理與利用 7.2廢水綜合治理與利用 7.3廢氣綜合治理與利用 結(jié)束語(yǔ) 參考文獻(xiàn) 外文資料 致謝 小論文 （2）設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 4月1日～4月7日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)授受及課堂講解 4月8日～4月29日 冶金計(jì)算及主要設(shè)備選型計(jì)算 4月30日～5月15日 圖紙繪制： 設(shè)備連接圖 離子交換柱零

17、部件及總裝配圖 四個(gè)車(chē)間的平面配置圖 5月16日～5月25日 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě) 主要參考文獻(xiàn)和書(shū)目： [1] 李洪桂.稀有金屬冶金學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990. [2] 《稀有金屬手冊(cè)》編輯委員會(huì). 稀有金屬手冊(cè)上冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社, 1992. [3] 張啟修，趙秦生.鎢鉬冶金[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005. [4] 朱屯.萃取與離子交換[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2005. [5] 《稀有金屬手冊(cè)》編輯委員會(huì). 稀有金屬手冊(cè)下冊(cè) .北京：冶金工業(yè)出版社, 1995. [6] 《有色金屬冶煉設(shè)備》編委會(huì).

18、 濕法冶煉設(shè)備(有色金屬冶煉設(shè)備 第二卷). 北京：冶金工業(yè)出版社, 1993. [7] 《有色冶金企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)參考資料》編寫(xiě)組. 有色冶金企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)參考資料[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1981. [8] 唐謨堂等. 濕法冶金設(shè)備[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2004. [9] 蔡祺風(fēng). 有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1991 [10] 崔佳娜. 我國(guó)鎢冶煉工藝技術(shù)的發(fā)展及比較[J]. 稀有金屬與硬質(zhì)合金2004，12：21～23. [11] 李洪桂，等.適應(yīng)鎢資源形式的變化開(kāi)拓鎢冶金的新工藝[J]. 中國(guó)鎢業(yè)， 1999，14（5～6）：

19、136～139. [12] 夏慶林.白鎢礦低壓堿分解工業(yè)試驗(yàn)與應(yīng)用[J]. 中國(guó)鎢業(yè), 2000，4：7～40. [13] 方奇.苛性鈉壓煮法分解白鎢礦[J]. 中國(guó)鎢業(yè), 2001，16（5～6）：80～81. [14] 李洪桂，等.白鎢精礦與黑白鎢礦混合礦堿分解的方法與設(shè)備[J].中國(guó)科學(xué)基金,1997，11（3）：210～212. 指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)： 教研室主任簽字： 年 月 日 摘 要 我國(guó)

20、是全世界公認(rèn)的鎢資源大國(guó)，也是全球鎢生產(chǎn)和出口的第一大國(guó)。近年來(lái)我國(guó)鎢冶煉技術(shù)有了很大的發(fā)展。本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)5000噸仲鎢酸銨（APT）的工廠，其工藝設(shè)計(jì)采用目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的離子交換工藝。根據(jù)在畢業(yè)實(shí)習(xí)中所收集的基本數(shù)據(jù)和有關(guān)資料，進(jìn)行了各項(xiàng)冶金計(jì)算，如鎢精礦、鎢渣的物相組成計(jì)算，物料平衡計(jì)算，主要原輔材料單耗和費(fèi)用計(jì)算，工廠主要設(shè)備選型計(jì)算，成本和效益估算，并對(duì)如何處理三廢作了簡(jiǎn)要介紹。同時(shí)對(duì)建廠進(jìn)行了簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，最后繪制了有關(guān)圖紙。 關(guān)鍵詞: 鎢冶煉技術(shù)；仲鎢酸銨；離子交換工藝；冶金工廠設(shè)計(jì) ABSTRACT It has been acknowled

21、ged that China is wealth of the tungsten resource, also is the first country of the production and exporting of tungsten all over the world. The tungsten extractive technic has a prodigious development near years.The task of this graduation thesis to design a factory which can produce 5000 ton APT p

22、er year.Ion exchange technigue is adopted in the designment,which is a kind of advanced technique used for APT production in the world.On the basis of basic process parameters and necessary information collected in graduation field work.Several kinds of metallurgical calculation,such as the composit

23、ion of the tungsten concentrations and the tungsten slags,the equilibrillm of the raw materials and the cost of each raw material,were carried out.Furthermore,the design of the main equipments in the workship,as well as the estimation of cost and profits,were carried out.The methods how to deal with

24、 the wastes produced by this factory were also introduced briefly.The economic value of the construction of this factory has evaluated.In the end ,several pieces of drawings of the main equipments and the distribution of workshops were drawn. Key words: Tungsten smelting technology; Ammonium paratu

25、ngstate; Ion exchange technigue; metallurgical plant design 目 錄 第一章 概述………………………………………………………………1 1.1 國(guó)內(nèi)外仲鎢酸銨生產(chǎn)工藝述……………………………………1 1.2生產(chǎn)工藝流程圖及流程簡(jiǎn)述……………………………………9 1.3 全流程金屬回率…………………………………………………11 1.4產(chǎn)品種類(lèi)及質(zhì)量求………………………………………………12 1.5各工序主要工藝參數(shù)和技術(shù)要求……………………………14 1.6對(duì)原輔材料的技術(shù)要求……………………………………15

26、第二章 廠區(qū)、廠址選擇與論證…………………………………16 2.1有色冶金工廠廠址選擇的內(nèi)容…………………………………16 2.2有色冶金工廠廠址選擇的基本原則…………………………16 2.3有色冶金廠廠址選擇的特點(diǎn)及要求…………………………17 2.4廠址的選擇應(yīng)另注意的問(wèn)題……………………………………17 2.5廠址的對(duì)比與論證……………………………………………17 第三章 冶金計(jì)算………………………………………………………19 3.1鎢精礦物相組成計(jì)算……………………………………………19 3.2鎢渣的物相組成和化學(xué)成份計(jì)算……………………………23 3.3日、年物

27、料平衡計(jì)算……………………………………………31 3.4主要原輔材料單耗及費(fèi)用計(jì)算…………………………………40 第四章 主要設(shè)備選型計(jì)算…………………………………………42 4.1磨礦工序……………………………………………………………42 4.2堿分解工序……………………………………………………44 4.3離子交換工序……………………………………………46 4.4蒸發(fā)結(jié)晶工序……………………………………………49 4.5干燥包裝程序……………………………………………50 第五章 勞動(dòng)定員……………………………………………………53 第六章 成本和效益估算…………………………

28、…………………54 6.1 已知條件……………………………………………………54 6.2成本和效益計(jì)算……………………………………………54 第七章 環(huán)境保護(hù)…………………………………………………55 7.1廢渣綜合治理與利用……………………………………………55 7.2廢水綜合治理與利用……………………………………………60 7.3廢氣綜合治理與利用……………………………………………60 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………62 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………63 外文資料………………………………………………………………

29、…64 致謝…………………………………………………………………………75 小論文………………………………………………………………………76 第一章 概述 1.1 國(guó)內(nèi)外仲鎢酸銨生產(chǎn)工藝評(píng)述 為了獲得一定純度的金屬鎢，應(yīng)首先保證鎢化合物的純度。由凈化粗鎢酸鈉溶液和粗鎢酸可生產(chǎn)出的純化合物仲鎢酸銨（APT）或三氧化鎢（WO3），這兩種純鎢化合物是目前工業(yè)上生產(chǎn)鎢粉最常用的原料。為了得到高質(zhì)量的鎢產(chǎn)品，對(duì)純鎢化合物的純度要求越來(lái)越高。生產(chǎn)純?nèi)趸u或APT的原則流程如圖1-1所示。 可以將目前工業(yè)上采用的生產(chǎn)方法歸結(jié)為以下四類(lèi)，即經(jīng)典沉淀凈化法、溶劑萃取法、

30、離子交換法和鎢酸氨溶結(jié)晶法。應(yīng)當(dāng)指出，上述方法不能截然分開(kāi)，它們之中的某些單元操作可以相互借用。溶劑萃取法工藝中就利用了沉淀凈化法來(lái)除雜質(zhì)，離子交換法工藝中也可能采用人造白鎢的方法來(lái)回收結(jié)晶母液中的WO3，而粗鎢酸氨溶凈化結(jié)晶法與經(jīng)典沉淀凈化法中人造白鎢酸分解后制取APT的流程大體相同。因此僅對(duì)目前工業(yè)上采用的前三種仲鎢酸銨生產(chǎn)工藝進(jìn)行的簡(jiǎn)單評(píng)述[1～2]。 1.1.1經(jīng)典沉淀凈化工藝 經(jīng)典沉淀凈化工藝制備仲鎢酸銨的流程較長(zhǎng)，主要步驟為粗鎢酸鈉溶液的凈化，從凈化后的鎢酸鈉溶液中生產(chǎn)鎢酸，由鎢酸制取鎢酸銨溶液。該法的原料是天然的白鎢礦或人造白鎢礦，使用酸浸作為礦石的分解方法，溶解得到鎢酸；黑

31、鎢精礦用堿處理制取工業(yè)鎢酸后，并在氨溶液中溶解，從鎢酸銨溶液結(jié)晶中獲得仲鎢酸銨。 1 粗Na2WO4溶液的凈化 根據(jù)工業(yè)實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，用酸直接中和Na2WO4溶液所得的鎢酸難以洗滌過(guò)濾，且鎢酸含鈉高。故工業(yè)上實(shí)際采用的經(jīng)典方法仍是先用CaCl2沉淀得人造白鎢，再經(jīng)酸分解得鎢酸。由于硅、磷、砷等雜質(zhì)的鈣鹽會(huì)與鎢一起進(jìn)入人造白鎢中，在沉淀白鎢之前，必須先凈化除去硅、磷、砷、鉬等雜質(zhì)。 A 凈化除硅、磷、砷、氟、錫 工業(yè)實(shí)踐中采取如下凈化方法： （1）磷(砷)酸鎂鹽法。該方法的特點(diǎn)是：除磷、砷、硅一次進(jìn)行，凈化過(guò)程中不加入氨和氯化銨。工藝過(guò)程為：首先將加熱至沸騰的Na2WO

32、4溶液在不斷攪拌下加入中和劑（HCl或H2SO4），中和至游離NaOH為（l土0.2）g/l。中和劑可用稀鹽酸(鹽酸∶水＝1∶3)或稀硫酸(當(dāng)凈化后接萃取時(shí))成氯氣，用氯作中和劑的優(yōu)點(diǎn)是Cl2與H20作用首先產(chǎn)生HClO，后再分解得HCl中和溶液，屆均相反應(yīng)，故不易造成局部酸度過(guò)高。同時(shí)能將AsO33—氧化生成AsO43—，有利于凈化過(guò)程。當(dāng)用鹽酸或硫酸作中和劑時(shí)，往往還要加氧化劑使AsO33—氧化。 鎢礦物原料 堿法處理 酸法處理

33、 粗鎢酸銨溶液 粗鎢酸 氨溶凈化 HCl、H2SO4 稀釋 除硅、磷、砷 MgCl2 (或MgSO4、 水 陰離子交換 樹(shù)脂吸附 磷砷渣 Al2(SO4)3) 溶液 (NH4)2WO4溶液 除鉬 硫化劑 交后液 萃取 鉬渣 （含硅、磷、砷） 純Na2WO4溶液 負(fù)鎢樹(shù)脂

34、 淋洗除雜 沉淀人造白鎢 CaCl2 負(fù)載有機(jī)鎢 反 萃 淋洗尾液 解吸 人造白鎢 NH4OH NH4Cl+NH4OH 酸分解 HCl (NH4)2WO4溶液 有機(jī)相 (NH4)2WO4溶液 鎢酸 NH4O

35、H 凈化除鉬 氨 溶 煅燒 工業(yè)三氧化鎢 (NH4)2WO4溶液 結(jié)晶 仲鎢酸銨（APT） 結(jié)晶母液 圖1-1 APT生產(chǎn)工藝原則流程 (2)磷(砷)酸銨鎂法。該方法的特點(diǎn)為：除硅與除磷砷分兩步完成。第一步是在加熱煮沸條件下中和除硅,第二步在不加熱的情況下除磷砷。中和后期所用中和劑為NH4Cl；中和除硅后過(guò)濾，濾波再加MgCl2除磷砷；磷(砷)酸銨鎂鹽沉淀時(shí)一般不加熱。 鎂鹽法和銨鎂鹽法除硅、磷、砷、氟、錫所使用的主要設(shè)備為鋼制的蒸汽加熱攪拌糟

36、和壓濾機(jī)，兩種方法能達(dá)到的除雜效果為：除Sn 99.9%，除Si 99%～99.9%，除P 95%～99%，除As 87%～90%。故一般只需控制除砷合格，則其他的雜質(zhì)除去率也能合格。 鎂鹽法除磷砷及銨鎂鹽法除磷砷各有其優(yōu)缺點(diǎn)：銨鎂鹽法的渣量較少，同時(shí)沉淀物的顆粒較粗，故渣中帶走的鎢損失少，過(guò)濾也容易；但其缺點(diǎn)是要進(jìn)行兩次過(guò)濾，同時(shí)除硅后又要加氨水將溶液的pH值調(diào)高，故操作煩瑣，設(shè)備多。另外所用的化工材料NH4Cl較貴。鎂鹽法除磷砷則避免了銨鎂鹽法的缺點(diǎn)，但是因在加MgCl2時(shí)，由于溶液pH較高而使部分MgCl2水解，因而渣量較大，過(guò)濾性能差，WO3的損失較大，但工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，目前這兩種方法

37、都得到采用。 B 凈化除鉬 除鉬的過(guò)程為：在耐酸搪瓷反應(yīng)器內(nèi)將Na2WO4溶液加熱到70～80℃，加入按Mo量計(jì)算的理論量125%～150%的NaHS，煮沸，用10～20%的稀鹽酸中和到pH2.5～3，煮沸1.5～2h后過(guò)濾，鉬可除去98～99%，溶液中鋁可降到0.01～0.05g/l。 除鉬后的Na2WO4溶液由于pH低，生成部分偏鎢酸鹽，在人造白鎢工序不能完全沉淀，故應(yīng)加NaOH煮沸l(wèi)～2h，使之轉(zhuǎn)化成正鎢酸鹽。 本工藝往往由于析出H2S而使工業(yè)衛(wèi)生條件差，考慮到人造白鎢分解時(shí)，采取適當(dāng)措施可除去70～80%的鉬，因此當(dāng)溶液中Mo/W≈0.1～0.4%左右時(shí)，不必進(jìn)行單獨(dú)的除

38、鉬過(guò)程。 2 從純Na2WO4溶液中生產(chǎn)鎢酸 從鎢酸鈉溶液中生產(chǎn)出鎢酸的方法很多，但工業(yè)上應(yīng)用的多是間接沉淀法——先用CaCl2 沉淀得人造白鎢，再用酸分解得鎢酸。此外還有絡(luò)合均相沉淀法及銨鈉復(fù)鹽沉淀法等多中方法。經(jīng)典工藝的間接沉淀法主要由人造白鎢沉淀和人造白鎢酸分解兩個(gè)過(guò)程組成。 A 人造白鎢的沉淀 沉淀人造白鎢的作業(yè)是在鋼制蒸汽加熱攪拌糟中進(jìn)行的。將凈化后的Na2WO4溶液調(diào)整至WO3濃度為130～150g/L，pH為9～10，加熱至80oC以上，然后加入密度為1.20～1.25g/cm3的氯化鈣溶液。邊加CaCl2溶液邊觀察沉淀情況，當(dāng)溶液表面有少量白色泡沫時(shí)應(yīng)停

39、止加CaCl2溶液，然后煮沸并保溫0.5h左右，澄清取樣分析母液中WO3含量，如低于0.1g/L,即可將上清夜虹吸出，底漿用真空過(guò)濾器或板框壓濾機(jī)過(guò)濾洗滌即得人造白鎢，此工序的鎢回收率一般為99%～99.5%，母液中WO3含量在0.03～0.07g/L。 B 人造白鎢的酸分解 人造白鎢酸分解過(guò)程是在襯耐酸石墨磚的鋼制攪拌糟中進(jìn)行的。先將工業(yè)鹽酸加熱后，人造白鎢漿料慢慢加入并不斷攪拌，根據(jù)情況加入氧化劑，控制最終酸度為90～110 g/L。 3 由鎢酸制取鎢酸銨溶液 工業(yè)上采用氨溶—APT結(jié)晶法來(lái)凈化鎢酸，制取純APT。氨溶過(guò)程通常在密閉的搪瓷反應(yīng)釜中進(jìn)行。為了防止因局部堿度過(guò)低

40、產(chǎn)生仲鎢酸銨沉淀，應(yīng)先將鎢酸按一定的質(zhì)量比加軟化水制漿，并加熱，然后緩慢加入氨水。 1.1.2溶劑萃取工藝[1] 溶劑萃取法應(yīng)用于鎢冶金工藝始于1959年，最初在美國(guó)的碳化物公司得到工業(yè)應(yīng)用。隨后,蘇聯(lián)、西德、加拿大等國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的研究。認(rèn)為這是鎢的濕法冶金的新方向，日本東京鎢公司當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)工藝由鎢酸鈉到鎢酸銨這段也準(zhǔn)備采取萃取法。我國(guó)7O年代開(kāi)發(fā)了鎢的萃取工藝并成功應(yīng)用于生產(chǎn)。目前工業(yè)上應(yīng)用萃取工藝主要是用以從純Na2WO4溶液中制取(NH4)2 WO4 溶液。萃取過(guò)程起到一個(gè)轉(zhuǎn)型的作用，替代經(jīng)典工藝中的沉淀人造白鎢、人造白鎢酸分解、鎢酸氨溶等工序，具有收率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，流程短的優(yōu)點(diǎn)，

41、克服經(jīng)典工藝沉淀結(jié)晶過(guò)程固液分離多階段操作的缺點(diǎn)。此外，萃取法還用于鎢酸鈉溶液凈化除鉬和凈化除磷、砷。 其基本應(yīng)用大致分為三種：一是在酸性條件下將純的鎢酸鈉溶液經(jīng)萃取轉(zhuǎn)型變成高含量鎢的鎢酸銨溶液，此法缺點(diǎn)是萃取前需先除雜：二是在堿性鎢酸鈉溶液中直接萃取鎢，使鎢酸根進(jìn)入有機(jī)相，雜質(zhì)留在萃余液中，再反萃有機(jī)相中的鎢。三是利用鎢鉬性質(zhì)上的差異選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)萃取劑進(jìn)行鎢鉬分離。 1從弱酸性純Na2WO4溶液中萃鎢制取(NH4)2WO4溶液[3] 目前國(guó)內(nèi)外在工業(yè)上用萃取法將鎢酸鈉溶液轉(zhuǎn)型成鎢酸銨溶液基本上都是利用叔胺作萃取劑，如俄羅斯用三辛胺(TOA)，美國(guó)用阿拉明-336(Alamine-33

42、6)，我國(guó)常用N235。有機(jī)相中還包括仲辛醇或TBP等改質(zhì)劑，煤油做稀釋劑。此外，我國(guó)還有采用伯胺（N1923）及仲胺作萃取劑萃鎢，美國(guó)亦有用季銨鹽作萃取劑萃鎢。 用叔胺作萃取劑的工藝是將Na2WO4用經(jīng)典方法除磷、砷、硅、鉬后，將純鎢酸鈉溶液調(diào)整酸度至pH2.5～4(一般用硫化物沉淀除鉬后的溶液其pH已2～3)，然后與已酸化的有機(jī)相混合進(jìn)行萃取，萃余液含少量叔胺及其他有機(jī)物和硫酸鹽等經(jīng)處理后排放。負(fù)載鎢的有機(jī)相經(jīng)水洗后，用2～4mol/L的NH4OH溶液反萃得(NH4)2WO4溶液，反萃后的有機(jī)相經(jīng)水洗并用硫酸酸化后返回萃取過(guò)程。 雖然叔胺萃取效果比較好，但都限于低濃度范圍。用工業(yè)混合叔

43、胺N235—TBP—煤油體系將較高濃度Na2WO4溶液轉(zhuǎn)化成高濃度(NH4)2WO4溶液的萃取工藝，能耗低且提高了設(shè)備的利用率。年產(chǎn)100t WO3的半工業(yè)實(shí)驗(yàn)表明，強(qiáng)化反萃取過(guò)程的傳質(zhì)和降低酸濃度是克服反萃取過(guò)程中形成APT的有效方法。工藝過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，金屬收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好[4] 。 叔胺萃取的缺點(diǎn)是僅能實(shí)現(xiàn)Na2WO4溶液轉(zhuǎn)型成(NH4)2WO4溶液，萃取過(guò)程不能同時(shí)除去P、As、Si和Mo等雜質(zhì)。同時(shí)鎢酸鈉溶液調(diào)酸和叔胺的酸化都需耗用大量試劑。這將惡化勞動(dòng)環(huán)境并造成萃余液酸性排放的環(huán)保治理費(fèi)用增加。 2 從粗Na2WO4溶液中直接萃鎢制取純(NH4)2WO4溶液 20世紀(jì)60年代

44、美國(guó)就開(kāi)始了用季銨鹽從蘇打高壓浸出的鎢酸鈉溶液中直接萃鎢的研究。80年代俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院，在工業(yè)試驗(yàn)規(guī)模研究成功了直接從鎢酸鈉的蘇打溶液中萃鎢分離磷、砷、硅雜質(zhì)的工藝。其特征為采用碳酸氫鹽型季銨鹽作萃取劑，NH4HCO3為反萃劑，克服了現(xiàn)行酸性介質(zhì)萃取需先用化學(xué)法除雜的缺點(diǎn)。萃余液返回浸出鎢礦，其與酸性萃鎢工藝相比在保持相同萃取率的條件下即節(jié)約了電耗又減少了廢液排放量，在萃取轉(zhuǎn)型時(shí)同時(shí)除雜質(zhì)，磷、砷、硅除去率97％以上。 張啟修[5]等人研究了直接從鎢酸鈉的苛性鈉溶液中萃鎢的方法。該工藝存在兩個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)，即水相閉路循環(huán)和有機(jī)相閉路循環(huán)。浸出液中的堿可回收返回使用。整個(gè)工序既無(wú)酸耗

45、且?guī)缀鯖](méi)有廢液排出；萃取同時(shí)除去了陰離子雜質(zhì)P、As、Si、F等，使其在回收堿的過(guò)程中以沉淀渣的形式排出而與鎢分離。與傳統(tǒng)萃取工藝相比，該工藝廢水排放量小，環(huán)境污染低，同時(shí)縮短了工藝流程，減少了酸堿等試劑的消耗。 此法與傳統(tǒng)方法相比，使工藝流程縮短，成本降低，由于連續(xù)化，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，另外萃取工藝還具回收率高，除雜效果好，產(chǎn)品質(zhì)量易于保障，對(duì)精礦適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。溶劑萃取法的致命弱點(diǎn)在于只能轉(zhuǎn)型，不能雜質(zhì)分離，因此提高了對(duì)凈化作業(yè)的要求，相應(yīng)也提高了對(duì)浸出過(guò)濾溶液貯存、環(huán)境衛(wèi)生方面的要求，萃取階段使用的有機(jī)相價(jià)格,所以萃取工藝生產(chǎn)的投資和加工成本較高。萃取工序有機(jī)相的蒸發(fā),影響工人的身體健

46、康,目前尚無(wú)理想的治理方法。此外 ,生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的硫化氫氣體和氨氣也影響操作環(huán)境,必須回收處理。這些諸多要求增加了一次性投資數(shù)目，加大了技術(shù)上的難度。 3 用萃取法從鎢酸鈉溶液中除鉬[2] 溶劑萃取法分離鎢與鉬主要是利用有機(jī)試劑對(duì)某些鎢化合物和鉬化合物可萃取性的差異來(lái)進(jìn)行一般來(lái)說(shuō)有以下幾種萃取體系。 (1)Mo+6 、W+6／H2 O2/TBP體系：該工藝基于H202能破壞鎢鉬雜多酸離子，使鎢鉬分別生成相應(yīng)的過(guò)氧陰離子。由于鉬的過(guò)氧陰離子穩(wěn)定性比鎢的大得多，故TBP僅選擇性萃取鉬，鎢則主要留在溶液中，鎢鉬分離系數(shù)達(dá)4O，過(guò)程的最佳技術(shù)條件為：加入H2O2摩爾量為鎢、鉬摩爾量的1.5～

47、2.0倍、pH0.5～2.0。一般鉬的萃取率達(dá)96％～98％，可從含鉬0.3％～0.5％的鎢酸中制得含鉬小于 0.005％的APT。 該體系的缺點(diǎn)是H2O2消耗量過(guò)大，同時(shí)鉬的分配比嚴(yán)重地受溶液中堿金屬鹽的濃度的影響，當(dāng)堿金屬鹽的濃度由25g/L增至100g/L。則分配比由2.11降到0.83，為此A．H.節(jié)里克曼等人研究用甲基膦酸烷基酯(DAMP)代替TBP。試驗(yàn)證明，在硫酸鹽體系中，在pH 0～4范圍內(nèi)DAMP萃鉬的分配比為T(mén)BP萃鉬的2～3倍，在硝酸體系中則為3～5倍，此法現(xiàn)已用于工業(yè)生產(chǎn)。 (2)Mo+6、W+6/EDTA／D2EHPA萃取體系：該技術(shù)基于在弱酸性介質(zhì)中(pH＜3

48、)鉬的同多酸根離子及鎢鉬雜多酸根離子發(fā)生部分解聚，鉬部分轉(zhuǎn)化為MoO22+，即溶液中有部分MoO22+平衡存在。而鎢基本上保持為聚合陰離子，因此采用陽(yáng)離子交換萃取劑則可將溶液中已有的MoO22+ 選擇性的萃取到有機(jī)相，從而使溶液中的解聚反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。繼續(xù)產(chǎn)生MoO22+ ，并進(jìn)而被萃取到有機(jī)相，直到完全解聚，鉬基本上被完全萃取為止。一般萃取劑用(二—2—乙基己基磷酸)(D2EHPA或P204)。反應(yīng)過(guò)程速度緩慢。一般認(rèn)為鎢鉬雜多酸中的鉬解聚為MoO22+的步驟為過(guò)程的控制性步驟，為加快此過(guò)程，可加入EDTA作解聚劑。EDTA與鉬的摩爾比為2，在40％TBP—10％仲辛醇—50％煤油體系中，經(jīng)多

49、級(jí)逆流萃取，鉬的萃取率達(dá)96％～98％，而鎢的萃取率小于1％。 (3)Mo+6、W+6／NaHS／季胺鹽體系：基于在弱堿性介質(zhì)中鉬對(duì)S2-的親和力較鎢大．加入一定量的S2-則優(yōu)先形成MoS42-，然后用季胺鹽萃MoS42-。而鎢則留在水相中，采用堿性次氯酸鈉溶液作反萃劑。鉬反萃到溶液中同時(shí)有機(jī)相還原. 一般硫化物加入量為按鉬計(jì)算的理論量200％～500％，在控制pH為8.4～8.6，再用季胺鹽在烷基苯中的溶液作有機(jī)相進(jìn)行萃取，有機(jī)相中季胺鹽的濃度為1％～5％。此時(shí)鎢鉬的分離系數(shù)達(dá)1100～5000，在單級(jí)萃取中，鉬的萃取率達(dá)90％以上。 1.1.3離子交換工藝[6] 離子交換技術(shù)已在鎢

50、冶煉中得到廣泛應(yīng)用。其中在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的是用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂將粗鎢酸鈉溶液凈化除雜并轉(zhuǎn)型成鎢酸銨溶液的鎢離子交換新工藝其工藝過(guò)程包括磨礦、堿分解、交換、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥包裝。除此之外，離子交換法處理純Na2WO4溶液轉(zhuǎn)型制取(NH4)2WO4的工藝在國(guó)外也成功應(yīng)用；而采用離子交換法從鎢酸鹽溶液除鉬的技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用；從各種含鎢的廢液和低濃度溶液中用離子交換法富集提取鎢的工藝也有廣泛的報(bào)道，具有極好的工業(yè)應(yīng)用前景。 1 用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂凈化粗鎢酸鈉溶液并轉(zhuǎn)型 本工藝可同時(shí)完成凈化除砷、磷、硅、錫等雜質(zhì)并將Na2WO4轉(zhuǎn)型成(NH4)2WO4兩項(xiàng)任務(wù)，除雜主要是基于水溶液中各種陰

51、離子對(duì)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的親和力不同，達(dá)到離子的分離，同時(shí)通過(guò)淋洗過(guò)程還可進(jìn)一步除去部分被同時(shí)吸附的雜質(zhì)，達(dá)到凈化提純的目的。 離子交換過(guò)程主要經(jīng)吸附、淋洗、解吸三步驟。工業(yè)上應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂牌號(hào)為201×7型、WA型、D201型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂處理Na2WO4溶液，在吸附階段雜質(zhì)的除去率大致為：As 80～95%；P 95～96%；Si 96～97%；Sn＞95%，整個(gè)過(guò)程的WO3總回收率約為99%。生產(chǎn)1t WO3消耗(NH4)2Cl約650～900kg，液氨80kg，樹(shù)脂1～1.5kg[1]。 離子交換法處理粗鎢酸鈉溶液凈化并轉(zhuǎn)型制取鎢酸銨工藝具有設(shè)備簡(jiǎn)單、流程短、勞動(dòng)條件好、操

52、作穩(wěn)定、投資少、金屬回收率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。較適合我國(guó)目前的工業(yè)隊(duì)伍的實(shí)際水平，一問(wèn)世就深受?chē)?guó)內(nèi)中、小型鎢冶煉廠的歡迎。用陰離子交換樹(shù)脂提鎢雖可分離除硅、磷、砷等雜質(zhì)，但不可分離鉬，適用含鉬量低的黑鎢精礦。對(duì)于含鉬、含錫高的原料生產(chǎn)出來(lái)的APT中鉬、錫含量可能超標(biāo)，(NH4)2Cl中帶來(lái)的鉀和鈉也可能造成APT中的鉀與鈉超標(biāo)。另外交換工藝用水量大，相應(yīng)需要龐大的凈化水的設(shè)備，交后液、廢棄堿液（含砷高）排放量大，處理成為負(fù)擔(dān)。 2 處理鎢酸鈉溶液的其他離子交換法 俄羅斯曾經(jīng)試驗(yàn)采用弱堿性陰離子交換樹(shù)脂AH—80Ⅱ?qū)⒔?jīng)典法凈化后的Na2WO4溶液轉(zhuǎn)型成(NH4)2WO4，本工藝處

53、于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用。 加拿大能源采礦資源部用銨型Dowex50×8陽(yáng)離子樹(shù)脂處理Na2WO4溶液，使溶液中的Na+與熟知上NH4+進(jìn)行交換，得到(NH4)2WO4溶液。交換過(guò)程僅有轉(zhuǎn)型作用，而不能除去陰離子雜質(zhì)。 以上三種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。在現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外鎢冶金工業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的經(jīng)典工藝至今仍是世界上，尤其是亞州國(guó)家使用最多的一種方法。在工藝上有一定改進(jìn)，如在浸出時(shí)添加抑制劑，抑制雜質(zhì)的浸出，從而有可能取消后續(xù)鎂鹽凈化作業(yè)，與傳統(tǒng)相比，縮短了流程，成本較低，鎢的溶劑萃取法在國(guó)外較為普通，技術(shù)日臻完善。我國(guó)鎢冶金工業(yè)起步晚，且國(guó)內(nèi)鎢礦一般砷含量高，若采用萃取工藝，除磷砷作業(yè)產(chǎn)生的渣含

54、鎢量較高，對(duì)回收率影響很大，再加上技術(shù)上的難度，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)廠家采用萃取工藝。離子交換工藝在國(guó)外雖早有報(bào)道，但至今還沒(méi)有國(guó)外廠家將其作為生產(chǎn)的工藝，而是作為回收冶煉廢液中鎢的輔助工藝。在國(guó)內(nèi)，由于離子交換工藝投資少，操作穩(wěn)定，適合我國(guó)國(guó)情，所以很受鎢冶煉廠的歡迎。目前約有30家冶煉廠采用此工藝。 世界鎢資源是有限的，隨著開(kāi)采量的不斷增大，鎢的綜合回收已成為一項(xiàng)不容忽視的任務(wù)。在鎢的提取工藝中，經(jīng)典工藝回收率低，將慢慢減少，而萃取工藝、交換工藝金屬回收率都是90%以上，具有很廣的發(fā)展前景。 綜上所述 ,目前我國(guó)鎢冶煉生產(chǎn)中主要采用的三種工藝技術(shù)各有其特點(diǎn)和待改進(jìn)之處。其中 ,酸法工藝流程短、

55、成本低、渣量少、高純度產(chǎn)品的合格率高 ,但實(shí)收率低、副流程長(zhǎng)、腐蝕性大、工作環(huán)境差、環(huán)境污染嚴(yán)重、礦源適應(yīng)性差;溶劑萃取工藝實(shí)收率高、對(duì)礦源適應(yīng)性較強(qiáng) ,但成本相對(duì)較高、產(chǎn)渣量大、工作環(huán)境較差、環(huán)境污染較嚴(yán)重;離子交換流程最短、回收率高、除雜效果好、腐蝕性小、操作簡(jiǎn)便、易于機(jī)械自動(dòng)化、投資和加工成本較少、工作環(huán)境好、環(huán)境污染小、對(duì)礦源適應(yīng)性較強(qiáng) ,但耗水量和排水量大、產(chǎn)渣量大。 隨著我國(guó)加入 WTO,對(duì)生產(chǎn)各方面的要求特別是對(duì)環(huán)保指標(biāo)的要求進(jìn)一步提高 ,改善鎢冶煉技術(shù)勢(shì)在必行。在此趨勢(shì)下 ,出現(xiàn)了鎢濕法冶金清潔生產(chǎn)工藝和膜技術(shù)工藝。 鎢濕法冶金清潔生產(chǎn)工藝有膜電解[7]和從堿性介質(zhì)中直接萃

56、取鎢[8]兩種類(lèi)型。在直接萃取方法中,前蘇聯(lián)的科學(xué)家已開(kāi)發(fā)出適用于蘇打高壓浸出白鎢礦的生產(chǎn)工藝;中南大學(xué)張啟修教授針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行生產(chǎn)中多采用苛性鈉浸出鎢礦的特點(diǎn)，也已成功開(kāi)發(fā)出用季銨鹽直接從鎢礦苛性鈉浸出液中萃取鎢的新工藝。后者采用堿性萃取,降低了酸堿消耗和廢水排出量;減少了除雜工序,縮短了工藝流程,提高了金屬收率。膜技術(shù)在開(kāi)發(fā)無(wú)污染冶煉工藝方面有其特殊的優(yōu)勢(shì),俄羅斯與南非、匈牙利率先在這一領(lǐng)域進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性工作[7]。如南非利用膜電解工藝由白鎢礦蘇打浸出液直接制取鎢酸,匈牙利利用膜電解制取供萃取用的偏鎢酸鈉料液,俄羅斯則利用膜電解法回收萃余液,以避免雜質(zhì)積累。我國(guó)的膜技術(shù)開(kāi)展較晚,但已在實(shí)驗(yàn)室規(guī)

57、模取得突破性進(jìn)展。 自 20 世紀(jì) 80 年代后期以來(lái),隨著鎢精礦的大量開(kāi)采,我國(guó)的鎢資源儲(chǔ)量及儲(chǔ)存形式發(fā)生了很大變化。據(jù) 2000 年《中國(guó)國(guó)土資源年鑒》資料統(tǒng)計(jì),截至 1999 年底我國(guó)的鎢礦保有儲(chǔ)量為528.19萬(wàn)t,其中黑鎢礦僅為142.54萬(wàn)t,其余均為難于采選、品位較低的白鎢礦和混合礦,且不同礦區(qū)礦源特點(diǎn)又有所不同[9]。所以急需開(kāi)發(fā)和采用能適用于各種礦源的鎢濕法冶煉新工藝。 針對(duì)傳統(tǒng)堿壓煮法處理白鎢精礦效果雖不錯(cuò),但對(duì)于中、低品位礦和黑白鎢混合礦的處理效果不是太理想的問(wèn)題,李洪桂教授研究成功了熱球磨堿分解鎢礦物原料的工藝[10]。此工藝使物料在熱球磨反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)械活化,從而

58、滿足氫氧化鈉分解白鎢礦的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件,將礦石的破碎、礦物的機(jī)械活化及浸出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)有機(jī)地取代了原壓煮工序。經(jīng)工業(yè)實(shí)踐證明,此法幾乎適用于各種鎢礦原料,且具有流程短、能耗少、設(shè)備材料易解決、回收率高等特點(diǎn)。 1.2生產(chǎn)工藝流程圖及流程簡(jiǎn)述 1.2.1工藝流程圖 H2O 液堿 反應(yīng)鍋 揚(yáng)液器 球磨 選礦 選礦 鎢礦 鎢精礦 H2O `板框壓濾機(jī) 過(guò)濾泵 稀釋槽

59、 洗水槽 濃料貯槽 廢渣 配料液槽 二次板框壓濾機(jī) 料液中間槽 塑料工程泵 精細(xì)過(guò)濾 料液循環(huán)槽 （接上頁(yè)） 高位槽 交換柱 淋洗劑

60、純水 交后液 洗鎢液 一段液 二段液 三段液 （處理 ） （處理） 補(bǔ)充N(xiāo)H4Cl NH4OH 返回交換 二段液貯槽 結(jié)晶槽 真空吸濾器 揚(yáng)液器 濕仲鎢酸銨 圓錐真空干燥機(jī) 母液 沉淀白鎢 包 裝 NaOH CaCl2

61、 APT產(chǎn)品 CaWO4 圖1-2 APT生產(chǎn)工藝流程圖 1.2.2流程簡(jiǎn)述 1 磨礦工序 黑鎢精礦從料倉(cāng)加入振動(dòng)球磨機(jī)，同時(shí)自來(lái)水也以一定的流量加入，以保持適當(dāng)?shù)囊汗瘫?，產(chǎn)出的礦漿由礦漿槽流入揚(yáng)液器。 2 堿分解工序 將礦漿、液堿以一定的比例加入堿分解槽，并添加硝石，在一定溫度下，分解一定時(shí)間，然后過(guò)濾，濃料液進(jìn)入混合澄清，下濁液返回過(guò)濾，上清液與稀料液由泵打入配料液槽，調(diào)整濃度到適當(dāng)程度，經(jīng)微孔過(guò)濾器進(jìn)入下道工序。 3 離子交換工序 鎢酸鈉溶液以一定

62、流量進(jìn)入交換柱，到達(dá)穿漏點(diǎn)時(shí)用純水洗去柱中的殘留溶液。交后液、洗鎢液經(jīng)處理后排放。然后用淋洗劑以一定流量淋洗鎢，所得一段液返回交換，二段液送去蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)仲鎢酸銨，三段液補(bǔ)充N(xiāo)H4Cl、NH4OH作為淋洗劑，淋洗結(jié)束后，用水洗去柱中殘留的溶液，并將樹(shù)脂用水反沖后供下一步循環(huán)使用。 4 蒸發(fā)結(jié)晶工序 將二段液加入蒸發(fā)結(jié)晶槽，在一定的溫度和壓力下，蒸發(fā)掉部分水和氨，同時(shí)溶液由于過(guò)飽和而析出仲鎢酸銨晶體，經(jīng)真空過(guò)濾器過(guò)濾后，濕APT送干燥工序，結(jié)晶母液生產(chǎn)白鎢或二次結(jié)晶。 5 干燥包裝工序 濕APT經(jīng)圓錐真空干燥機(jī)烘干水分，再經(jīng)振動(dòng)篩得到粒度分布比較均勻的APT產(chǎn)品，秤重裝桶。 1

63、.3全流程金屬回收率 1.3.1各工序的直收率 1、磨礦工序：99.5% 2、堿分解工序：98% 3、離子交換工序：99% 4、蒸發(fā)結(jié)晶工序：92% 5、干燥包裝工序：99.5% 1.3.2全流程的直收率 對(duì)于APT生產(chǎn)全流程的直收率為： 99.5%×98.0%×99.0%×92.0%×99.5% ＝ 88.4% 若加上輔助流程沉白鎢（直收率為98%），則全流程回收率為： 88.4%＋98%×7.72＝95.97% 1.3.3全流程的回收率 采用老方法處理結(jié)晶母液須經(jīng)沉白鎢、酸分解、

64、氨溶三個(gè)工序，其金屬直收率分別為98%、98%、99%，則全流程回收率為： 88.4%＋7.72×98%×98%×99%＝95.74% 為了提高回收率，應(yīng)保證以下三個(gè)方面： a、采用先進(jìn)工藝。先進(jìn)工藝一般具有工藝流程短、金屬損失少、金屬直收率高等特點(diǎn)，另外由于NH4Cl存在起鹽析作用，在蒸發(fā)程度不大的情況下，可以保證高的結(jié)晶率。 B、采用先進(jìn)的設(shè)備。如在堿分解工序中，采用高溫高壓失敗溶出，采用電加熱，可以提高直收率。 C、科學(xué)管理，嚴(yán)格禁止滴、漏、跑、冒現(xiàn)象發(fā)生。 1.4產(chǎn)品種類(lèi)及質(zhì)量要求 1.4.1 APT的物理性能 松裝比重1.6～2.1g/cm3，費(fèi)氏粒度34～45

65、μm，APT結(jié)晶呈白色，顏色均勻一致，產(chǎn)品中無(wú)肉眼可見(jiàn)的機(jī)械夾雜物，APT通過(guò)60目篩網(wǎng)。 1.4.2化學(xué)成分 要求符合GB10116-88見(jiàn)下表1-1 表1-1 對(duì)APT的化學(xué)成分的要求（GB10116-88） 牌號(hào) APT-0 APT-1 APT-2 化 學(xué) 成 分 /% WO3含量不小于 88.5 88.5 88.5 雜質(zhì)含量 （以WO3 為基準(zhǔn)） 不大于 Al 0.005 0.001 0.001 As 0.

66、001 0.001 0.002 Bi 0.0001 0.0001 0.0002 Ca 0.001 0.001 0.002 Co 0.001 0.001 0.001 Cr 0.001 0.001 0.001 Cu 0.0003 0.0005 0.001 Fe 0.001 0.001 0.002 K 0.001 0.0015 0.002 Mn 0.001 0.001 0.001 Mg 0.0007 0.001 0.002 Mo 0.002 0.005 0.01 Na 0.001 0.0015 0.002 Ni 0.0007 0.001 0.001 P 0.0007 0.001 0.001 Pb 0.0001 0.0001 0.0002 S 0.0007 0.001 0.001 Sb 0.0008 0.001 0.002 Si 0.001 0.001 0.003 Sn 0.0001 0.0003 0.0005 Ti 0.001 0.001