钨冶金毕业设计

1、.PAGE ：.；PAGE V目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc199342204 目 录 PAGEREF _Toc199342204 h I HYPERLINK l _Toc199342205 摘 要 PAGEREF _Toc199342205 h V HYPERLINK l _Toc199342206 第一章 文献综述 PAGEREF _Toc199342206 h 1 HYPERLINK l _Toc199342207 1.1钨冶金概略 PAGEREF _Toc199342207 h 1 HYPERLINK l _Toc199342208 1.2 我

2、国钨矿产资源构造 PAGEREF _Toc199342208 h 1 HYPERLINK l _Toc199342209 1.3 我国钨产业现状、开展前景、存在问题及对策 PAGEREF _Toc199342209 h 2 HYPERLINK l _Toc199342210 1.4 国内钨冶炼技术的进展 PAGEREF _Toc199342210 h 4 HYPERLINK l _Toc199342211 1.4.1矿石分解技术的开展 PAGEREF _Toc199342211 h 5 HYPERLINK l _Toc199342212 1.4.2净化除杂工艺的开展 PAGEREF _Toc1

3、99342212 h 5 HYPERLINK l _Toc199342213 1.4.3 APT结晶，母液处置及废弃物处置的开展 PAGEREF _Toc199342213 h 6 HYPERLINK l _Toc199342214 1.5 设计仲钨酸铵消费车间的意义 PAGEREF _Toc199342214 h 6 HYPERLINK l _Toc199342215 第二章 工艺流程的选择与论证 PAGEREF _Toc199342215 h 8 HYPERLINK l _Toc199342216 2.1 工艺流程的选择与论证 PAGEREF _Toc199342216 h 8 HYPER

4、LINK l _Toc199342217 2.1.1 钨矿物原料分解工艺的选择与论证 PAGEREF _Toc199342217 h 8 HYPERLINK l _Toc199342218 2.1.2净化粗钨酸钠溶液以消费仲钨酸铵工艺的选择与论证 PAGEREF _Toc199342218 h 17 HYPERLINK l _Toc199342219 2.1.3 除钼工艺的选择与论证 PAGEREF _Toc199342219 h 20 HYPERLINK l _Toc199342220 2.1.4仲钨酸铵溶液结晶工艺选择与论证 PAGEREF _Toc199342220 h 21 HYPER

5、LINK l _Toc199342221 2.1.5仲钨酸铵结晶母液回收工艺选择与论证 PAGEREF _Toc199342221 h 22 HYPERLINK l _Toc199342222 2.2 总流程的选定 PAGEREF _Toc199342222 h 24 HYPERLINK l _Toc199342223 2.2.1磨矿工序 PAGEREF _Toc199342223 h 24 HYPERLINK l _Toc199342224 2.2.2苏打压煮浸出工序 PAGEREF _Toc199342224 h 24 HYPERLINK l _Toc199342225 2.2.3压滤、洗

6、涤工序 PAGEREF _Toc199342225 h 26 HYPERLINK l _Toc199342226 2.2.4稀释、交前液配制 PAGEREF _Toc199342226 h 26 HYPERLINK l _Toc199342227 2.2.5离子交换工序 PAGEREF _Toc199342227 h 26 HYPERLINK l _Toc199342228 2.2.6钨钼分别 PAGEREF _Toc199342228 h 27 HYPERLINK l _Toc199342229 2.2.7压滤、洗涤 PAGEREF _Toc199342229 h 27 HYPERLINK

7、l _Toc199342230 2.2.8蒸发结晶 PAGEREF _Toc199342230 h 28 HYPERLINK l _Toc199342231 2.2.9枯燥、过筛、包装 PAGEREF _Toc199342231 h 28 HYPERLINK l _Toc199342232 2.2.10结晶母液回收 PAGEREF _Toc199342232 h 28 HYPERLINK l _Toc199342233 2.3厂址选择 PAGEREF _Toc199342233 h 29 HYPERLINK l _Toc199342234 第三章 冶金计算 PAGEREF _Toc199342

8、234 h 31 HYPERLINK l _Toc199342235 3.1 有价金属衡算 PAGEREF _Toc199342235 h 31 HYPERLINK l _Toc199342236 3.1.1 工序表示图如图3-1 PAGEREF _Toc199342236 h 32 HYPERLINK l _Toc199342237 3.1.2 各工序目的 PAGEREF _Toc199342237 h 32 HYPERLINK l _Toc199342238 3.1.3 有价金属衡算 PAGEREF _Toc199342238 h 33 HYPERLINK l _Toc199342239

9、3.1.4 有价金属平衡预算 PAGEREF _Toc199342239 h 35 HYPERLINK l _Toc199342240 3.2 物料衡算 PAGEREF _Toc199342240 h 36 HYPERLINK l _Toc199342241 3.2.1 工序：磨矿 PAGEREF _Toc199342241 h 36 HYPERLINK l _Toc199342242 3.2.2 工序：浸出、过滤 PAGEREF _Toc199342242 h 37 HYPERLINK l _Toc199342243 3.2.3 工序：稀释 PAGEREF _Toc199342243 h 3

10、8 HYPERLINK l _Toc199342244 3.2.4 工序：离子交换 PAGEREF _Toc199342244 h 39 HYPERLINK l _Toc199342245 3.2.5 工序：除钼工序 PAGEREF _Toc199342245 h 42 HYPERLINK l _Toc199342246 3.2.6 工序：蒸发结晶 PAGEREF _Toc199342246 h 43 HYPERLINK l _Toc199342247 3.2.7 工序：母液回收 PAGEREF _Toc199342247 h 45 HYPERLINK l _Toc199342248 3.2.

11、8 工序：枯燥、过筛、包装 PAGEREF _Toc199342248 h 45 HYPERLINK l _Toc199342249 3.3 产品验收 PAGEREF _Toc199342249 h 46 HYPERLINK l _Toc199342250 第四章 设备选择与计算 PAGEREF _Toc199342250 h 47 HYPERLINK l _Toc199342251 4.1 主体设备的设计与计算 PAGEREF _Toc199342251 h 47 HYPERLINK l _Toc199342252 4.1.1 离子交换柱构造 PAGEREF _Toc199342252 h

12、47 HYPERLINK l _Toc199342253 4.1.2 离子交换柱尺寸确实定 PAGEREF _Toc199342253 h 47 HYPERLINK l _Toc199342254 4.1.3 柱体厚度 PAGEREF _Toc199342254 h 49 HYPERLINK l _Toc199342255 4.1.4 分布花板与水帽数确实定 PAGEREF _Toc199342255 h 49 HYPERLINK l _Toc199342256 4.1.5 窥视孔位置尺寸确实定 PAGEREF _Toc199342256 h 50 HYPERLINK l _Toc199342

13、257 4.1.6 封头设计 PAGEREF _Toc199342257 h 50 HYPERLINK l _Toc199342258 4.1.7 交换柱底座 PAGEREF _Toc199342258 h 51 HYPERLINK l _Toc199342259 4.1.8 零部件 PAGEREF _Toc199342259 h 51 HYPERLINK l _Toc199342260 4.1.9 设备简图 PAGEREF _Toc199342260 h 52 HYPERLINK l _Toc199342261 4.1.10 设备材质的选择及防腐 PAGEREF _Toc199342261

14、h 52 HYPERLINK l _Toc199342262 4.2 辅助设备的选择 PAGEREF _Toc199342262 h 52 HYPERLINK l _Toc199342263 4.2.1 磨矿工序设备选择 PAGEREF _Toc199342263 h 52 HYPERLINK l _Toc199342264 4.2.2 浸出、过滤工序设备选择 PAGEREF _Toc199342264 h 53 HYPERLINK l _Toc199342265 4.2.3 稀释工序设备选择 PAGEREF _Toc199342265 h 55 HYPERLINK l _Toc1993422

15、66 4.2.4 除钼工序设备选择 PAGEREF _Toc199342266 h 57 HYPERLINK l _Toc199342267 4.2.5 蒸发结晶工序设备选择 PAGEREF _Toc199342267 h 58 HYPERLINK l _Toc199342268 4.2.6 枯燥、过筛、包装工序设备选择 PAGEREF _Toc199342268 h 58 HYPERLINK l _Toc199342269 4.2.7 废水处置设备选择 PAGEREF _Toc199342269 h 59 HYPERLINK l _Toc199342270 第五章 车间配置 PAGEREF

16、_Toc199342270 h 62 HYPERLINK l _Toc199342271 第六章 环境维护和三废处置 PAGEREF _Toc199342271 h 64 HYPERLINK l _Toc199342272 6.1 概述 PAGEREF _Toc199342272 h 64 HYPERLINK l _Toc199342273 6.2 本设计三废来源 PAGEREF _Toc199342273 h 64 HYPERLINK l _Toc199342274 6.3 三废的危害 PAGEREF _Toc199342274 h 65 HYPERLINK l _Toc199342275

17、6.4 三废治理方法 PAGEREF _Toc199342275 h 65 HYPERLINK l _Toc199342276 6.4.1 废水回收与综合利用 PAGEREF _Toc199342276 h 65 HYPERLINK l _Toc199342277 6.4.2 废渣回收与综合利用 PAGEREF _Toc199342277 h 66 HYPERLINK l _Toc199342278 6.4.3 废气回收与综合利用 PAGEREF _Toc199342278 h 67 HYPERLINK l _Toc199342279 6.5 本设计三废的回收及经济效益 PAGEREF _To

18、c199342279 h 67 HYPERLINK l _Toc199342280 第七章 劳动定员 PAGEREF _Toc199342280 h 68 HYPERLINK l _Toc199342281 7.1 劳动定员原那么 PAGEREF _Toc199342281 h 68 HYPERLINK l _Toc199342282 7.2 劳动定员的方法 PAGEREF _Toc199342282 h 68 HYPERLINK l _Toc199342283 7.3 劳动定员 PAGEREF _Toc199342283 h 69 HYPERLINK l _Toc199342284 第八章

19、技术经济分析 PAGEREF _Toc199342284 h 71 HYPERLINK l _Toc199342285 8.1 投资估算 PAGEREF _Toc199342285 h 71 HYPERLINK l _Toc199342286 8.1.1 设备投资估算 PAGEREF _Toc199342286 h 71 HYPERLINK l _Toc199342287 8.2本钱估算 PAGEREF _Toc199342287 h 73 HYPERLINK l _Toc199342288 8.2.1 原辅资料费 PAGEREF _Toc199342288 h 73 HYPERLINK l

20、_Toc199342289 8.2.2 水、电、煤的消耗费用 PAGEREF _Toc199342289 h 74 HYPERLINK l _Toc199342290 8.2.3 消费工人的工资及附加费 PAGEREF _Toc199342290 h 74 HYPERLINK l _Toc199342291 8.2.4 车间经费 PAGEREF _Toc199342291 h 74 HYPERLINK l _Toc199342292 8.2.5 企业管理费 PAGEREF _Toc199342292 h 75 HYPERLINK l _Toc199342293 8.2.6 销售费用 PAGER

21、EF _Toc199342293 h 75 HYPERLINK l _Toc199342294 8.2.7 车间本钱分布 PAGEREF _Toc199342294 h 75 HYPERLINK l _Toc199342295 8.3 经济分析 PAGEREF _Toc199342295 h 76 HYPERLINK l _Toc199342296 参考文献 PAGEREF _Toc199342296 h 77 HYPERLINK l _Toc199342297 终了语 PAGEREF _Toc199342297 h 79 HYPERLINK l _Toc199342298 翻译 PAGERE

22、F _Toc199342298 h 80摘 要本文是以白钨精矿为主的混合钨精矿为原料年产1000吨APT(仲钨酸铵)消费车间的设计阐明书。按照普通有色冶金消费车间设计的步骤，文章首先引见了APT消费的的现状，钨矿产资源构造，开展前景，存在问题和国内钨冶炼技术的进展；结合原料特征，经过对APT整个工艺过程消费方法的比较，选择了苏打压煮法分解白钨精矿离子交换法除杂和转型选择沉淀法分别钨钼延续蒸发结晶消费APT；经过对各消费工序金属平衡、物料平衡计算和设备选型，确定了各工序所需原料的量和设备的型号、规格和数目；并进展了合理的车间配置；经过分析消费过程中工业三废的产生和危害，提出了三废处置的方案；根据

23、消费过程需求，对车间进展了劳动定员；进而对整个工艺过程进展了技术经济分析，计算结果阐明本设计所采用工艺流程技术上可行，经济上合理。本工厂总投资706.69万元，年利润738.34万元，投资回收期约1年。关键词 白钨精矿； 苏打压煮 ； 离子交换； APT ；设计AbstractThe specification is a workshop of 1000t/y Ammonium paratungstate(APT) produced with scheelite concentrates and wolframite concentrates. Following the general de

24、sign steps of nonferrous metallurgy workshop，the present situation of the APT production，the resource structure of tungsten ore ，development prospects，existing problems and the technology progressing of wolfram smelting in the homeland was first presented. According to the characteristics of the raw

25、 material ，technological process of sodium carbonate leaching at high pressureion exchangeselectively precipitation to separate Moevaporation and crystallization process was selected as the process of APT production. The quantity of various materials in every process were fixed up and the correspond

26、ing equipments were designed or selected(include the type， size and number) originated from the result of calculating of the balance of metal and matter. The workshop is reasonably designed. The strategy of dealing with the industrial waste was proposed following the analysis of the source and the h

27、arm of the waste. The work force was arranged according to the requirement of producing process. At last， the economic target was analyzed. All these results shows that the process of this design is reasonable and economical. The factories need to invest 7.07 million yuan in all， and 7.38 million yu

28、an in profits， investment payback period of about 1 years.Keywords: Scheelite concentrates；sodium carbonate leaching at high pressure；ion exchange；ammonium paratungstate；design.PAGE 104第一章 文献综述1.1钨冶金概略钨是重要的工业原料，在冶金机械、石油化工、航空航天和国防工程等诸多领域中有着极其重要的用途，被称为战略金属之一。钨是1781年由瑞典化学家舍勒C.W.Scheele在酸分解重石矿现称白钨矿时发现的。

29、从1907年在我国西华山发现钨矿以来，中国钨业已走过了100年的光辉历程，其中钨业的一个重要组成部分钨冶金也有了近半个世纪的历史。1958年4月前苏联援建的主张株洲601厂的正式投产，标志着我国钨冶金工业的正式诞生。近半个世纪以来，钨冶金技术的开展大致可分为两个时期，第一时期大体上是从1958年到1981年西华山会议，这段时间主要是学习，消化，吸收前苏联的已有技术，并在消费上予以稳定和扩展；第二个时期为1981年西华山会议后到如今，西华山会议上，我国指点人发出了“振兴钨业的号召，同时国家在资金和政策上予以大量支持，因此全国钨业任务者发奋图强，在工艺流程改革，新技术的开发等方面都获得了长足的提高

30、，使我国钨冶金技术的总体程度已处世界先进程度，许多技术已居世界领先位置。产品除满足国内需求外，还向国外出口，每年出口创汇3 000多万美圆(包括仲钨酸铵、蓝钨、碳化钨和硬质合金)，除出口到第三世界外，还出口到美国、欧盟国家和日本等消费先进国家。进入二十一世纪，钨冶炼更是蓬勃开展，我国钨工业已进入资源整合、战略重组与优化构造、产业晋级阶段。钨品的消费已由初级向深加工迈步，迎合我国可继续开展战略，我国钨冶炼向清洁冶金，绿色冶金方向提高。1.2 我国钨矿产资源构造我国是一个钨业大国，钨矿储量、钨精矿产量及钨产品出口量均位居世界第一，钨素有“中华瑰宝之称。对于世界钨资源的分布情况,由于统计的渠道不同和

31、时间的差别而略有出入。国土资源部公布的2002年末我国钨(WO3)储量144.9万t，根底储量292.5万t，资源量为286.2万t，资源储量为578.6万t。钨的资源储量分布于21个省市自治区，湖南、江西、河南三省的资源储量占全国的64.8%，湖南、江西、河南、广东、福建五省的根底储量占了全国的89.6，而湖南、江西两个省份占了全国的66.5%。568.6万t钨资源储量中，黑钨为142.5万t，占24.6%；白钨为413.2万t，占71.4%；混合矿为22.9万t，占4%。根底储量中，白钨为205.8万t，黑钨为84.9万t，分别占70.4和29%1。我国白钨矿具有资源集中，伴生和共生矿多，

32、单一矿少，档次低，选冶困难的特点。过去我国钨工业开发的矿产资源主要是黑钨矿，占全国钨精矿产量的90%以上2。这使得我国黑钨储量根本耗尽或所剩不多，资源优势即将消逝。同时我国黑钨资源分布地域找矿和开发潜力有限，而白钨资源分布广，找矿和开发潜力大，因此从传统大规模开发黑钨资源向大规模开发白钨资源转移是我国钨业资源开发的必然趋势。近年来选冶技术的提高，为大规模开发利用白钨资源发明了有利条件。从2002年末公布的音讯，分析我国钨资源，可以看出我国578.6万t资源储量中，较好地利用的根底储量为万t，按目前年耗费储量10万t计算，静态效力年限只需14年。近几年，由于一些矿山企业在本矿区内进展二次找矿，添

33、加储量延伸了矿山寿命；一些低档次的钨矿山由于钨精矿价钱的上升，重新开采成为能够；白钨资源选冶技术的突破，是过去难以利用的白钨资源成为有用；甘肃、新疆、吉林等地发现了新的钨矿床，我国钨资源潜力有所提高。截至2005年底我国保有钨WO3储量132.35万t，储量根底260.46万t，资源量308.81万t，资源储量569.27万t，2002年和2005年我国钨资源量如表1-1。表1-1为2002年和2005年我国钨资源量，单位：万t。年份钨储量WO3根底储量资源量资源储量2002144.9292.5286.2578.62005132.35260.46308.81569.27我国储量105万t金属量

34、，下同占世界储量214万t的49%,储量根底207万t占世界储量根底406万t的51% 3 。我国钨储量虽仍位居世界首位，但必需注重资源的合理开发，实行严厉的总量控制，实施有方案的开采，提高资源的采选综合回收率；注重资源的综合利用，合理运用和循环利用；每年钨储量WO3耗费量能控制在6万t以下，我国钨储量静态效力年限可保证在20年左右。当然，无论如何，我国钨资源情势都不容乐观。1.3 我国钨产业现状、开展前景、存在问题及对策产业现状：经过50余年的消费建立，我国钨工业的开展整体上曾经到达较高程度。目前已构成从地质勘察，采矿选矿到冶炼加工和经贸，设计，科研，教育等完好的工业体系，可消费数千个产品种

35、类，根本满足国民经济的需求，部分工艺技术和产品已接近或到达国际先进程度。到2005年底钨工业统计内企业500余家，总资产约250亿元，从业人员近10万人。现有的年实践消费力为：采矿1300万吨，选矿1400万吨，APT仲钨酸铵13万吨，钨粉5.4万吨，硬质合金2.8万吨，钨铁3.6万吨，钨丝296亿米。2005年主要产品产量：钨精矿73403吨，APT51800吨，钨粉20600吨，硬质合金15100吨，钨铁11100吨，钨丝290亿米。出口创汇8亿美圆，实践销售收入260亿元，利税60.8亿元，利润42.7亿元3。2006年上半年新建钨冶炼企业陆续投产和达产，钨冶炼产品产量继续提高。据16家

36、钨冶炼企业统计，仲钨酸铵产量同比上升52%4，上半年全国钨制品产量坚持了快速增长势头。价钱方面：国际国内钨价阅历了上涨和下跌的过程，但动摇幅度较小。2007年钨市场依然活泼，但价钱低于2006年。据统计，2007年欧洲和美国市场APT平均价钱分别为246.09254.99美圆/吨度，较2006年分别下跌了4.27%和1.53%。2007年国内钨精矿平均价钱为96608元/吨，而2006年为105875元/吨，同比下跌了8.75%5 。在中国，经济蓬勃开展带动了钨的需求，兴隆国家需求虽然放缓，但也是增长的。这就是2007年钨市场虽然低迷，但价钱依然处于高点的缘由。这阐明APT的消费，利润还是很大

37、的。进入“十一五，国家各有关部门和各级人民政府仔细学习，宣扬贯彻国物院国发200528号文，又相继制定了一序列详细的钨行业管理政策法规和措施。国家紧锣密鼓地出台的多项关于钨的政策：行业准入规范，出口退税取消，添加关税和制止加工贸易等，这是中国政府加强外汇管理和维护钨资源的剧烈信号，目的是加快产业优化晋级，促进我过钨业又好又快的开展6。我国钨冶炼业存在着以下一些问题7 ：1.开采量依然过大，资源总体利用程度低。目前世界所耗费的钨资源80%都是中国，而我国钨储量占世界的比例为50%左右。目前我国钨的采选总回收率总回收率依然较低，据调查，全国钨矿采选综合回收率只需50%左右，部分中小钨矿企业采选总回

38、收率只需30%左右，呵斥钨矿资源的极大浪费。2.环保方式依然严峻，社会代价沉痛。一些矿山企业不注重环境维护，呵斥生态破坏，土流失相当严重。依然有一些矿山企业无任何环保设备，废石，废水，尾沙随意排放，据不完全统计这些钨矿企业每年直接排入河沟的固体废弃物达百万立方米以上。某些钨冶炼企业对环境的污染也教为严重。3.初级产品的低程度反复建立还在继续，粗放型的增长方式有待转变。APT，钨粉，低档次硬质合金的消费才干严重过剩，从进期投资建立的工程中来看，这些产品的投资工程还在添加，消费才干还在扩展。冶炼加工企业由于产品技术含量的提到还较慢，其产品价钱不能随原料价钱同步增长。4.产业集中度整体偏低，行业整体

39、竞争力还不够强。我国钨企业规模小，数量多，.消费集中度不高。比如，据悉应质合金企业大大小小已有600多家，而规模上百吨的缺乏30家。另外研发投入少，行业整体竞争力不强 除少数企业和科研院校外，我国钨业从总体来看研讨开发投入较少，技术创新才干差。至今为止，我国还短少用于高程度人才和资金密集型钨的专业研发机构，导致研发才干薄弱，很难产生有自主知识产权的原创性成果，我国大多数钨企业的中心竞争力是不强的，行业整体竞争力差。缓和钨的供需矛盾，绝对不能用添加钨精矿产量的方法。为了我国钨工业的可继续开展，再也不能靠大量耗费我国珍贵的钨资源为代价，满足不断增长的对钨的需求，我国钨工业开展的战略原那么是：控制总

40、量、节约资源、调整构造、技术创新、产业晋级、继续开展。针对这种情况应采取如下详细措施：1.提高选冶才干，综合处置多金属混合矿、复杂矿和白钨矿，注重金属综合回收利用。现行钨冶金的流程还比较冗长，为了提高效率，降低本钱，有必要探求新的、简短的工艺。2.加强高附加值钨冶金产品消费技术的开发及其产业化，提高技术实力，并争取早日终了作为国外原料基地的情况，提高经济效益。3.大力开展循环经济提高资源利用率，大力提倡资源二次利用和循环利用。高度注重科技创新和产业晋级，加强企业和科研院所、高校的协作，集中人力、物力攻克科技难关，提高自主创新才干，缩短与国际上的竞争才干。4.加强钨二次金属的回收包括各种含钨废渣

41、、烟尘的回收，回收二次金属涉及到可继续开展的两个问题资源和环境问题，它几有利于延伸矿物资源的运用年限，有有利于减少废弃物，维护环境，一举两得。1.4 国内钨冶炼技术的进展近些年，“压煮萃取延续蒸发结晶和“压煮离子交换结晶钨冶炼工艺程度得到很大开展。而且结合我国的资源特点，发明性地开辟了有中国自主产权的钨冶炼工艺，如：机械活化热球磨NaOH分解钨精矿，含钼钨酸硫化分别钨钼和膜分别等一序列钨冶炼分别新工艺。针对白钨矿，开发了白钨矿碱压煮加添加剂分解离子交换选择性沉淀除钼结晶消费APT工艺和白钨矿氟化盐压煮分解净化除杂溶剂萃取结晶消费APT工艺。这些改良和独创的钨冶炼工艺，促使各种低档次矿，高杂质在

42、中国冶炼胜利；白钨矿冶炼工艺开发胜利，促使我过钨冶炼原料实现从黑钨到白钨的转变，为我国钨业可继续开展提供了原料保证。同时，钨冶炼过程中的一些环保工艺也不断被开发利用，如开发了含氨废气回收氨，膜电解回收钨酸钠溶液中游离碱等新工艺8。90年代中期以来，我国钨冶炼技术已获得突破性进展，反响在减少消费本钱，缩短工艺流程，提高产质量量，维护环境，操作简单化等方面。1.4.1矿石分解技术的开展白钨精矿的酸分解开展成密闭酸分解，既节约了盐酸的用量，降低了本钱，又减少了酸分解过程废气对环境的污染。高钙钨矿物的碱压煮分解新方法与常压碱煮工艺9-10，分解过程都在普通压煮釜中进展，在较高碱浓度等条件下能实现钨矿物

43、的完全分解，高钙钨矿物的碱热球磨分解方法对钨资源的顺应性极强11，但该工艺存在热球磨操作不便，设备难以大型化等缺陷，在一定程度上限制了该工艺方法的大规模工业运用。白钨精矿的氟化盐压煮分解的新工艺12，那么具有试剂用量低、溶液杂质含量低与容易工业运用等优点。这两类钨矿物分解的新工艺新方法是我国钨冶炼领域在钨精矿分解方面的新进展，能顺应于大规模的工业运用。目前，钨资源日益复杂化，钨冶炼企业不得不降低对原料的要求，采取处置黑钨矿与处置白钨矿、中矿三种矿物并举。郴州钨制品有限责任公司经过论证与实验，提出三种矿物的二次压煮工艺13，获得了较好的效果。1.4.2净化除杂工艺的开展我国白钨矿石的工业储量中，

44、大部分为钨钼伴生矿，采选后的白钨精矿含钼量高，因此钨冶炼中钨钼分别成为一大关键技术。中南大学张启修等人研讨发明了离子交换法新技术一步分别磷、砷、硅、钼14；肖连生等人研讨发明了在密式挪动床中离子交换分别钨钼新技术15，离子交换分别钨钼曾经在多家小型钨冶炼企业中胜利运用，制得的APT质量优良。中南大学李洪桂等人研讨发明了选择性沉淀法新技术16，采用合成的试剂选择性使钼消费难溶性化合物而分别钨钼，同时还能除去部分砷、锑、锡等杂质，其APT结晶母液中的S很低，有利于结晶母液的前往处置，该成果曾经在多家钨冶炼企业中胜利运用。这两种方法共同点是：在微碱性条件下，参与硫化剂使MoO优先转变成MoS，利用W

45、O42-与 MoS，S 与MoS的性能差别，然后采用离子交换法或选择性沉淀来分别钨钼。这两类技术均有很好的运用前景。株洲硬质合金集团研发的三硫化钼沉淀法优先工艺17，较大地提高了原工艺的除钼效率。目前该项技术曾经投入到工业运用，顺应于高钼钨矿物Mo1%制取优质纯APT。中南大学赵中伟等人与郴州钨制品有限责任公司研发了除锡新技术18，该技术处理了钨冶炼萃取工艺流程中深度除锡难的问题。为提高交换吸附容量，最大限制地减少交后液的钨损失，赣州华兴钨制品提出串柱吸附分别解吸工艺技术19，即采取维护性吸附法。树脂的吸附容量添加，顶峰液WO3含量提高，APT的NH4Cl单耗降低，另外还可提高交前液中的WO3

46、含量。1.4.3 APT结晶，母液处置及废弃物处置的开展对钨冶炼产生的大量废水的处置，采用石灰-亚铁盐除砷、湿式催化氧化吹脱除氮结合处置工艺20，但还存在氨氮吹脱系统产生的氨废气直接排到大气，从水相污染转移到了气相污染的问题，虽其排放浓度符合14544-93，但毕竟存在二次污染。萃取工艺过程中产生大量的渣洗水、萃余液等含钨稀溶液，APT结晶母液量也较大。针对这种情况，郴州钨制品有限责任公司自行研发了一种全新的离子交换回收结晶母液等含钨稀溶液的工艺技术21，具有除杂和转型双重效果。该工艺流程短，且充分利用萃取工艺过程中产生的废酸液萃余液，没有其他试剂耗费，不但本钱低，而且具环保意义。在APT蒸发

47、结晶过程中，APT液中的氨大部分随尾气排出，既浪费资源又污染环境。对此，赣州华兴钨制品采用一种交换剂将氨气从尾气中回收成含NH3 3080L的氨水22，处置后可前往流程运用或出卖。此技术简单易行，APT的液氨单耗下降，具有经济、环保、等多重效益。1.5 设计仲钨酸铵消费车间的意义钨作为重要的战略性资源，在我国国民经济中的位置和作用举足轻重。而作为钨冶炼过程最重要的中间产品之一的APT的重要性也就不言而喻。钨市场在阅历了两次大的动摇之后，近两年呈现较活泼的形状。2004年第一季度APT出口额到达了1321.3 t 。吨钨平均价稳定在90美圆左右。因此消费APT的利润是相当大的。而且，中国经济开展

48、继续坚持7%-8%以上的增长率，国民消费总值也不断增长，相关工业的开展、新领域的运用开发，都将促使钨消费进一步增长。同时国外对钨的需求同样在恢复性增长。随着钨消费市场的不断扩展，APT方式大好。目前世界钨工业所耗费的钨资源80%-90%都是中国。中国钨储量占世界的比例已开场明显下降，资源优势在逐渐减弱。我国从发现钨开场，主要是耗费黑钨矿，而且，钨冶炼工艺根本上是以黑钨矿为原料的。经过近百年的开采，我国黑钨资源已近枯竭。而我国白钨根底储量占全国钨根底储量的70.4%，为205.8万吨。目前正在消费的白钨矿区34个，占全部根底储量的60.11%，资源储量的45.36%。可以说我国白钨资源只利用了一

49、半，而且由于多伴生或共生矿，实践白钨资源利用率更低。所以为了缓解钨矿原料紧缺的局面，开发新工艺、综合开采和利用白钨矿势在必行。综上所述，设计一个以白钨矿为主的混合钨精矿为原料、年产1000吨的仲钨酸铵消费车间是有现实意义的。第二章 工艺流程的选择与论证现设计一个以白钨矿为主的混合钨精矿为原料，年产APT1000t的工厂车间，经过对成熟工艺进展分析比较，选择适宜的工艺流程。冶金工艺流程是指从单一的矿物原料或复杂的矿物原料经过假设干工序加工成产品的过程，因此工艺流程的选择，本质上就是消费方法及消费工艺道路的选择。所选工艺流程在技术上能否先进可靠，经济上能否合理，将直接关系到企业的投资程度和建成的消

50、费程度、经济效果乃至工厂的出路。因此，工艺流程的选择是一项非常重要的任务。2.1 工艺流程的选择与论证 下面就从钨矿物原料分解工艺，净化粗钨酸钠溶液以消费仲钨酸铵工艺，除钼工艺，仲钨酸铵溶液结晶工艺，仲钨酸铵结晶母液回收工艺进展选择与论证。其中工艺流程选择的根本原那么是23：1所选工艺流程对原料有较强的顺应性，能使产品种类具有可变性和多样性，不致因原料成分有所变化而影响产品的产量和质量；2所选工艺流程，应在确保产品符合国家及市场需求的前提下，能充分利用原料中各有价元素并获得最高的金属回收率、设备利用率、劳动消费率，能有效得进展“三废治理，维护环境，能简化工艺，缩短流程，降低能耗，从而节省投资，

51、降低本钱；3所选工艺流程在技术上要先进可靠，采用的配备及资料易于加工制造、检修、维护和就地处理，在资金答应的条件下，尽能够采用现代化消费手段，提高技术程度，减轻劳动强度，改善管理程度；4应能做到投资省、占地面积少、建立期短、投资后经济效益大、利润高。2.1.1 钨矿物原料分解工艺的选择与论证钨矿物原料主要是黑钨矿、白钨矿及混合矿。从热力学角度分析，在水溶液中无机酸和碱都能分解钨矿物，碱金属的碳酸盐、氟化物和磷酸盐溶液亦能分解钨矿物，但思索到动力学条件及工业上的可行性要素，实践中常用方法主要有：苏打高压浸出法、苛性钠浸出法、酸分解法、苏打高温烧结水浸法。但是苏打烧结法由于其流程长，能耗高，回收率

52、低等缺陷，现已被淘汰。此外，高温氯化法及氟化法亦呈现出较好的开展前景，但未构成工业规模。热球磨碱浸法流程短，可以获得高的 WO3浸出率，但是，此方法为分批间歇性操作，且由于设备接受才干有限，目前未能进展大规模消费。表2-1列出了各种工艺主要工序的金属回收率25，如下：表2-1 各种钨矿分解工艺技术条件原料分解条件 分解工艺种类及档次温度/压力/Mpa试剂用量时间/h分解率苛性钠压煮黑钨精矿(Ca2%)150-1800.5-1.01.5-1.8298.0-99.0盐酸分解优质白钨精矿105常压2.5-3.01.5-297.0-99.0苏打高压浸出白钨精矿2252.52.5-3.0498.0-99

53、.0白钨中矿(WO345%)2502.73.5-4.0499.0混合中矿(WO358%)2252.53.0-3.5495.0-98.0苏打烧结白钨精矿800-9001.5-2.095.0左右高钙黑钨精矿(Ca2%)800-9001.6-1.997.0-99.0混合中矿(WO351.5%)800-9002.597.0左右从表2-1可以看出，四种分解工艺各有特征。现将四种方法的根本原理、工艺流程、影响要素、主要优缺陷及工艺参数等引见如下26-27：一苛性钠浸出法苛性钠浸出法在我国钨冶炼厂被广泛采用，也是当前工业上分解黑钨精矿的主要方法，同时在碱过量系数大、参与某些添加剂的情况下，苛性钠浸出法也可分

54、解黑白钨混合矿，甚至白钨精矿。它是用氢氧化钠溶液作为分解剂，使钨矿物中的钨发生复分解反响而变成可溶于水的钨酸钠溶液而与大量不溶性杂质分别的分解过程。热力学分析其分解过程的反响为：黑钨矿：FeWO4(s)+2NaOH(aq)= Na2WO4(aq)+ FeO(s)F+H2O 高于120 FeWO4(s)+2NaOH(aq)= Na2WO4(aq)+ Fe(OH)2(s) 低于1202-1 MnWO4(s)+2NaOH(aq)= Na2WO4(aq)+ Mn(OH)2 (s) 2-2白钨矿：CaWO4(s)+2NaOH(aq)=Na2WO4(aq)+ Ca(OH)2(s) 2-3反响2-1，2-2

55、2-3在25时的平衡常数Ka如表2-2所示。表2-2 25时钨矿物与NaOH反响热力学平衡常数反响式Ka2-14.062-25.232-3-3.6根据热力学计算结果可知，黑钨矿很容易被苛性钠分解，而白钨矿在普通的浸出条件下难以被苛性钠分解。同时在处置黑钨矿时，其浸出率随着钙含量的增高而迅速降低。研讨阐明，氢氧化钠的活度系数随着它浓度的添加而迅速添加，因此在NaOH浓度较高时，白钨矿反响的浓度平衡常数能够较大。故在较高温度和适当过量的NaOH条件下，白钨矿是可以被苛性钠浸出的。根据根底实际知识可知，在工业上为保证钨矿物原料的苛性碱分解有足够的浸出率，应有足够高的温度，但当温度超越溶液的沸点时，应

56、在高压下任务；有足够的碱用量和高的碱浓度特别在处置白钨矿或黑钨矿混合物时，碱浓度的升高对钨矿物的浸出过程有着多重的有利影响：它使反响的Ka值添加，使反响速度加快，使溶液的沸点升高，即允许在较高的温度下任务；原料有较细的粒度；最好能运用机械活化等强化手段。其工艺流程图如图2-1：黑钨精矿NaOH添加剂预处置磨矿常压或高压浸出过滤粗钨酸钠溶液滤渣送净化堆放图2-1 NaOH浸出法处置钨精矿的原那么流程近年来，为顺应高钙黑钨矿的处置，国内有关厂家进展了较多的研讨，并采取了相应的技术措施，如在分解过程中运用添加剂、采用提高碱用量，分解前用稀碱液磨矿、进展两段逆流浸出等，这些措施都获得了提高，但对钙含量

57、较高Ca3%5%的黑钨精矿包括黑白钨混合矿仍较难对付，对低档次矿以及白钨精矿更是束手无策。另外采用机械活化技术，它可以经济的处置各类钨精矿，此方法是我国目前运用较广的工艺。苛性钠浸出工艺分为常压搅拌浸出，高压浸出和机械活化热球磨浸出等工艺。常压搅拌浸出和高压浸出工艺为传统苛性碱分解工艺的特点：苛性钠浸出工艺的优点有：可以处理我国当前以黑钨矿为主的黑白混合钨矿的处置现状；设备简单，易于操作，适宜中小冶炼厂采用。但是此工艺也有这些缺陷：流程太长，在各种分解工艺中，它的流程最长。难以处置以白钨矿为主的混合矿物；回收率低，假设思索细磨浓缩结晶等过程的损失，由矿到粗钨酸钠溶液的总回收率难以到达95%；能

58、耗高，假设用高压浸出，能耗更高，浸出本钱高；碱用量大，环境污染严重。机械活化碱分解法是近十几年来我国首创的一种分解方法，它是自创机械活化技术，在传统苛性钠分解工艺的根底上开展起来的一种新工艺。它是将钨精矿原料不经预磨矿直接与碱溶液一道参与到热球磨反响器中进展浸出。它能在低碱耗、短时间内得到较高的浸出率。特别是在处置黑白钨混合精矿中具有很大优势。机械活化碱浸出的工艺有：对原料顺应性广，对于白钨矿或含钙高的体系，可添加Na3PO4提高分解率并防止可逆反响呵斥的钨损失，因此能有效处置包括黑钨精矿、低档次黑白钨混合矿在内的各种钨矿物原料； 流程短，对任何原料都不用预磨矿，即省去了常压搅拌浸出工艺及高压

59、浸出工艺中必不可少的磨矿过程。特别是在处置黑白混合精矿时，常压搅拌及高压浸出工艺碱用量大，浸出液中碱含量高，须经浓缩结晶回收碱工序后才干接净化过程。而本工艺碱用量少，碱可不用回收；回收率高，杂质浸出率低，能耗低等优点。但是此工艺有这些缺陷：球磨筒用的耐高碱、高温与机械冲击的抗磨资料昂贵，浸出设备一次投资大，消费规模小等。二酸分解法酸分解法是目前工业上处置白钨精矿的主要方法，它运用盐酸或硝酸与钨精矿反响生成不溶于酸的钨酸和可溶于酸的大部分杂质氯化盐或硝酸盐，从而实现钨与杂质的初步分别。钨矿物与盐酸的化学反响方程式为：白钨矿：CaWO4(s)+2HCl(aq)= H2WO4(s)+CaCl2(aq

60、) 2-4 黑钨矿：MnWO4(s)+2HCl(aq)= H2WO4(s)+MnCl2 (aq) 2-5FeWO4(s)+2HCl (aq)= H2WO4(s)+FeCl2(a q) 2-6根据上述反响中个化合物的有关热力学数据计算出各反响热力学平衡常数，如表2-3所示。表2-3 盐酸与白钨矿、黑钨矿反响的热力学平衡常数25反响矿物Ka白钨矿1.0107钨酸铁6.3104钨酸锰2.5108由反响2-4到2-5的反响平衡常数可知，用酸分解法不仅可处置白钨精矿，也可处置黑钨精矿。但是在酸浸出过程中，矿石中磷和砷的含量对浸出过程有重要影响，当这些杂质含量高时，浸出过程中构成的磷酸和砷酸容易和钨酸构成