【工程】冶金工程毕业设计

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冶金工程毕业设计

篇一：冶金专业毕业设计优秀范文

摘要

本文是以白钨精矿为原料年产1000吨APT(仲钨酸铵)生产车间的设计说明书。按照一般有色冶金生产车间设计的步骤，文章首先介绍了APT生产的的现状；结合原料特征，通过对APT整个工艺过程生产方法的比较，选择了NaOH高压浸出分解白钨精矿—离子交换法除杂和转型—选择沉淀法分离钨钼—蒸发结晶生产APT；通过对各生产工序金属平衡、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；并进行了合理的车间配置；通过分析生产过程中工业三废的产生和危害，提出了三废处理的方案；根据生产过程需要，对车间进行了劳动定员；进而对整个工艺过程进行了技术经济分析，计算结果表明本设计所采用工艺流程技术上可行，经济上合理。

「关键词」白钨精矿NaOH高压浸出离子交换APT 设计

Abstract

The specification is a workshop of 1000t/y Ammonium paratungstate(APT) produced with scheelite concentrates. Following the general design steps of nonferrous metallurgy workshop, the present situation of the APT production was first presented. According to the characteristics of the raw material , technological process of sodium hydroxide(NaOH) leaching at high pressure—ion exchange—selectively precipitation to separate Mo—evaporation and crystallization process was selected as the process of APT production. The quantity of various materials in every process were fixed up and the corresponding 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 harm 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.

Keywords: Scheelite concentrates; sodium hydroxide leaching at high pressure; ion exchange; ammonium paratungstate; design.

第一章文献综述

1.1 钨冶金概况

自1781年由瑞典化学家舍勒发现以来，钨以其具有熔点高、硬度大、耐磨和耐腐蚀等优良性能而得到广泛应用，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地位。

在解放之前，中国的钨冶炼处于空白，但新中国成立后,从20 世纪50 年代苏联援建[1]的黑钨精矿—苏打烧结—净化除杂—白钨沉淀—钨酸煅烧制取三氧化钨的冶炼工艺开

始,我国钨冶炼技术走上了工业化生产的道路，并针对我国钨精矿资源的特点，我们自主开发了“白钨精矿经典工艺制取仲钨酸铵”的工业项目。20 世纪80 年代以来,先进的离子交换和溶剂萃取技术在钨冶炼生产中得到广泛应用。“黑钨精矿碱压煮—溶剂萃取—蒸发结晶”和“黑钨精矿碱压煮—离子交换—蒸发结晶”制取仲钨酸铵新工艺的采用,标志着我国钨冶炼工业开始向世界先进行列迈进。但是经过20多年的发展，中国钨业迎来了自己辉煌的成果，在若干个技术领域已经能够和世界先进国家媲美，某些技术已经是世界的先进水平，并具有自主的知识产权，例如：机械活化(热球磨) NaOH 分解工艺，离子交换膜技术，法分离钨钼，离子交换一步分离磷、砷、硅、钼工艺等。

1.2世界及中国钨矿资源分布及其特点

根据美国地质调查局（USGS）XX年公布的数据，在地球上全部290万吨（钨含量）的储量中，中国拥有180万吨，占61％，远远高于第二位加拿大的26万吨。此外，俄罗斯和美国的储量分列为25万吨和14万吨。

中国是钨矿资源最丰富的国家，一向被国际矿业界称为“钨王国”。据1996年底全国钨矿保有储量统计显示，在全国已探明钨矿储量有21个省、自治区、直辖市。其中保有储量在20万t以上的有8个省区，依次为湖南179.89万t、江西110.09万t、河南62.85万t、广西34.92万t、福建30.67万t、广东23.02万t、甘肃22.29万t、云南21.66万t，合计485.39万t，占全国钨保有储量的91.7%，其中湖南(白钨矿为主)和江西(黑钨矿为主)两省占了全国的三分之二，主要有湖南柿竹园钨矿、江西西华山、大吉山、盘古山等几大矿区。具体的钨矿分布如图1-1所示：M115选择沉淀

图1-1 中国钨矿分布状况

我国钨储量中，白钨约占70％，黑钨约占30％，但长期以来是以开发利用黑钨资源为主。据国土资源部统计, 1998 年前我国黑钨的开采利用率占95 % , 白钨的开采利用率不到10 % , 95 %以上的钨冶炼企业使用黑钨矿原料。白钨矿之所以长期未能作为我国钨冶炼企业的主要原料, 是由于我国白钨资源中90 %以上WO3含量在0. 5 %以下, 常与其它金属元素共生,品

位低, 组份复杂, 冶炼难度大。为了解决钨资源与冶炼生产间结构性矛盾, 国家计委、科委和原有色工业总局从“八五”开始就组织了针对难冶炼白钨矿的冶金新工艺的技术攻关，现已开发出了多种处理白钨矿原料的冶炼方法。

1.3 钨及其化合物在国民经济中的重要作用

钨以其高强度、高硬度和优良的导电、传热、耐腐蚀性能成为现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一。

在机械加工工业中，中国有45%的钨中用于生产碳化钨硬质合金，如制作刀具、钻具、顶头、顶锤、拉丝模具等，所制得的硬质合金不仅硬度高，而且耐磨性能好，作为切削工具时，在600℃下切削速度仍可以达到150～250m/min，相当于工具钢的3～4倍，因此，钨被喻为“工业牙齿”。此外钨还大量用于制作合金钢（如钨钢、高速切割钢、磁钢、模具钢），提高材料的耐磨性、韧性、热硬度、可淬性等性能，合金钢的用量占到钨产量的36%。

在电子工业中，大量的电灯的灯丝和电子管的阴极,汽车的电接点,高温电阻炉的加热元件,航天航空工业上使用的平衡锤和摆等等都是用钨及其合金制成的。