我国既是钨资源大国也是钨生产大国,现行钨冶炼工艺主要为碱煮浸出工艺,在碱煮过程中产生了大量的钨渣,每年约产生8万吨钨渣,并且现存钨渣堆存量已达百万吨。由于碱煮钨渣中含有铅、砷等危害元素,已被列入国家危废名录,此外,碱煮钨渣中还含有钨、锡、铌、铁、锰等有价元素。本文针对碱煮钨渣中的有价元素和危害元素进行无害化及资源化处理,以碱煮黑白钨渣为研究对象,采用碳热还原处理碱煮黑白钨渣,实现砷、铅等危害元素进入烟尘,钨、锡、铌等有价元素富集在合金中。论文研究内容和主要结果如下:采用MLA、XRD和SEM-EDS等分析检测手段,明晰了碱煮黑白钨渣的矿相组成。碱煮黑白钨渣中主要元素铁、锰主要以非晶态胶体形式存在,钨主要以黑钨矿、白钨矿及新生的钨酸钙等形式被铁锰硅胶体包裹,锡、铌主要以锡石、氧化铌的形式嵌布在铁锰硅胶体中,铋、铅、砷分散于铁锰硅胶体中。利用HSC热力学软件,将钨渣中各有价元素简化成氧化物的形式,对碱煮黑白钨渣碳热还原过程进行了热力学计算,明晰了各氧化物的还原热力学,得出各元素碳热还原顺序为:Sn O₂>WO₃>Fe₂O₃>Nb₂O₅>Mn O>Ta₂O₅。研究了温度、还原剂用量对碱煮黑白钨渣碳热还原制备合金的影响,得出了碳热还原最佳工艺条件为还原剂用量为10%,熔炼温度为1500℃,在该条件下Fe、Mn、W、Nb、Sn进入合金的合金化率分别达到99.1%、26.9%、96.04%、81.57%、60.69%,对各有价金属得到有效的富集和回收,为后续利用奠定了基础。通过对不同温度下的还原产物进行扫描电镜分析,阐明了碱煮黑白钨渣碳热还原过程的物相转化规律,即,随着温度的升高,高价铁、锰氧化物逐渐被还原,在1300℃时,Mn O被还原进入合金中。