年产2000吨apt的生产车间设计报告(编辑修改稿)

年产2000吨apt的生产车间设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

工艺流程选择 7 离子交换工艺 离子交换技术已在钨冶炼中得到广泛应用。 其中在我国应用最广泛的是用强碱性阴离子交换树脂将粗钨酸钠溶液净化除杂并转型成钨酸铵溶液的钨离子交换新工艺其工艺过程包括磨矿、碱分解、交换、蒸发结晶、干燥包装。 除此之外，离子交换法处理纯Na2WO4 溶液转型制取 (NH4)2WO4 的工艺在国外也成功应用；而采用离子交换法从钨酸盐溶液除钼的技术已进入工业应用；从各种含钨的废液和低浓度溶液 中用离子交换法富集提取钨的工艺也有广泛的报道，具有极好的工业应用前景。 发展前景 综上所述 ， 前我国钨冶炼生产中主要采用的三种工艺技术各有其特点和待改进之处。 其中 ， 法工艺流程短、成本低、渣量少、高纯度产品的合格率高 ， 实收率低、副流程长、腐蚀性大、工作环境差、环境污染严重、矿源适应性差 ； 剂萃取工艺实收率高、对矿源适应性较强 ， 成本相对较高、产渣量大、工作环境较差、环境污染较严重。 离子交换流程最短、回收率高、除杂效果好、腐蚀性小、操作简便、易于机械自动化、投资和加工成本较少、工作环境好、环境污染小、对 矿源适应性较强 ， 耗水量和排水量大、产渣量大。 随着我国加入 WTO， 生产各方面的要求特别是对环保指标的要求进一步提高 ， 善钨冶炼技术势在必行。 在此趋势下 ， 现了钨湿法冶金清洁生产工艺和膜技术工艺。 生产工艺流程图及流程简述 工艺流程图 重庆科技学院本科生课程设计 工艺流程选择 8 重庆科技学院本科生课程设计 工艺流程选择 9 APT 生产工艺流程图 重庆科技学院本科生课程设计 工艺流程选择 10 流程简述 1 磨矿工序 黑钨精矿从料仓加入振动球磨机，同时自来水也以一定的流量加入，以保持适当的液固比，产出的矿浆由矿浆槽流入扬液器。 2 碱分解工序 将矿浆、液碱以一定的比例加入碱分解槽，并添加硝石，在一定温度下，分解一定时间，然后过滤，浓料液进入混合澄清，下浊液返回过滤，上清液与稀料液由泵打入配料液槽，调整浓度到适当程度，经微孔过滤器进入下道工序。 3 离子交换工序 钨酸钠溶液以一定流量进入交换柱，到达穿漏点时用纯水洗去柱中的残留溶液。 交后液、洗钨液经处理后排放。 然后用淋洗剂以一定流量淋洗钨，所得一段液返回交换，二段液送去蒸 发结晶生产仲钨酸铵，三段液补充 NH4Cl、 NH4OH 作为淋洗剂，淋洗结束后，用水洗去柱中残留的溶液，并将树脂用水反冲后供下一步循环使用。 4 蒸发结晶工序 将二段液加入蒸发结晶槽，在一定的温度和压力下，蒸发掉部分水和氨，同时溶液由于过饱和而析出仲钨酸铵晶体，经真空过滤器过滤后，湿 APT 送干燥工序，结晶母液生产白钨或二次结晶。 5 干燥包装工序 湿 APT 经圆锥真空干燥机烘干水分，再经振动筛得到粒度分布比较均匀的 APT 产品，秤重装桶。 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 11 第 二 章 冶金计算 原料及产品标准 根 据设计任务书要求，本设计以一种白钨矿为主的混合钨精矿为原料。 精矿的主要成分为（ %）： WO3 ， Mo ， P ， As ， SiO2 5，其他。 产品质量要达到国标 GB10116880 级。 根据标准，产品的化学成分要求如表 41 所示： 表 21 对 APT 化学成分的要求（ GBl011688） 牌号 WO3 不小于 % 杂质化学成分含量不大于 % Sn As Ca Cu Fe S Mo P Si APT0 设计规模及日产量 根据设计任务书的要求，设计年产能是 20xx吨 APT。 根据实际情况，设工厂年均实际生产 320 天，其余时间是工厂的检修、设备的更新时间及节假日时间，则平均日产量为： 平均日产量 =年产量 /年实际工作日 =20xx 103/320 =日产 APT为 ,由于产品中 WO3含量为 %，即日产 WO3为 %=。 金属平衡计算 将工艺流程中 ，白钨矿的预处理和磨矿工序称为预处理工序（工序 Ⅰ ），粗钨酸钠的苏打高压浸出和压滤洗涤工序称为浸出过滤工序（工序 Ⅱ ），从粗钨酸钠溶液稀释到可以进行离子交换的过程称为稀释工序（工序 Ⅲ ），离子交换过程称为离子交换工序（工序 Ⅳ ），从含钼的钨酸铵溶液到钨酸铵的净溶液的除钼过程成为除钼工序（工序 Ⅴ ），钨酸铵的净溶液经蒸发结晶、过滤洗涤得到湿 APT称为蒸发结晶工序 (工序 Ⅵ )，从 APT 烘干到干 APT 的过程称为烘干工序 (工序 Ⅶ )，经简化后得到的工艺流程示意图如图 41 所示。 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 12 根据《有色冶金工厂设计基础》 [15]一书，设定符号如下： Qn—— (n= 4)工序的处理量（ kg）； Pn—— n 工序的产量（ kg）； Xn—— n 工序的不可返回损失量（ kg）； Rn—— n 工序的可返回损失量（ kg）； χn—— n 工序的不可返回损失率（ %）； γn—— n 工序的可返回损失率（ %）； 由生产实践和各种文献中数据拟定各工序的工艺参数如表 22 所示。 表 22 各工序的金属回收率 工序号 工序名称 不可返回损失率 x(%) 可返回损失率 r(%) 直收率 η(%) Ⅰ 预处理 0 Ⅱ 浸 出过滤 0 Ⅲ 稀释 0 Ⅳ 离子交换 0 Ⅴ 除钼 0 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 13 Ⅵ 蒸发结晶 Ⅶ 烘干 0 由以上数据，下面以本设计的产品 APT 的日产量为衡算标准，采用逆序法进行工艺的金属平衡计算。 工序 Ⅶ ： P7= x7=% ； r7=0； η7=% Q7=P7/η7=X7=Q7x 7=%= kg R7=Q7r 7=0 kg 工序 Ⅵ ： P6=Q7= x6=%； r6=%； η6=% Q6=P6/η6=X6=Q6x 6=%= R6=Q6r 6=%= 工序 Ⅴ ： P5=Q6= x5=%； r5=0； η5=% Q5=P5/η5=X5=Q5x 5=%= R5=Q5r 5=0kg 工序 Ⅳ ： P4= x4=%； r4=0； η4=% Q4=P4/η4=247。 %= X4=Q4x 4=%= kg R4=Q4r 4=0 kg 工序 Ⅲ ： P3=Q4= x3=%； r3=0； η3=% Q3=P3/η3=247。 %= kg X3=Q3x 3=%= kg R3=Q3r 3=0 kg 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 14 工序 Ⅱ ： P2=Q3R6== kg x2=%； r2=0； η2=% Q2=P2/η2=247。 %= kg X2=Q2x 2=%= kg R2=Q2r 2=0 kg 工序 Ⅰ ： P1 =Q2 = x1 =%； r1 =0； η1 =% Q1 =P1 /η1 =X1=Q1x 1=%= R1 =Q1r 1=0kg Q=Q1= 根据以上计算，列出金属平衡表如表 23所示 (以日产金属含 WO3 量为基准 )。 表 23 金属平衡表 工序号 工序名称 不可返回损 失率 χ(%) 不可返 回损失 量 X(kg) 可返 回损 失率 r(%) 可返回 损量 R(kg) 直收 率 η (%) 工序处理量 Q(kg) 工序产出量 P(kg) Ⅰ 预处理 0 0 Ⅱ 浸出过滤 0 0 Ⅲ 稀释 0 0 Ⅳ 离子交换 0 0 Ⅴ 除钼 0 0 Ⅵ 蒸发结晶 Ⅶ 烘干 0 0 合计 由以上计 算可知，整个流程的有价金属成分是平衡的，即最终产品的金属量 +全部不可返回损失量 =原料投入量。 P+Σ X=+= Q= 即，金属平衡。 由此计算整个流程的总回收率为： η=（ P/Q） 100%=247。 =% 物料平衡计算 物料衡计算仍然以本设计的日产量，即每天生产的商品 WO3 为衡算标准。 根据金重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 15 属平衡计算将流程分的工序，对各个工序分别进行物料平衡计算 [16]。 具体计算过程如下： 预处理工序 工 艺指标：液固比 1： 1 x1＝ %， r1＝ 0， η1＝ % 一、进料 （ 1）白钨矿 每日投入的精矿中 WO3 的量为： kg，精矿中 WO3 的含量为 %，则每天需投入的白钨精矿的量为： 其中含 SiO2： 5%＝ Mo： %= kg P： %= As： %= （ 2）苏打 由化学反应式 CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaCO3 可知 因为日处理 WO3为 ，则理论需要纯 Na2CO3 为（ ）106= 设 Na2CO3 用量为理论量的 倍，则需纯 Na2CO3 为 = （ 3）水 取矿浆的液固比为 1∶ 1，则需加入的水量为： kg （ 4）总进料量为 : ++= kg 二、出料 （ 1）矿浆 矿浆的回收率为 %，则产出的矿浆的量为 = 含 WO3： = kg 其中含 P： %= kg As： %= kg SiO2： %= kg Mo： %= （ 2）损失 磨矿损失率为 %， WO3 损失量为： %= kg 矿浆总损失量为 :%= kg 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 16 浸出过滤工序 工艺指标： x2＝ % ， r2＝ 0， η2＝ % 一、进料 （ 1）从预处理工序得到的矿浆量为 kg，其中含 （ 2）返料 由干燥、过筛、包装工序返回的人造白钨 WO3以不合格 APT 形式直接加入高压釜中反应，设人造白钨中 WO3的含量为 45%，则人造白钨的质量为： 则总的返料量为： （ 3）添加剂 为抑制杂质 Si 及部分 P、 As 的浸出，需加入 Al2O3或铝土矿，取 Al2O3 / SiO2= 则添加剂的量为： = kg （ 4） 水 在浸出工序中控制液固比为 4： 1，则应加入的水量为： （ ++）%%= kg 则总的矿浆量为： +++= kg （ 5）洗涤用水 控制浸出洗涤后矿浆中 WO3的浓度为 120g/L，洗涤前矿浆的密度为 ，则矿浆中 WO3的浓度为 （ ） = g/L。 则洗涤用水为： 5641020/（ 6）总进料为 += kg 二、出料 （ 1）粗 Na2WO4 溶液 Na2WO4 的量为： 294/232= 在该工序的浸出条件下，设 P的浸出率为 %； As 的浸出率为 5%； Mo的浸出率为60%； SiO2的浸出率为 %，则 Na2WO4 溶液中含： P： %= As： 5%= SiO2： %= Mo： 60%= kg Na2CO3 量： % %－ 106/294－ 106/31－ 106/75－ 106/60－ 106/96= 粗 Na2WO4溶液主要成分为 Na2WO4 和多余的 Na2CO3， 则粗 Na2WO4 溶液量为： ++++++(%++)%= kg 重庆科技学院本科生课程设计 冶金计算 17 （ 2）损失 由于跑、冒、滴、漏和蒸发等原因会产生损失，损失率为 %， 则 WO3损失量为： %＝ 矿浆损失量为： %＝ （ 3）渣量： － － = 稀释工序 工艺指标： x3=%； r3=0； η3=%。