钨属于冶金和金属材料领域中高熔点的稀有金属,钨本身的特性使其在军事、航空航天、机械加工、冶金等行业占有重要地位。我国主要采用碱分解法对钨矿进行冶炼,生产初级产品-仲钨酸铵（APT）,分解产生的渣称之为碱煮钨渣。根据钨矿的原料来源不同,钨渣又可以具体分为黑钨渣、白钨渣和黑白钨混合渣。在单一产品的生产过程中未能对其中的其他金属元素进行彻底分离,例如:黑白钨渣和黑钨渣中含有的W、Sn、Ta、Nb、Mn、Fe等金属元素。可以逐步地将钨渣中的金属元素从中分离出来进行回收再利用,实现废渣资源化。2016年碱煮渣被列入了《国家危险废物名录》,代码323-001-48,我国累计的钨渣总量达到百万吨数量级,并且每年依然在增长。各个APT生产厂家采取建危废渣场对钨渣进行堆放,长时间的堆放对于空气、土地、地下水都造成了污染。降低钨渣的产量和对其进行回收再利用对我国的钨冶炼行业有重要的意义。本课题针对黑钨渣进行了研究,在分析黑钨渣的化学成分的基础上,通过热力学数据计算钨渣中金属元素氧化物的碳热还原反应发生的可能性和先后顺序,以及助剂的添加比例、炉渣液相线温度。依据计算得出的热力学条件,进一步研究了钨渣的粒度、碳质还原剂种类、反应时间、反应温度、配碳比、熔点、助剂配比对于钨渣碳热还原实验的影响。应用FactSage7.3进行热力学计算,计算结果表明,钨渣中主要的金属元素Fe和Mn的各种价态的氧化物在高温条件（1450℃）下,均可发生碳热还原反应。钨渣中的其他金属元素（W、Pb、Ta、Nb、Cu、Sn）的氧化物可以被还原。以Al₂O₃和CaO结合钨渣中含有的Mn与Si的氧化物进行相图的计算,利用计算的结果作为指导调整助剂Al₂O₃和CaO的添加比例,从而降低炉渣熔点、减小能耗、节约材料。试验的结果表明,当试验条件为1450℃、保温120 min、配碳比15%、助剂Al₂O₃5%、助剂CaO20%时,钨渣的合金化率可以达到35%并且渣金的融分效果很好。对合金和反应结束的熔炼渣进行了检测分析,Fe的回收率为93%,Mn的回收率为26%,W的回收率在30%⁷0%范围内波动,没有明显的规律。金属元素Cu、Sn全部进入了合金中,Ta、Nb部分进入了合金,助剂添加剂Al₂O₃和CaO基本没有被还原,进入了熔炼渣中。