钨是我国重要的战略金属,钨的主要生产方式是碱煮浸出,浸出过程会产生大量的钨渣,钨渣中不仅含有砷、铅、铋等有毒元素,还有铁、锰、钨、锡等有价金属,具有很大的回收价值;铝是重要的轻金属,中国是铝的生产和消费大国,铝的生产过程会产生大量的赤泥,赤泥中含有丰富的铁元素,通过回收赤泥中的铁可以实现资源化利用。根据碱煮黑白钨渣和赤泥中有铁、锰、钨等有价金属以及赤泥中有较多的铝钙氧化物的特性,提出了高温碳热还原碱煮黑白钨渣与赤泥来回收有价金属、分离有害元素的协同处置思路。本论文的创新研究结果如下:利用HSC Chemistry 6.0进行热力学计算,通过对碱煮黑白钨渣与赤泥中各氧化物的热力学计算,掌握有价金属元素的还原规律,明晰各元素还原的温度条件和还原顺序,得出初步结论:低温反应可以有效地分离有害元素,温度越高有价金属的还原度越高,原料中各元素的还原顺序为:Bi→Pb→As→Sn→W→Fe→Nb→Mn→Ta→Ti。通过考察不同碱煮黑白钨渣与赤泥比例、还原剂用量、还原温度、熔炼时间对金属合金化率的影响,确定最佳的协同处置碳热还原工艺条件为碱煮黑白钨渣与赤泥比50%:50%、还原剂用量8%、熔炼温度1550℃、熔分时间120min,在该条件下铁、锰、铌、锡、钨、钽的合金化率分别为99.4%、23.75%、25.08%、89.46%、40.94%、17.53%。利用扫描电镜进行分析,研究不同温度下碱煮黑白钨渣与赤泥中氧化物的碳热还原规律,验证了热力学计算的结果,升高温度可以促进还原反应进行,有利于金属的聚集和长大。通过碱煮黑白钨渣与赤泥协同处置碳热还原的研究,既能回收有价金属,又减少了助熔剂等附加条件的资源消耗,对资源化发展提供了很好的思路。