輝銻礦Na_2CO_3-KCl熔鹽體系低溫固硫清潔煉銻新工藝研究

【摘要】：針對目前硫化銻精礦火法冶煉工藝能耗高,且低濃度SO2嚴重污染環(huán)境等問題,本論文提出了硫化銻精礦低溫固硫清潔煉銻的新工藝。新工藝以輝銻礦為原料、ZnO作固硫劑、煤粉作還原劑、碳酸鈉和氯化鉀作熔劑,采用低溫固硫熔煉的方法清潔煉銻。 論文首先展開了Sb2S3-ZnO-Na2C03-KCl體系熱力學(xué)計算分析。由熱力學(xué)分析可知,在700～1100K的溫度條件下此熔鹽體系可實現(xiàn)Sb2S3的還原固硫清潔煉銻,反應(yīng)產(chǎn)物包括液態(tài)金屬銻(富集有金屬鉛、銅、砷等)、液態(tài)熔劑(純堿和氯化鉀等鹽)和固體渣(硫化鋅、氧化鋅、脈石組分等)。熔煉機理分析結(jié)果表明,實現(xiàn)硫化銻礦固硫熔煉的途徑有三種可能,即硫化銻先分解再還原固硫、硫化銻先還原再固硫、及碳酸鈉作反應(yīng)媒介。 在上述熱力學(xué)研究的基礎(chǔ)上,論文開展了硫化銻礦低溫固硫熔煉工藝的條件和綜合試驗。最佳工藝條件：熔煉溫度為850℃(1123K)左右、熔煉時間為1.0-2.0h、液固比為4-5(質(zhì)量比)、WNa2CO3：WKCI=4(質(zhì)量比)、ZnO為理論消耗量的1.2倍、煤粉為理論消耗量的1.5～2.0倍。最佳條件下試驗結(jié)果為：銻的直收率為91.3%、粗銻品位為92.4%、固體渣固硫率為74%,熔鹽固硫率21.7%、總固硫率95.7%。 論文最后還開展了脈石成分與熔鹽熔煉的模擬試驗。結(jié)果表明,碳酸鈣和氧化鎂不與熔鹽參與反應(yīng)；三氧化二鋁會與碳酸鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；二氧化硅會與熔鹽反應(yīng)生成硅酸鈉。 硫化銻精礦低溫固硫清潔煉銻新工藝能耗低、工藝流程短、操作環(huán)境好,可從根本上解決低濃度SO2污染問題。 【關(guān)鍵詞】：輝銻礦 低溫 固硫 熔鹽 清潔冶金
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TF818
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 文獻綜述9-28
• 1.1 概述9-11
• 1.1.1 銻的歷史及性質(zhì)9-10
• 1.1.2 銻的用途10-11
• 1.2 銻的濕法冶煉11-17
• 1.2.1 堿性浸出-硫代亞銻酸鈉溶液電積法11-12
• 1.2.2 堿性浸出-直接還原法12-13
• 1.2.3 氯化浸出—電積法13-14
• 1.2.4 氯化浸出—干餾法14-15
• 1.2.5 新氯化—水解法15-16
• 1.2.6 礦漿電解法16-17
• 1.3 銻的火法冶煉17-25
• 1.3.1 揮發(fā)焙燒-還原熔煉法17-19
• 1.3.2 非揮發(fā)(低溫)焙燒—還原熔析法19-20
• 1.3.3 揮發(fā)熔煉—還原熔煉法20-22
• 1.3.4 硫化銻精礦直接熔煉法22-25
• 1.4 重金屬低溫熔鹽冶金25-26
• 1.5 本課題的研究背景、意義及內(nèi)容26-28
• 第二章 硫化銻精礦低溫固硫熔煉的理論基礎(chǔ)28-46
• 2.1 硫化銻精礦低溫固硫熔煉過程熱力學(xué)分析28-38
• 2.1.1 熔煉過程中的主要反應(yīng)28-29
• 2.1.2 熔煉過程的熱力學(xué)分析29-38
• 2.2 硫化銻精礦低溫固硫熔煉機理研究38-44
• 2.2.1 硫化銻先分解再固硫38-39
• 2.2.2 硫化銻先還原再固硫39-41
• 2.2.3 碳酸鈉作反應(yīng)媒介41-43
• 2.2.4 機理研究結(jié)果討論43-44
• 2.3 本章小結(jié)44-46
• 第三章 試驗原料、設(shè)備及方法46-53
• 3.1 試驗原料46
• 3.2 化學(xué)試劑46-47
• 3.3 原則工藝流程47-48
• 3.4 試劑理論用量計算48-49
• 3.5 試驗設(shè)備及方法49-50
• 3.6 分析檢測方法50-53
• 3.6.1 銻的分析50-51
• 3.6.2 鋅的分析51-52
• 3.6.3 其它元素的分析52-53
• 第四章 輝銻礦低溫固硫熔煉試驗結(jié)果及討論53-69
• 4.1 熔煉工藝條件試驗53-62
• 4.1.1 堿配比的影響53-55
• 4.1.2 熔煉溫度的影響55-56
• 4.1.3 液固比(總堿量)的影響56-57
• 4.1.4 熔煉時間的影響57-59
• 4.1.5 氧化鋅過量系數(shù)的影響59-60
• 4.1.6 煤粉過量系數(shù)的影響60-62
• 4.2 綜合試驗62-68
• 4.2.1 綜合試驗Z-162-67
• 4.2.2 綜合試驗Z-267-68
• 4.3 本章小結(jié)68-69
• 第五章 脈石成分與熔鹽反應(yīng)的模擬試驗69-73
• 5.1 碳酸鈣模擬試驗69-70
• 5.2 氧化鎂模擬試驗70
• 5.3 三氧化二鋁模擬試驗70-71
• 5.4 二氧化硅模擬試驗71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與建議73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 建議73-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81-82
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果82

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