硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒新工藝研究.pdf

1、針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行鉍火法冶煉工藝普遍存在冶煉溫度高、能耗大、低濃度二氧化硫污染嚴(yán)重等缺陷，以及鉍濕法工藝中強(qiáng)氧化劑的強(qiáng)腐蝕性帶來(lái)的問(wèn)題，作者首次提出了采用硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒—選擇性浸出—凈化—氯氧鉍的新工藝流程，并圍繞交互焙燒過(guò)程中硫的固定和轉(zhuǎn)化、浸出過(guò)程中除鐵等核心問(wèn)題，系統(tǒng)的研究了硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒過(guò)程相關(guān)理論及其工藝條件實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，分別采用水浸和酸浸、還原、一次水解、二次水解得到了高純度氯氧鉍，取得了如下成果:

2、　　根據(jù)硫化鉍礦和軟錳礦交互焙燒體系中可能發(fā)生的反應(yīng)，對(duì)其過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算，并采用熱力學(xué)計(jì)算軟件FactSage6.2繪制了Bi-Mn-S-O系、Fe-Mn-S-O系及Cu-Mn-S-O熱力學(xué)等溫優(yōu)勢(shì)區(qū)域平衡圖。結(jié)果表明，軟錳礦在與硫化鉍礦交互焙燒過(guò)程中能夠直接或間接氧化分解硫化鉍礦，得到硫酸錳、氧化鉍、硫酸氧鉍以及伴生雜質(zhì)元素相應(yīng)的氧化物。理論上固硫效果非常好，硫酸錳的形成是固硫的關(guān)鍵，表明該交互焙燒工藝熱力學(xué)上可行。
　　

3、系統(tǒng)考察了硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒過(guò)程中焙燒溫度、焙燒時(shí)間、配比n(MnO2)/n(S)、通風(fēng)量、硫化鉍礦粒度及混料方式等工藝條件對(duì)硫轉(zhuǎn)化率和固硫率的影響。得到的最佳工藝條件為:在物料采用混合均勻方式，焙燒溫度為600～650℃，焙燒時(shí)間為1.5～2h，n(MnO2)/n(S)=1.3～1.6，通風(fēng)量為80～140 L/h，硫化鉍礦粒度為200～250目，固硫率高達(dá)97％以上，硫轉(zhuǎn)化率高達(dá)94％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:軟錳礦在交互焙燒過(guò)程中的固

4、硫效果非常明顯，固硫率隨配比的增大而升高;固定溫度650℃，時(shí)間2h，當(dāng)n(MnO2)/n(S)≥1.6時(shí)，固硫率達(dá)99％以上，硫化鉍礦中的硫絕大部分轉(zhuǎn)化為MnSO4形式存在，硫轉(zhuǎn)化率達(dá)90％以上，焙燒產(chǎn)物X射線衍射分析表明，原礦中Bi2S3主要轉(zhuǎn)化為Bi2O3，少量以Bi28O32(SO4)10形式存在。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了熱力學(xué)分析的準(zhǔn)確性。
　　初步探討了軟錳礦在硫化鉍礦中的固硫機(jī)理。分析表明，在硫化鉍礦和軟錳礦交互焙燒工藝中，軟

5、錳礦主要是以間接固硫?yàn)橹鳎浞磻?yīng)式如下: MeS+1.5O2=MeO+SO2MnO2+SO2=MnSO4
　　對(duì)焙燒產(chǎn)物采用水浸工藝，一步分離得到較純的MnSO4，最佳水浸工藝為:加入少量稀硫酸控制pH=4.8～5.0，浸出溫度為40℃，浸出時(shí)間為1.5 h，液固比為5∶1，攪拌速率為300 rad/min，MnSO4的浸出率達(dá)97.5％，Mn的總收率達(dá)69％。水浸渣采用鹽酸浸出，在浸出溫度為50℃、c(HCl)=5 mol/L、