鉛鋅尾礦渣中硫磺真空蒸餾回收最優(yōu)工藝研究及模擬.pdf

1、硫磺是一種重要的工業(yè)原料，回收濕法冶金渣中的硫磺，能有效緩解我國(guó)因硫磺產(chǎn)量不足對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約。與眾多回收方法相比，真空蒸餾法安全、高效、無(wú)污染且能富集礦渣中的貴重金屬，但現(xiàn)有研究主要針對(duì)真空蒸餾過(guò)程中某單一因素，而實(shí)際蒸餾過(guò)程受到多種因素的影響，限制了真空蒸餾方法的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。本論文在研究單因素對(duì)真空蒸餾法回收鉛鋅礦尾礦中硫磺影響的基礎(chǔ)上，利用正交實(shí)驗(yàn)得出主要因素的影響程度和最佳工藝組合條件，總結(jié)推導(dǎo)出真空蒸餾法回收硫磺的經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)

2、模型。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、單一因素實(shí)驗(yàn)中，分別考察了真空度、礦渣粒徑、時(shí)間、抽氣速率、溫度、蒸餾面積和礦渣量等因素對(duì)硫磺蒸出率的影響，在一定條件下，硫磺蒸出量都與某一單因素的大小正相關(guān)，并呈現(xiàn)出相似的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，較好的蒸餾條件下，硫磺的蒸出率均可達(dá)98%以上，回收得到硫磺產(chǎn)品純度可達(dá)99%以上。
　　 2、從礦渣蒸餾前后的X射線熒光光譜分析(XRF)、X射線粉末衍射分析(XRD)和掃描電鏡(SEM)等性質(zhì)表征

3、結(jié)果可以看到，反應(yīng)前的主要成分為單質(zhì)硫，而蒸餾后礦渣中硫磺的特征衍射峰基本消失，出現(xiàn)的主要衍射峰為PbFe(SO4)4(OH)12、ZnSO4.FeS2.SiO2等的特征衍射峰，說(shuō)明殘?jiān)鼮樯鲜鰩追N物質(zhì)的混合相，基本不存在單質(zhì)硫磺；蒸餾前的礦渣粒徑多為10μm以上，表面光滑；蒸餾后的殘?jiān)鼧悠稴EM圖譜顯現(xiàn)出粗糙的表面，粒徑大小不一，棱角分明，多數(shù)粒徑小于2μm，間接證實(shí)礦渣中的硫磺已經(jīng)被完全蒸出。
　　 3、正交試驗(yàn)結(jié)果和主次因素

4、分析表明，影響真空蒸餾硫磺蒸出量的主要四個(gè)因素中，影響程度大小依次為溫度>時(shí)間>抽氣速率>物料量；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，得到本實(shí)驗(yàn)的最佳工藝組合條件為抽氣速率2 L/S、溫度300℃、時(shí)間35 min、物料量30 g，并通過(guò)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。
　　 4、在上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)生長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型，我們歸納得到真空蒸餾法回收硫磺的數(shù)學(xué)模型y=M×m/1+10 K1+K2t，為驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，特設(shè)計(jì)一組條件為溫度280℃、抽氣