硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒新工藝研究.pdf

1、針對國內(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重等缺陷，以及鉍濕法工藝中強氧化劑的強腐蝕性帶來的問題，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，并圍繞交互焙燒過程中硫的固定和轉(zhuǎn)化、浸出過程中除鐵等核心問題，系統(tǒng)的研究了硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒過程相關(guān)理論及其工藝條件實驗，在此基礎上，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，對其過程進行了熱力學計算，并采用熱力學計算軟件FactSage6.2繪制了Bi-Mn-S-O系、Fe-Mn-S-O系及Cu-Mn-S-O熱力學等溫優(yōu)勢區(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上可行。
　　

3、系統(tǒng)考察了硫化鉍礦與軟錳礦交互焙燒過程中焙燒溫度、焙燒時間、配比n(MnO2)/n(S)、通風量、硫化鉍礦粒度及混料方式等工藝條件對硫轉(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℃，焙燒時間為1.5～2h，n(MnO2)/n(S)=1.3～1.6，通風量為80～140 L/h，硫化鉍礦粒度為200～250目，固硫率高達97％以上，硫轉(zhuǎn)化率高達94％。實驗結(jié)果表明:軟錳礦在交互焙燒過程中的固

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℃，時間2h，當n(MnO2)/n(S)≥1.6時，固硫率達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。實驗結(jié)果驗證了熱力學分析的準確性。
　　初步探討了軟錳礦在硫化鉍礦中的固硫機理。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為主，其反應式如下: MeS+1.5O2=MeO+SO2MnO2+SO2=MnSO4
　　對焙燒產(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97.5％，Mn的總收率達69％。水浸渣采用鹽酸浸出，在浸出溫度為50℃、c(HCl)=5 mol/L、