硫化銅礦物微波輔助焙燒工藝及機(jī)理研究.pdf

1、本文在有CaCO<,3>存在的條件下將微波加熱用于硫化銅礦物的氧化焙燒,然后進(jìn)行氨浸,既消除了SO<,2>對(duì)環(huán)境的污染,又加速了焙燒反應(yīng)的進(jìn)行,銅的浸出率可達(dá)97.4﹪.該方法是一種高效、節(jié)能、無污染的煉銅新工藝,具有較好的應(yīng)用前景.對(duì)微波輻射下CuS-CaCO<,3>和CuFeS<,2>-CaCO<,3>體系的升溫特性的研究表明,物料的升溫速率隨著微波輻射功率的增加而增加,隨著物料中碳酸鈣含量的增加而減小,物料的溫度隨著時(shí)間的增加而提

2、高,并且對(duì)于CuS-CaCO<,3>體系當(dāng)其溫度達(dá)到470K左右以后物料的升溫速率將明顯增大,而對(duì)于CuFeS<,2>-CaCO<,3>體系在500~600K左右以后物料的升溫速率將明顯減小.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出,CuS-CaCO<,3>體系以及CuFeS<,2>-CaCO<,3>體系在常規(guī)加熱條件下的氧化焙燒過程都受界面化學(xué)反應(yīng)控制,并且在本文中對(duì)其過程的速率方程的表達(dá)式也進(jìn)行了推導(dǎo).對(duì)加碳酸鈣的黃銅礦和不加碳酸鈣的黃銅礦的差熱差

3、重曲線及產(chǎn)物的X-射線衍射結(jié)果的分析得出,兩種物料的反應(yīng)過程都分成兩個(gè)階段:在第一個(gè)階段,Cu的物相轉(zhuǎn)化為CuSO<,4>,物料表現(xiàn)為增重,過程為放熱反應(yīng),并且這個(gè)過程中的未加CaCO<,3>的黃銅礦的活化能為1 59.5kJ/mol,而加了CaCO<,3>以后的活化能降為121.1kJ/mol;在第二個(gè)階段,CuSO<,4>分解生成CuO,物料表現(xiàn)為失重,過程為吸熱反應(yīng),其中未加CaCO<,3>的黃銅礦的活化能為242.2kJ/mol

4、,加了CaCO<,3>以后的活化能為182.9kJ/mol.所以CaCO<,3>起到了降低反應(yīng)活化能的作用.與常規(guī)加熱相比微波加熱能顯著提高焙燒反應(yīng)速率,CuS-CaCO<,3>體系和CuFeS<,2>-CaCO<,3>體系的焙燒反應(yīng)速率增加因子分別大于4.7和3.5,并且隨著反應(yīng)的進(jìn)行速率增加因子還會(huì)繼續(xù)增加,最高可達(dá)14和1O.在對(duì)兩個(gè)體系的速率增加因子比較的基礎(chǔ)上可知,微波對(duì)CuS-CaCO<,3>體系氧化焙燒反應(yīng)的促進(jìn)作用更為明