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《中南大学》 2012年
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金锑矿Na_2CO_3-NaCl低温熔盐体系一步炼锑新工艺研究

叶龙刚  
【摘要】:针对传统火法炼锑存在的冶炼温度高,能耗大、消耗多、生产成本高、环境污染严重等问题,本文提出了低温熔盐炼锑新工艺,该工艺采用纯碱、氯化钠为主要成分的熔盐体系,在温度700-900℃及同时加固硫剂ZnO的情景下,进行低温熔盐固硫熔炼,一步产出粗锑,粗锑中富集了有价金属,大部分熔盐经分离后热态直接返回熔炼,部分参与反应的Na2CO3用湿法工艺回收,生成的ZnS经选矿后可出售也可在焙烧脱硫后循环使用。 对硫化锑低温熔盐熔炼过程进行了热力学分析,计算结果表明:硫化锑与ZnO在有碳还原的条件下的反应可自发进行,同时硫化锑也会与Na2C03反应,但生成的Na2S很快又会被ZnO再生,这些反应在热力学上的趋势很大;对熔炼过程机理进行热力学计算,通过比较每种途径控制步骤的△Gθ发现Sb2S3先和ZnO发生固硫反应生成Sb2O3,再还原成金属锑为主要反应途径; 对硫化锑精矿中主要脉石成分:MgCO3、FeS2、CaCO3、SiO2、Al2O3在熔炼过程的行为进行了热力学分析,结果表明:二氧化硅全部生成可溶性的Na2SiO3,消耗了Na2CO3熔盐。CaCO3和MgCO3在850℃时分解,不与Na2CO3反应。Al2O3和FeS2部分发生反应,消耗Na2C03熔盐,熔炼实验需要不断补加Na2CO3。计算结果表明:AgS、PbS、Cu2S、As203在熔炼条件下发生反应生成金属Ag、Pb、Cu、As进入粗金属,FeS和ZnS在熔炼过程中不发生反应进入熔炼渣中。 以辰州矿业产的含金硫化锑精矿进行低温熔盐熔炼试验,采用单因素法分别考察了熔盐组成、熔炼温度、熔炼时间、熔盐量、固硫剂ZnO量和煤粉量对金属锑直收率和粗锑品位的影响。获得优化实验条件为:熔炼温度850℃、W熔盐/W固体物=5:1、WNa2C03/WyaCl=0.55:0.45、WznO/W理论量=1.0、反应时间1h、4倍理论煤粉量。在此优化条件下进行综合扩大试验,锑的直收率为85.58%,所得粗锑品位为81.93%。 采用XRD分析和DSC-TGA热分析技术,研究了硫化锑精矿在低温熔盐熔炼过程中主要脉石成分的行为。发现其行为与热力学分析结果基本相符合,只是CaCO3部分发生反应。 该工艺熔炼温度大幅降低,减少能源消耗,改善了作业环境,整个熔炼过程没有烟气产生,消除了低浓度SO:烟气对环境的污染,对锑冶炼的技术进步具有重要意义。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TF818

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【参考文献】
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