低温熔盐中硫化锑还原固硫熔炼机理及工艺研究
发布时间：2021-02-22 17:45
本研究为国家自然科学基金重点项目（No.51234009）和青年科学基金项目（No.51104182）以及国家科技支撑计划（No.2012BAC12B02）资助课题。针对我国传统火法炼锑工艺中普遍存在熔炼温度高、烟尘排放量大且SO2浓度低、能源能耗大、生产成本高等一系列严峻问题。本论文提出了一种“节能、高效、环保”的绿色冶炼工艺——“低温熔盐中硫化锑精矿还原固硫熔炼工艺”。该工艺改变了传统火法炼锑工艺中先进行挥发焙烧或挥发熔炼,再进行还原熔炼的技术路线,通过熔盐介质将挥发熔炼和还原熔炼完美地结合在一起,从根本上彻底解决了低浓度SO2的排放问题,并大幅降低熔炼温度。本论文以硫化锑为研究对象,在探索实验的基础上,针对固硫剂（ZnO、FeO）、熔盐（Na2CO3-NaCl）与硫化锑的反应行为,计算并分析了体系反应热力学条件、行为及途径；采用纯物质为原料进一步研究了还原固硫反应机理和途径,从而推断体系内主要反应的反应途径及锑、锌、铁、钠等组分的物相结构和形态的变化规律；在以上研究的基础上开发并研究了低温熔盐中硫化锑精矿还原固硫熔炼新工艺。热力学计算结果表明,在700K-1300K（427℃-1...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应(2-6)至反应(2-9)的AG?-T关系图
属及其氧化物、硫化物等物相在还原固硫反应过程中相关反应的么6@与丁的关系，其结果如图2-2所示。从图2-2可知，在700K到1300K(427°C到1027°C)的温度范围内，FeO可以与SbsSj在还原剂作用下，自发进行还原固硫反应，如反应(2-11)和(2-12)所示，结合铁氧化物固体碳还原的热力学平衡图[1°5]可知，在此体系中，参与硫化铺固硫还原反应的铁氧化物，主要为氧化亚铁。同时，从上图也可以看出，当温度超过1000K (727T：)时，铁氧化物的还原反应(2-12)即可自发进行
金属及其氧化物、硫化物等物相在固硫还原过程中固相反应的么0@与丁的关系，其结果如图2-3所示。从图2-3中可以得到以下结论：①当温度不超过1100K (827°C)时，由于NazCOj与Sb2S3之间的固硫还原反应的AG￥〉O，故从热力学角度，将不能自发进行；②当反应温度超过1100K (827°C)时，由于热力学驱动力的不断提高，Na2C03与SbzSs之间的反应(2-14)和(2-15)的AGg开始为负，说明在溶炼过程中，Na2C03会与Sb2S3反应并生成NazS;③虽然从热力学角度得知，Na2C03会参与到体系的反应中，但是从反应(2-16)和(2-17)可以看出，固硫剂ZnO或者FeO会与其产物Na^S反应并实现NajCCb的再生。-24-
【参考文献】：
期刊论文
[1]废弃电路板多金属粉末低温碱性熔炼过程的元素行为[J]. 郭学益,刘静欣,田庆华. 中国有色金属学报. 2013(06)
[2]“双闪”铜冶炼工艺研究进展[J]. 余亮良,施群,袁剑平. 有色冶金设计与研究. 2013(01)
[3]采用硫化-真空蒸馏法从铜砷锑多元合金中回收铜[J]. 杨先凯,杨斌,熊恒,徐宝强,戴永年,刘大春. 中南大学学报(自然科学版). 2012(12)
[4]由辉锑矿低温固硫熔炼制取粗锑[J]. 刘小文,杨建广,伍永田,李静,唐朝波,陈永明,唐谟堂. 中国有色金属学报. 2012(10)
[5]硫化锑精矿低温熔炼新工艺[J]. 叶龙刚,唐朝波,唐谟堂,杨建广,陈永明,杨声海,何静. 中南大学学报(自然科学版). 2012(09)
[6]二次铝灰低温碱性熔炼研究[J]. 郭学益,李菲,田庆华,计坤. 中南大学学报(自然科学版). 2012(03)
[7]硫化锑精矿湿法清洁冶金新工艺[J]. 高亮,杨建广,陈胜龙,刘小文,李静,唐谟堂. 中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]低温碱性熔炼在有色冶金中的应用[J]. 刘静欣,田庆华,程利振,郭学益. 金属材料与冶金工程. 2011(06)
[9]一种辉锑矿湿法清洁冶金新工艺[J]. 杨建英,高亮,杨建广. 湿法冶金. 2011(02)
[10]影响锑鼓风炉挥发熔炼技术经济指标的因素分析[J]. 贾菁华. 有色金属科学与工程. 2010(05)
博士论文
[1]火法—湿法联合工艺综合回收脆硫铅锑矿中有价金属的研究[D]. 谢兆凤.中南大学 2011
[2]铅、锑还原造铳熔炼新方法研究[D]. 唐朝波.中南大学 2003
硕士论文
[1]金锑矿Na2CO3-NaCl低温熔盐体系一步炼锑新工艺研究[D]. 叶龙刚.中南大学 2012
本文编号：3046342
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反应(2-6)至反应(2-9)的AG?-T关系图
属及其氧化物、硫化物等物相在还原固硫反应过程中相关反应的么6@与丁的关系，其结果如图2-2所示。从图2-2可知，在700K到1300K(427°C到1027°C)的温度范围内，FeO可以与SbsSj在还原剂作用下，自发进行还原固硫反应，如反应(2-11)和(2-12)所示，结合铁氧化物固体碳还原的热力学平衡图[1°5]可知，在此体系中，参与硫化铺固硫还原反应的铁氧化物，主要为氧化亚铁。同时，从上图也可以看出，当温度超过1000K (727T：)时，铁氧化物的还原反应(2-12)即可自发进行
金属及其氧化物、硫化物等物相在固硫还原过程中固相反应的么0@与丁的关系，其结果如图2-3所示。从图2-3中可以得到以下结论：①当温度不超过1100K (827°C)时，由于NazCOj与Sb2S3之间的固硫还原反应的AG￥〉O，故从热力学角度，将不能自发进行；②当反应温度超过1100K (827°C)时，由于热力学驱动力的不断提高，Na2C03与SbzSs之间的反应(2-14)和(2-15)的AGg开始为负，说明在溶炼过程中，Na2C03会与Sb2S3反应并生成NazS;③虽然从热力学角度得知，Na2C03会参与到体系的反应中，但是从反应(2-16)和(2-17)可以看出，固硫剂ZnO或者FeO会与其产物Na^S反应并实现NajCCb的再生。-24-
【参考文献】：
期刊论文
[1]废弃电路板多金属粉末低温碱性熔炼过程的元素行为[J]. 郭学益,刘静欣,田庆华. 中国有色金属学报. 2013(06)
[2]“双闪”铜冶炼工艺研究进展[J]. 余亮良,施群,袁剑平. 有色冶金设计与研究. 2013(01)
[3]采用硫化-真空蒸馏法从铜砷锑多元合金中回收铜[J]. 杨先凯,杨斌,熊恒,徐宝强,戴永年,刘大春. 中南大学学报(自然科学版). 2012(12)
[4]由辉锑矿低温固硫熔炼制取粗锑[J]. 刘小文,杨建广,伍永田,李静,唐朝波,陈永明,唐谟堂. 中国有色金属学报. 2012(10)
[5]硫化锑精矿低温熔炼新工艺[J]. 叶龙刚,唐朝波,唐谟堂,杨建广,陈永明,杨声海,何静. 中南大学学报(自然科学版). 2012(09)
[6]二次铝灰低温碱性熔炼研究[J]. 郭学益,李菲,田庆华,计坤. 中南大学学报(自然科学版). 2012(03)
[7]硫化锑精矿湿法清洁冶金新工艺[J]. 高亮,杨建广,陈胜龙,刘小文,李静,唐谟堂. 中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]低温碱性熔炼在有色冶金中的应用[J]. 刘静欣,田庆华,程利振,郭学益. 金属材料与冶金工程. 2011(06)
[9]一种辉锑矿湿法清洁冶金新工艺[J]. 杨建英,高亮,杨建广. 湿法冶金. 2011(02)
[10]影响锑鼓风炉挥发熔炼技术经济指标的因素分析[J]. 贾菁华. 有色金属科学与工程. 2010(05)
博士论文
[1]火法—湿法联合工艺综合回收脆硫铅锑矿中有价金属的研究[D]. 谢兆凤.中南大学 2011
[2]铅、锑还原造铳熔炼新方法研究[D]. 唐朝波.中南大学 2003
硕士论文
[1]金锑矿Na2CO3-NaCl低温熔盐体系一步炼锑新工艺研究[D]. 叶龙刚.中南大学 2012
本文编号：3046342
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3046342.html
