硫化銻精礦還原固硫焙燒清潔提取工藝研究
發(fā)布時間:2021-05-09 21:38
金屬銻是重要的戰(zhàn)略資源,全世界60%的銻資源集中在中國,目前主要采用火法工藝提取,存在流程長、能耗高和低濃度SO2污染問題。而濕法工藝又存在廢水量大、提取效率低和設備腐蝕等問題,急需開發(fā)綠色、經(jīng)濟的銻冶煉方法。因而本文提出基于還原固硫焙燒的硫化銻精礦提取新工藝。以ZnO為固硫劑、碳粉為還原劑,經(jīng)低溫焙燒直接得到金屬銻,后續(xù)通過選礦方法分離銻。新工藝具有低碳、固硫、經(jīng)濟的優(yōu)勢。首先對Sb2S3-ZnO-C體系進行了熱力學分析,Sb-S-O和Sb-Zn-S-O體系的優(yōu)勢區(qū)圖表明,Sb2S3可以直接轉化為金屬銻,且隨著溫度升高,Sb和Zn20S的共存穩(wěn)定區(qū)對氧分壓和硫分壓的要求降低,易于實現(xiàn)控制。對體系中可能發(fā)生反應的ΔGTθ計算結果表明,Sb2S3、ZnO與C之間的還原固硫反應在500-1000℃的溫度范圍內其ΔGTθ均小于零,說明Sb2
【文章來源】:湖南工業(yè)大學湖南省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 概述
1.2.1 銻及其化合物的物化性質
1.2.2 銻及其化合物的用途
1.2.3 銻的礦物資源及分布
1.3 銻的冶煉方法
1.3.1 火法煉銻工藝
1.3.2 濕法煉銻工藝
1.4 本研究課題的意義和內容
1.4.1 本課題的意義
1.4.2 研究內容
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料與儀器設備
2.1.1 實驗藥品及耗材
2.1.2 實驗儀器設備
2.2 實驗方法
2.2.1 焙燒實驗方法
2.2.2 動力學分析方法
2.2.3 選礦分離方法
2.2.4 分析方法
第三章 焙燒過程熱力學研究
3.1 優(yōu)勢區(qū)域分析
3.2 吉布斯自由能計算
3.2.1 Sb_2S_3-ZnO體系
3.2.2 Sb_2S_3-ZnO-C體系
3.3 平衡模擬計算
3.3.1 溫度對反應平衡的影響
3.3.2 ZnO量對反應平衡的影響
3.3.3 碳粉量對反應平衡的影響
3.4 本章小結
第四章 焙燒過程動力學研究
4.1 計算方法
4.2 Sb_2S_3-ZnO體系動力學
4.2.1 Sb_2S_3-ZnO熱重分析
4.2.2 Sb_2S_3-ZnO體系動力學
4.3 Sb_2S_3-ZnO-C體系動力學
4.3.1 Sb_2S_3-ZnO-C熱重分析
4.3.2 Sb_2S_3-ZnO-C體系動力學
4.4 本章小結
第五章 硫化銻還原固硫焙燒焙燒過程分析
5.1 硫化銻還原固硫焙燒反應機理研究
5.2 硫化銻還原固硫焙燒工藝條件優(yōu)化
5.2.1 溫度對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.2 碳粉粒度對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.3 氧化鋅量對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.4 焙燒時間對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.5 降溫速度對硫化銻還原焙燒產(chǎn)物形貌的影響
5.3 硫化銻還原固硫焙燒-選別分離驗證實驗
5.3.1 硫化銻精礦還原固硫焙燒擴大實驗
5.3.2 金銻礦還原固硫焙燒產(chǎn)物選礦試驗
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間主要的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Fe/SiO2和CaO/SiO2質量比對脆硫鉛銻精礦富氧直接熔煉過程合金直收率及渣中金屬含量的影響(英文)[J]. 張忠堂,戴曦. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2020(02)
[2]有色金屬的綠色環(huán)保冶金方法[J]. 劉樂樂. 世界有色金屬. 2019(19)
[3]論冶金企業(yè)與環(huán)境的和諧發(fā)展[J]. 賀啟航. 中國金屬通報. 2019(11)
[4]中國銻鉍冶金現(xiàn)狀及進展[J]. 王成彥,邵爽,馬保中,李祥,陳永強,邢鵬. 有色金屬(冶煉部分). 2019(08)
[5]輝銻礦富氧熔池熔煉的工藝研究[J]. 張家靚,楊旭,鄧衛(wèi)華,陳永強,王成彥. 有色金屬(冶煉部分). 2019(03)
[6]保護我國優(yōu)勢資源銻的方法探析[J]. 陳鵬,郭紅. 中國金屬通報. 2018(06)
[7]脆硫鉛銻精礦富氧直接熔煉過程的Fe元素行為[J]. 陳敏,戴曦,張忠堂,陳曉晨. 中國有色金屬學報. 2018(06)
[8]淺析我國銻業(yè)的發(fā)展方向[J]. 趙工業(yè). 中國金屬通報. 2018(05)
[9]富氧側吹熔池熔煉處理低品位含鉛物料問題分析及措施[J]. 歐志光. 湖南有色金屬. 2017(06)
[10]從銅陽極泥分銻富集物中浸出銻的機理研究[J]. 廖春發(fā),曾顏亮,金軍,姜平國,賴建林. 有色金屬工程. 2017(06)
博士論文
[1]復雜銻鉛礦礦漿電解工藝及理論研究[D]. 王成彥.昆明理工大學 2002
碩士論文
[1]資源枯竭城市地質環(huán)境代價初步核算及轉型路徑研究[D]. 李華.中國地質大學(北京) 2016
[2]脆硫鉛銻精礦真空蒸餾的實驗研究[D]. 王威.昆明理工大學 2015
[3]輝銻礦富氧揮發(fā)熔池熔煉工藝及渣型研究[D]. 周康潔.中南大學 2014
[4]鉍精礦富氧熔池熔煉的工藝及基礎研究[D]. 李俊.中南大學 2013
[5]輝銻礦Na2CO3-KCl熔鹽體系低溫固硫清潔煉銻新工藝研究[D]. 劉小文.中南大學 2012
[6]金銻礦Na2CO3-NaCl低溫熔鹽體系一步煉銻新工藝研究[D]. 葉龍剛.中南大學 2012
[7]硫化銻精礦濕法清潔冶金新工藝研究[D]. 高亮.中南大學 2011
[8]方鉛礦及脆硫鉛銻礦的浸出新工藝研究[D]. 王俊中.昆明理工大學 2001
本文編號:3178068
【文章來源】:湖南工業(yè)大學湖南省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 概述
1.2.1 銻及其化合物的物化性質
1.2.2 銻及其化合物的用途
1.2.3 銻的礦物資源及分布
1.3 銻的冶煉方法
1.3.1 火法煉銻工藝
1.3.2 濕法煉銻工藝
1.4 本研究課題的意義和內容
1.4.1 本課題的意義
1.4.2 研究內容
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料與儀器設備
2.1.1 實驗藥品及耗材
2.1.2 實驗儀器設備
2.2 實驗方法
2.2.1 焙燒實驗方法
2.2.2 動力學分析方法
2.2.3 選礦分離方法
2.2.4 分析方法
第三章 焙燒過程熱力學研究
3.1 優(yōu)勢區(qū)域分析
3.2 吉布斯自由能計算
3.2.1 Sb_2S_3-ZnO體系
3.2.2 Sb_2S_3-ZnO-C體系
3.3 平衡模擬計算
3.3.1 溫度對反應平衡的影響
3.3.2 ZnO量對反應平衡的影響
3.3.3 碳粉量對反應平衡的影響
3.4 本章小結
第四章 焙燒過程動力學研究
4.1 計算方法
4.2 Sb_2S_3-ZnO體系動力學
4.2.1 Sb_2S_3-ZnO熱重分析
4.2.2 Sb_2S_3-ZnO體系動力學
4.3 Sb_2S_3-ZnO-C體系動力學
4.3.1 Sb_2S_3-ZnO-C熱重分析
4.3.2 Sb_2S_3-ZnO-C體系動力學
4.4 本章小結
第五章 硫化銻還原固硫焙燒焙燒過程分析
5.1 硫化銻還原固硫焙燒反應機理研究
5.2 硫化銻還原固硫焙燒工藝條件優(yōu)化
5.2.1 溫度對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.2 碳粉粒度對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.3 氧化鋅量對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.4 焙燒時間對硫化銻還原固硫焙燒的影響
5.2.5 降溫速度對硫化銻還原焙燒產(chǎn)物形貌的影響
5.3 硫化銻還原固硫焙燒-選別分離驗證實驗
5.3.1 硫化銻精礦還原固硫焙燒擴大實驗
5.3.2 金銻礦還原固硫焙燒產(chǎn)物選礦試驗
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間主要的研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Fe/SiO2和CaO/SiO2質量比對脆硫鉛銻精礦富氧直接熔煉過程合金直收率及渣中金屬含量的影響(英文)[J]. 張忠堂,戴曦. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2020(02)
[2]有色金屬的綠色環(huán)保冶金方法[J]. 劉樂樂. 世界有色金屬. 2019(19)
[3]論冶金企業(yè)與環(huán)境的和諧發(fā)展[J]. 賀啟航. 中國金屬通報. 2019(11)
[4]中國銻鉍冶金現(xiàn)狀及進展[J]. 王成彥,邵爽,馬保中,李祥,陳永強,邢鵬. 有色金屬(冶煉部分). 2019(08)
[5]輝銻礦富氧熔池熔煉的工藝研究[J]. 張家靚,楊旭,鄧衛(wèi)華,陳永強,王成彥. 有色金屬(冶煉部分). 2019(03)
[6]保護我國優(yōu)勢資源銻的方法探析[J]. 陳鵬,郭紅. 中國金屬通報. 2018(06)
[7]脆硫鉛銻精礦富氧直接熔煉過程的Fe元素行為[J]. 陳敏,戴曦,張忠堂,陳曉晨. 中國有色金屬學報. 2018(06)
[8]淺析我國銻業(yè)的發(fā)展方向[J]. 趙工業(yè). 中國金屬通報. 2018(05)
[9]富氧側吹熔池熔煉處理低品位含鉛物料問題分析及措施[J]. 歐志光. 湖南有色金屬. 2017(06)
[10]從銅陽極泥分銻富集物中浸出銻的機理研究[J]. 廖春發(fā),曾顏亮,金軍,姜平國,賴建林. 有色金屬工程. 2017(06)
博士論文
[1]復雜銻鉛礦礦漿電解工藝及理論研究[D]. 王成彥.昆明理工大學 2002
碩士論文
[1]資源枯竭城市地質環(huán)境代價初步核算及轉型路徑研究[D]. 李華.中國地質大學(北京) 2016
[2]脆硫鉛銻精礦真空蒸餾的實驗研究[D]. 王威.昆明理工大學 2015
[3]輝銻礦富氧揮發(fā)熔池熔煉工藝及渣型研究[D]. 周康潔.中南大學 2014
[4]鉍精礦富氧熔池熔煉的工藝及基礎研究[D]. 李俊.中南大學 2013
[5]輝銻礦Na2CO3-KCl熔鹽體系低溫固硫清潔煉銻新工藝研究[D]. 劉小文.中南大學 2012
[6]金銻礦Na2CO3-NaCl低溫熔鹽體系一步煉銻新工藝研究[D]. 葉龍剛.中南大學 2012
[7]硫化銻精礦濕法清潔冶金新工藝研究[D]. 高亮.中南大學 2011
[8]方鉛礦及脆硫鉛銻礦的浸出新工藝研究[D]. 王俊中.昆明理工大學 2001
本文編號:3178068
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