【摘 要】
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闪锌矿氧压浸出工艺产出大量含有单质硫磺的高硫渣,具有良好的回收利用价值,但锌冶炼高硫渣矿相包裹嵌布复杂,使得后续硫磺直收率较低。本论文为了明晰锌冶炼高硫渣中组分赋存特性,研究硫磺和不同矿相之间包裹规律,采用工艺矿物学初步明晰高硫渣中各组分之间赋存特性,而后采用透明高压釜和高速摄像机联用的方法,探索硫磺和不同矿相之间包裹规律,为提高锌冶炼高硫渣中硫磺回收率提供了理论指导和依据。首先对锌冶炼高硫渣进行
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51804136,52064021);
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闪锌矿氧压浸出工艺产出大量含有单质硫磺的高硫渣,具有良好的回收利用价值,但锌冶炼高硫渣矿相包裹嵌布复杂,使得后续硫磺直收率较低。本论文为了明晰锌冶炼高硫渣中组分赋存特性,研究硫磺和不同矿相之间包裹规律,采用工艺矿物学初步明晰高硫渣中各组分之间赋存特性,而后采用透明高压釜和高速摄像机联用的方法,探索硫磺和不同矿相之间包裹规律,为提高锌冶炼高硫渣中硫磺回收率提供了理论指导和依据。首先对锌冶炼高硫渣进行工艺矿物学分析,对浸出渣物相组成、元素含量、嵌布关系进行了明晰。锌冶炼高硫渣中硫的含量为59.36%,其中,有43.18%以单质硫的形式存在,占总硫的72.75%。其它含硫矿物可分为金属硫化物和硫酸盐两类。其中,金属硫化物主要为闪锌矿,其次为黄铁矿;硫酸盐矿物主要为硫酸钙,其它脉石矿物主要为石英、云母、单质碳等。根据工艺矿物学分析结果,选取浸出渣中含量较高的五种矿物—黄铁矿、闪锌矿、云母、石英、石膏作为研究对象,并分别以上述五种材料制作基板,通过透明高压釜和高速摄像机联用的方法,考察了温度、添加剂含量、硫酸浓度、氧分压等工艺条件对不同基板和硫磺之间润湿角的影响。实验结果表明,随温度升高,不同基板和硫磺之间润湿角逐渐减小,在130℃左右达到稳定。随添加剂含量提高,不同基板和硫磺之间润湿角逐渐增大,而后趋于稳定,说明通过加入木质素磺酸钙可以减小矿物和硫磺之间的包裹。随氧分压提高,不同矿物和硫磺之间润湿角逐渐增大,说明提高氧分压同样可以减小矿物和硫磺之间的包裹。随着酸度提高,闪锌矿、黄铁矿、石膏、石英这四种矿物和硫磺之间的润湿角迅速减小,而云母和硫磺之间润湿角反而增大,这应该是和矿物本身性质有关。五种矿物和硫磺之间润湿角从大到小顺序为:石膏>闪锌矿>石英>云母>黄铁矿,因此黄铁矿更容易和硫磺互相包裹,而石膏则更困难。通过和实际浸出渣中硫磺与不同矿相间赋存规律对比,模拟实验得出的规律和实际浸出渣中规律一致。最后,采用因次分析,对不同条件下不同基板和硫磺润湿角实验数据进行数学拟合,通过建立数学模型,对比了不同因素对润湿角的影响强弱程度,得到了润湿角的准数方程。
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