脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼基础研究

基本信息
批准号:51474248
项目类别:面上项目
资助金额:86.00
负责人:戴曦
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邬建辉,戴艳阳,徐兴亮,李良斌,陈晓晨,周康洁
关键词:
富氧直接熔炼脆硫铅锑精矿
结项摘要

The jamesonite ore existing in our country is a kind of complex polymetallic sulfide ores of high value in use. At present, its production process consists of boiling roasting- sintering- blast furnace reduction smelting - reverberatory furnace blowing- reverberatory furnace reduction smelting. The low level of equipment and technology lead to low metal recovery, high energy consumption and serious environmental pollution problems. Herein we propose a new oxygen-enriched direct smelting process of Jamesonite concentrates, which has merits of short flowsheet, energy saving and being environmental-friendly, etc. The main subjects in this study are list as followed: studying the decomposition behavior of the main metal compounds in raw material at different temperatures; calculating the relationship between Gibbs free energy of core reactions and the temperature in smelting process; Building the thermodynamic system of oxygen-enriched direct smelting by drawing the logPO2-logPS2 predominance diagrams of Pb-Sb-S-O system; investigating the transition rules of sulfides, oxides and the metal, and revealing the reaction mechanism of the smelting process; determining reasonable slag phase composition by the combination of calculated software results and experimental data; studying the distribution discipline and influencing factors of valuable elements in alloy-slag phase so as to establish process optimization and control mechanism. This study is aimed to establish a technical model and provide with theoretical guidance for oxygen-enriched direct smelting of Jamesonite concentrates, which can also be applied to other Pb-Sb complex sulfide ores.

我国脆硫铅锑矿为复杂多金属硫化矿,具有极高的资源利用价值。目前其生产工艺为沸腾焙烧-烧结=鼓风炉还原熔炼-反射炉吹炼-反射炉还原熔炼,装备和技术水平的落后导致金属回收率低、能耗高、环境污染严重等问题。我们提出脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼新工艺,具有流程短、绿色环保、高效节能等优点。本课题主要研究:原料中主要金属化合物在高温下的热分解行为;计算熔炼过程主要反应的吉布斯自由能随温度的变化关系,绘制不同温度Pb-Sb-S-O系logPO2-logPS2优势区图,构建富氧直接熔炼热力学体系;研究熔炼过程硫化物、氧化物、金属间的转变规律,揭示熔炼过程反应机理;通过热力学软件计算并结合实验研究,确定合理渣相组成;研究有价元素在合金-渣相间的分配规律及其影响因素,建立过程优化与调控机制。为脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼提供技术原型和理论指导,也为其它铅锑复合硫化矿的富氧直接熔炼提供理论指导。

项目摘要

开展脆硫铅锑精矿富氧强化熔炼直接提取铅锑合金新工艺研究,对提高我国复杂铅锑矿冶炼技术水平和锑工业可持续发展意义重大。本项目以广西脆硫铅锑精矿为对象,以富氧直接熔炼提取铅锑合金为目标,主要完成如下工作:(1)查明了脆硫铅锑精矿及其热分解产物中铅、锑的物相组成与赋存状态;(2)建立了脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼一步得到铅锑合金的热力学基础,明确了复杂铅锑硫化矿直接熔炼获得铅锑合金的热力学条件;(3)揭示了脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼过程反应机理和锑、铁进入合金的内在原因;(4)确定了脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼合理渣相组成;(5)查明了脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼过程优化与调控机制。. 在氧化熔炼温度1250℃,富氧浓度60%vol,反应时间60min,Fe/SiO2 1.1,CaO/SiO2 0.9条件下,脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼铅锑合金品位> 97%、合金直收率>80%、渣含金属(Pb+Sb)<1%,氧化熔炼炉渣无需还原熔炼即可直接烟化,真正实现脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼一步获得铅锑合金。. 本研究突破传统锑冶炼方法,创新性提出富氧强化熔炼技术一步提取铅锑合金,构建铅锑复杂矿富氧直接熔炼的热力学体系,揭示脆硫铅锑精矿中铅、锑及其伴生有价元素在熔炼过程中的行为及其调控机制,不仅为脆硫铅锑精矿富氧直接熔炼新工艺提供技术原型和理论指导,也可为其它铅锑复合矿的富氧直接熔炼提供理论指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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