有色重金屬冶煉廢渣硫化法回收過程特徵研究

《有色重金屬冶煉廢渣硫化法回收過程特徵研究》是依託中南大學，由閔小波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有色重金屬冶煉廢渣硫化法回收過程特徵研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：閔小波
• 依託單位：中南大學

項目摘要

有色重金屬冶煉廢渣隨著有色金屬產量的增加而逐年遞增，年排放量已過千萬噸，其中含有不少銅、鉛、鋅、鎘等有價金屬，綜合利用率不到50%，造成環境污染和資源浪費嚴重。由於廢渣來源廣泛、種類繁多、性質差異很大，目前浸出技術在回收效率、技術經濟性及二次污染等方面存在問題，難以形成產業化共性技術。基於硫化礦形成原理，提出廢渣硫化-浮選法回收金屬硫化物精礦的新思路，前期初步研究發現突破該技術的關鍵瓶頸在於認知廢渣中重金屬深度硫化轉化、硫化物晶體生長規律並實現其有效調控。擬研究：（1）固體物相中重金屬與氧、硫的鍵合作用關係，（2）重金屬硫化反應機制、硫化物生長機制及礦化結晶動力學研究，（3）廢渣中硫化物與殘渣的界面作用，（4）硫化法回收人造硫化礦的工藝特徵。通過本項目研究，旨在豐富重金屬冶煉廢渣硫化處理方法的理論體系，形成重金屬冶煉廢渣硫化法回收人造硫化礦的新技術過程特徵原型。

結題摘要

有色重金屬冶煉廢渣含鋅、鉛、銅等有價金屬，不適當的處理易造成嚴重的環境污染和資源浪費。由於廢渣來源廣泛、種類繁多、性質差異大，迫切需要研發資源化處理的共性關鍵技術。基於硫化礦形成原理，提出廢渣硫化-浮選法回收金屬硫化物精礦的新思路。項目研究結果表明無論在液相中抑或固相中，通過施加外場都能實現重金屬的硫化轉化。機械力化學硫化為自蔓延反應機制，其發生的必要條件為絕熱反應溫度>1300K；鉛鋅氫氧化物的水熱硫化涉及重金屬化合物的表面水解、水解產物的硫化轉化、硫化物的聚集生長等過程，其硫化轉化過程符合收縮核反應模型，硫化鋅、硫化鉛晶體生長為Ostwald成熟過程，晶體生長是小顆粒溶解、大顆粒長大的過程，因此晶體生長較為緩慢，晶粒細小；在一定條件下，廢渣中的鈣質可促進或不影響重金屬化合物的硫化轉化，但細小的硫化物極易黏附在生成的鈣質礦物表面，造成鈣鋅分離難題；鐵酸鋅、矽酸鋅等複雜物相可通過硫化焙燒轉化為硫化物，其硫化轉化為硫蒸氣誘導的界面硫氧交換機制；以廢水中和渣為代表，開展了其水熱硫化回收硫化物研究，基於硫化物與鈣脈石界面作用、硫化轉化及硫化物回收工藝特徵的研究，提出了硫酸鈣水化轉化促進硫化物分離與回收新工藝；以鋅浸渣和異極礦為典型代表，研究了其硫化焙燒工藝特徵，通過硫化產物預處理（如球磨等）、三氧化二鐵的磁選回收、硫化物的浮選回收，可實現硫化物的富集和回收。項目研究結果極大地豐富了廢渣硫化法回收重金屬硫化物的基礎理論體系，形成了有色重金屬冶煉廢渣水熱硫化、機械硫化、硫化焙燒等技術原型。