《有色金屬複雜資源低溫鹼性熔煉基礎研究》是依託中南大學，由郭學益擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：有色金屬複雜資源低溫鹼性熔煉基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：郭學益
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國有色金屬工業面臨嚴重的資源、能源和環境約束問題，複雜難處理資源成為主要開發對象，常規冶金工藝難以清潔處理，低溫鹼性熔煉以其高效、高選擇性展示出良好的套用前景。本研究以我國大量的含鈹硫化鉍鉬礦、含金硫化銻礦等複雜一次資源和銅、鉛、錫冶煉過程產生的陽極泥等二次物料為對象，以資源高效清潔處理及有價金屬綜合回收為目標，通過系統深入的基礎理論研究，重點解決複雜資源低溫鹼性熔煉過程冶金關鍵科學問題。①通過低溫鹼性熔體物化性質研究及過程熱力學行為分析，明晰多金屬複雜資源低溫鹼性熔煉體系結構及組元行為；②探討低溫鹼性條件下複雜一次資源還原熔煉、二次資源氧化熔煉過程元素界面作用行為及動力學特徵，揭示低溫鹼性熔煉過程組元互動作用規律；③通過熔鹽體系及熔煉過程多因素作用影響研究，確定最佳化工藝參數及過程調控機制。建立低溫鹼性熔煉過程理論體系，形成低溫鹼性熔煉提取冶金新方法，為有色金屬複雜資源處理提供理論依據。
結題摘要
我國原生資源礦石品位不斷下降，低品位複雜資源成為主要開發對象，現有冶金工藝難以適應，存在金屬回收率低、低濃度SO2煙氣污染嚴重、產生大量高危固廢等問題。本項目以含金硫化銻礦、銅陽極泥等典型有色金屬複雜資源為研究對象，開展了低溫鹼性熔煉處理基礎研究。 （1）開展了低溫鹼性熔煉過程熱力學和熔體物化性質研究。自製β(β″)-Al2O3固體電解質管並構建電池，測定了反應產物Na2SnO3、Na2PbO2、NaSbO3、Na2TeO3等產物的生成自由能以及各熔鋶體系中S活度；測量了NaOH-Na2SO4-Na2S和Na2CO3-Na2SO4-Na2S熔體中CO2的溶解度；測定了NaOH-Na2CO3、NaOH-Na2CO3-Na2SO4等體系熔鹽的軟化點、熔融溫度、粘度、表面張力和密度等性質。 （2）開展了低溫鹼性還原熔煉處理含金硫化銻礦研究。明確了Na2CO3-NaCl共晶熔鹽的物理化學性質；計算了低溫熔鹽煉銻各反應ΔGθ-T關係；確定了還原固硫反應動力學參數；明確了伴生金屬Pb、Bi、Cu以及Al2O3和SiO2脈石行為；以Na2CO3-NaCl為熔煉體系，以ZnO為固硫劑，在700-900ºC溫度下還原固硫熔煉，一步產出粗銻並富集金，銻直收率92.88%、水浸渣含銻1.56%、金捕集率達95%以上，綜合固硫率99.58%，S主要以ZnS和FeS形態存在。 （3）開展了低溫鹼性氧化熔煉處理銅陽極泥研究。明確了NaOH-NaNO3熔鹽的物理化學性質，分析了熔煉過程中各金屬熱力學行為，計算了水溶液中金屬離子的分布狀態。NaOH體系中，Se和As轉化率分別為96%和97%，99%以上的Cu、Pb、Sb、Te及貴金屬富集在渣中；NaOH-NaNO3體系中，Se、As、Pb和Sn轉化率分別為97%、98%、76%和86%，Cu、Sb及貴金屬富集在渣中。針對熔煉-浸出後得到的強鹼溶液和重貴金屬渣，進行了Se、Pb、Sn、Cu、Te、Sb的進一步分離富集探索。 項目建立了低溫鹼性熔煉過程的理論體系，確立了有色金屬複雜資源處理新方法，形成了低溫鹼性熔煉新技術，為重金屬礦產資源的低溫清潔冶金及二次金屬資源中有價金屬提取回收提供了理論依據和技術原型。項目發表學術論文70篇，撰寫專著2本，授權國家發明專利20項，實用新型專利3項，獲省部級科學技術進步獎一等獎3項。
