低品位氧化鋅礦元素硫歧化礦相重構(gòu)基礎(chǔ)研究

本項(xiàng)目以我國儲量豐富的低品位氧化鋅礦為研究對象，采用元素硫歧化反應(yīng)為基本化學(xué)原理，重點(diǎn)解決壓力場下低品位氧化鋅礦硫化轉(zhuǎn)化礦相重構(gòu)機(jī)理，建立其基礎(chǔ)理論。項(xiàng)目結(jié)題時已全面完成任務(wù)書規(guī)定的研究內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，構(gòu)建了低品位氧化鋅礦元素硫歧化礦相重構(gòu)的基礎(chǔ)理論體系，在國內(nèi)外核心刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文14篇，其中SCI/EI收錄8篇，培養(yǎng)博士/碩士研究生3名，申請并公開國家發(fā)明專利2項(xiàng)。

低品位氧化鋅礦是重要的有色金屬礦產(chǎn)資源，是一種難選冶的鋅礦石。本項(xiàng)目采用加壓濕法冶金技術(shù)，利用元素硫歧化反應(yīng)，對低品位氧化鋅礦進(jìn)行硫化轉(zhuǎn)化礦相重構(gòu)，達(dá)到增大有用礦物與脈石之間性質(zhì)差異，有利于氧化鋅礦物高效選礦分離的目的。在對低品位氧化鋅礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，通過熱力學(xué)分析、系統(tǒng)及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，研究氧化鋅礦物組成、溫度、液固比、硫磺用量、反應(yīng)時間等參數(shù)對礦相重構(gòu)產(chǎn)物組成的影響，確定優(yōu)化工藝技術(shù)參數(shù)；研究硫化轉(zhuǎn)化溶液性質(zhì)、氧化鋅礦物硫化、新礦相形成、晶體成核、發(fā)育和長大過程、元素硫歧化反應(yīng)對鋅、鉛、鐵單礦物化合物硫化轉(zhuǎn)化行為的影響及多元反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)，揭示壓力場下元素硫歧化礦相重構(gòu)反應(yīng)過程的限制性環(huán)節(jié)，鋅、鉛、鐵礦物化合物礦相重構(gòu)機(jī)理和動力學(xué)模型及其理論；研究氧化鋅礦-人造硫化礦礦物學(xué)特性的變化規(guī)律，突破關(guān)鍵技術(shù)，建立壓力場下低品位氧化鋅礦元素硫歧化礦相重構(gòu)基礎(chǔ)理論和技術(shù)原型。

低品位級化鋅礦富集(concentration of zinc from low-grade zinc oxide ore)用火法富集法提高氧化鋅礦或含鋅物料品位的鋅爐料準(zhǔn)備方法。低品位氧化鋅礦物的可選性差，多采用火法富集產(chǎn)出粗氧化鋅，再進(jìn)一步提取金屬鋅?；鸱ǜ患姆椒ㄓ谢剞D(zhuǎn)窯揮發(fā)法和煙化護(hù)煙化法 。

針對我國低品位氧化鉛鋅礦浮選以及綜合利用較為困難的問題，運(yùn)用界面化學(xué)理論與浮選實(shí)踐相結(jié)合，研究氧化鉛鋅礦表面性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)與其可浮性的關(guān)系；氧化鉛鋅礦礦漿浮選溶液化學(xué)機(jī)制與深度硫化后可浮性的規(guī)律；氧化鉛鋅礦深度硫化體系專屬浮選藥劑分子結(jié)構(gòu)組裝設(shè)計；深度硫化體系對微細(xì)粒氧化鉛鋅礦顆粒分散與凝聚規(guī)律關(guān)系影響。最終找到調(diào)控氧化鉛鋅礦深度硫化高效浮選的最佳界面化學(xué)參數(shù)，以期提高我國氧化鉛鋅礦的資源利用水平。

回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法是用碳質(zhì)還原劑于約1273K溫度下，將置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的低品位氧化鋅礦還原，產(chǎn)出的金屬鋅以蒸氣形態(tài)揮發(fā)出來后，在煙氣中氧化并帶至收塵設(shè)備中，經(jīng)收集得到含鋅品位符合冶煉要求的氧化鋅粉。意大利的維斯麥港鉛鋅聯(lián)合企業(yè)(The ISF Complex at Porto Vesme)采用回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā)法處理含鋅大于7.8%，含鉛大于1.2%的氧化鋅礦，產(chǎn)出含鋅60%、含鉛10%的粗氧化鋅，而后與硫化鋅精礦混合后進(jìn)行燒結(jié)培燒、效風(fēng)護(hù)煉鋅和粗鋅精餾，產(chǎn)出精餾鋅，該企業(yè)的設(shè)計年處理氧化鋅礦能力為45萬t 。