铅锌尾矿渣中硫磺真空蒸馏回收最优工艺研究及模拟

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1、华中农业大学硕士学位论文铅锌尾矿渣中硫磺真空蒸馏回收最优工艺研究及模拟姓名：刘健枫申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：谭文峰20120605铅锌尾矿渣中硫磺真空蒸馏回收最优工艺研究及模拟摘要硫磺是一种重要的工业原料，回收湿法冶金渣中的硫磺，能有效缓解我国因硫磺产量不足对经济发展的制约。与众多回收方法相比，真空蒸馏法安全、高效、无污染且能富集矿渣中的贵重金属，但现有研究主要针对真空蒸馏过程中某单一因素，而实际蒸馏过程受到多种因素的影响，限制了真空蒸馏方法的大规模工业应用。本论文在研究单因素对真空蒸馏法回收铅锌矿尾矿中硫磺影响的基础上，利用正交实验得出主要因素的

2、影响程度和最佳工艺组合条件，总结推导出真空蒸馏法回收硫磺的经验数学模型。主要研究结果如下：1、单一因素实验中，分别考察了真空度、矿渣粒径、时间、抽气速率、温度、蒸馏面积和矿渣量等因素对硫磺蒸出率的影响，在一定条件下，硫磺蒸出量都与某一单因素的大小正相关，并呈现出相似的规律。实验中，较好的蒸馏条件下，硫磺的蒸出率均可达98％以上，回收得到硫磺产品纯度可达99％以上。2、从矿渣蒸馏前后的X射线荧光光谱分析(XRF)、X射线粉末衍射分析(XRDl和扫描电镜(SEM)等性质表征结果可以看到，反应前的主要成分为单质硫，而蒸馏后矿渣中硫磺的特征衍射峰基本消失，出现的主要衍射

3、峰为PbFe(S04)4(0H)12、ZnS04、FeS2、Si02等的特征衍射峰，说明残渣为上述几种物质的混合相，基本不存在单质硫磺；蒸馏前的矿渣粒径多为10岬以上，表面光滑；蒸馏后的残渣样品SEM图谱显现出粗糙的表面，粒径大小不一，棱角分明，多数粒径小于2岬，间接证实矿渣中的硫磺已经被完全蒸出。3、正交试验结果和主次因素分析表明，影响真空蒸馏硫磺蒸出量的主要四个因素中，影响程度大小依次为温度>时间>抽气速率>物料量：通过正交实验的结果分析，得到本实验的最佳工艺组合条件为抽气速率2L／S、温度300℃、时间35rain、物料量30g，并通过补充实验得到验证。4

4、、在上述实验数据的基础上，根据生长数学模型，我们归纳得到真空蒸馏法回M×m收硫磺的数学模型Y2丁■亓浮而，为验证模型预测的准确性，特设计一组条件为温度280℃、抽气速率2L／s、物料量159下改变蒸馏时间的验证实验，模型计算结果与验证实验结果吻合，因此该模型能在给定物料量、温度、时间的条件下，华中农业大学2012届硕士研究生学位论文较好的预测硫磺蒸出量。关键词：铅锌尾矿渣硫磺真空蒸馏正交实验经验数学模型铅锌尾矿渣中硫磺真空蒸馏回收最优工艺研究及模拟ABSTRACTSulfurisacriticalindustrialmaterial．RecyclingSulfu

5、rfromwetmetallurgicalslagcaneffectivelyalleviatetheconstraintofsulfurproductivityoneconomydevelopment．Comparedwithmanyotherrecyclingmethods，vacuumdistillationissafe，efficient，pollution-free，andcapableofaccumulatingnoblemetalfromslag．However,mostcurrentresearchesfocusonasinglefactorin

6、vacuumdistillation．ThepracticaldistillationprocessCanbeaffectedbymanyfactorswhichconstrainstheextensiveindustrialapplicationsofvacuumdistillation．Inthisthesis，basingonthestudyoftheinfluenceofsingleimpactfactoronextractingsulfurfromlead-zinctailingsbyvacuumdistillation,theinfluenceofm

7、ainfactorstheoptimaltechnologicalconditioncombinationweredeductedbyorthogonalexperiments．Theempiricalmathematicalmodelforrecyclingsulfurbyvacuumdistillationmethodwasformulated．Themaincontributionsinclude：1．Inthesinglefactorexperiment，theinfluencesofvacuumdegree，slagparticlesize，time，

8、extractionra