低品位氧化锌矿元素硫歧化矿相重构基础研究

本项目以我国储量丰富的低品位氧化锌矿为研究对象，采用元素硫歧化反应为基本化学原理，重点解决压力场下低品位氧化锌矿硫化转化矿相重构机理，建立其基础理论。项目结题时已全面完成任务书规定的研究内容，实现了预期目标，构建了低品位氧化锌矿元素硫歧化矿相重构的基础理论体系，在国内外核心刊物上发表学术论文14篇，其中SCI/EI收录8篇，培养博士/硕士研究生3名，申请并公开国家发明专利2项。

低品位氧化锌矿是重要的有色金属矿产资源，是一种难选冶的锌矿石。本项目采用加压湿法冶金技术，利用元素硫歧化反应，对低品位氧化锌矿进行硫化转化矿相重构，达到增大有用矿物与脉石之间性质差异，有利于氧化锌矿物高效选矿分离的目的。在对低品位氧化锌矿进行工艺矿物学研究的基础上，通过热力学分析、系统及优化实验，研究氧化锌矿物组成、温度、液固比、硫磺用量、反应时间等参数对矿相重构产物组成的影响，确定优化工艺技术参数；研究硫化转化溶液性质、氧化锌矿物硫化、新矿相形成、晶体成核、发育和长大过程、元素硫歧化反应对锌、铅、铁单矿物化合物硫化转化行为的影响及多元反应动力学参数，揭示压力场下元素硫歧化矿相重构反应过程的限制性环节，锌、铅、铁矿物化合物矿相重构机理和动力学模型及其理论；研究氧化锌矿-人造硫化矿矿物学特性的变化规律，突破关键技术，建立压力场下低品位氧化锌矿元素硫歧化矿相重构基础理论和技术原型。

低品位级化锌矿富集(concentration of zinc from low-grade zinc oxide ore)用火法富集法提高氧化锌矿或含锌物料品位的锌炉料准备方法。低品位氧化锌矿物的可选性差，多采用火法富集产出粗氧化锌，再进一步提取金属锌。火法富集的方法有回转窑挥发法和烟化护烟化法 。

针对我国低品位氧化铅锌矿浮选以及综合利用较为困难的问题，运用界面化学理论与浮选实践相结合，研究氧化铅锌矿表面性质、化学结构与其可浮性的关系；氧化铅锌矿矿浆浮选溶液化学机制与深度硫化后可浮性的规律；氧化铅锌矿深度硫化体系专属浮选药剂分子结构组装设计；深度硫化体系对微细粒氧化铅锌矿颗粒分散与凝聚规律关系影响。最终找到调控氧化铅锌矿深度硫化高效浮选的最佳界面化学参数，以期提高我国氧化铅锌矿的资源利用水平。

回转窑挥发法是用碳质还原剂于约1273K温度下，将置于回转窑内的低品位氧化锌矿还原，产出的金属锌以蒸气形态挥发出来后，在烟气中氧化并带至收尘设备中，经收集得到含锌品位符合冶炼要求的氧化锌粉。意大利的维斯麦港铅锌联合企业(The ISF Complex at Porto Vesme)采用回转窑还原挥发法处理含锌大于7.8%，含铅大于1.2%的氧化锌矿，产出含锌60%、含铅10%的粗氧化锌，而后与硫化锌精矿混合后进行烧结培烧、效风护炼锌和粗锌精馏，产出精馏锌，该企业的设计年处理氧化锌矿能力为45万t 。