黄铁矿闪速焙烧技术研究：同步实现硫酸制备与低硫烧渣清洁生产

《Powder Technology》：Basic research on flash roasting of pyrite

本文系统研究黄铁矿（FeS2）闪速焙烧技术，通过调控焙烧温度、矿物粒度与氧过剩系数等关键参数，成功将烧渣残硫量降至0.3 wt%以下。结合SEM-EDS微观结构表征与XRD物相分析，阐明闪速焙烧过程中FeS2颗粒的微观转化机制，并集成能耗与成本核算，为复杂黄铁矿资源高效清洁利用提供理论依据。

　　

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Raw materials

实验所用原料为中国铜陵地区黄铁矿（FeS₂）。测试前样品经383 K干燥24小时以去除表面水分。采用X射线荧光光谱（XRF）分析原料组成，结果如表1所示。样品主要成分为FeS₂，全铁（TFe）质量分数48.8%，硫（S）质量分数41.1%，脉石相包含SiO₂、Al₂O₃等杂质。

Phase transformation during flash roasting

XRD分析（图3）系统揭示了1473 K下不同进料速率（v = 2.11、1.32、1.05 g/min）时黄铁矿闪速焙烧的相变规律。原矿主要呈现FeS₂特征峰，氧化焙烧后主相转变为Fe₂O₃，仅残留微量Fe_1-xS相。随着进料速率从2.11 g/min降至1.05 g/min，Fe₂O₃峰强度逐渐增强。在1.05 g/min进料速率下，FeS₂完全转化为Fe₂O₃，表明低温条件下可通过延长反应时间实现深度脱硫。

Conclusion

本研究通过闪速焙烧技术实现黄铁矿高效脱硫，获得硫含量低于0.3 wt%的优质烧渣。工业级应用需配套建设烟气显热回收、氧气循环系统及硫资源全量利用技术，以提升整体经济效益。当前研究聚焦高品位矿，后续将系统评估中低品位矿的适应性，为复杂黄铁矿资源梯度利用提供工艺范式。