计对国内现行铋火法冶炼工艺普遍存在冶炼温度高、能耗大、低浓度二氧化硫污染严重等缺陷,以及铋湿法工艺中强氧化剂的强腐蚀性带来的问题,作者首次提出了采用硫化铋矿与软锰矿交互焙烧—选择性浸出—净化—氯氧铋的新工艺流程,并围绕交互焙烧过程中硫的固定和转化、浸出过程中除铁等核心问题,系统的研究了硫化铋矿与软锰矿交互焙烧过程相关理论及其工艺条件实验,在此基础上,分别采用水浸和酸浸、还原、一次水解、二次水解得到了高纯度氯氧铋,取得了如下成果：根据硫化铋矿和软锰矿交互焙烧体系中可能发生的反应,对其过程进行了热力学计算,并采用热力学计算软件FactSage6.2绘制了Bi-Mn-S-O系、Fe-Mn-S-O系及Cu-Mn-S-O热力学等温优势区域平衡图。结果表明,软锰矿在与硫化铋矿交互焙烧过程中能够直接或间接氧化分解硫化铋矿,得到硫酸锰、氧化铋、硫酸氧铋以及伴生杂质元素相应的氧化物。理论上固硫效果非常好,硫酸锰的形成是固硫的关键,表明该交互焙烧工艺热力学上可行。系统考察了硫化铋矿与软锰矿交互焙烧过程中焙烧温度、焙烧时间、配比n(MnO2)/n(S)、通风量、硫化铋矿粒度及混料方式等工艺条件对硫转化率和固硫率的影响。得到的最佳工艺条件为：在物料采用混合均匀方式,焙烧温度为600-650℃,焙烧时间为1.5-2h,n(MnO2)/n(S)=1.3-1.6,通风量为80-140L/h,硫化铋矿粒度为200-250目,固硫率高达97%以上,硫转化率高达94%。实验结果表明：软锰矿在交互焙烧过程中的固硫效果非常明显,固硫率随配比的增大而升高；固定温度650℃,时间2h,当n(MnO2)/n(S)≥1.6时,固硫率达99%以上,硫化铋矿中的硫绝大部分转化为MnSO4形式存在,硫转化率达90%以上,焙烧产物X射线衍射分析表明,原矿中Bi2S3主要转化为Bi203,少量以Bi28O32(SO4),0形式存在。实验结果验证了热力学分析的准确性。初步探讨了软锰矿在硫化铋矿中的固硫机理。分析表明,在硫化铋矿和软锰矿交互焙烧工艺中,软锰矿主要是以间接固硫为主,其反应式如下：MeS+1.5O2=MeO+SO2MnO2+SO2=MnSO4对焙烧产物采用水浸工艺,一步分离得到较纯的MnSO4,最佳水浸工艺为：加入少量稀硫酸控制pH=4.8-5.0,浸出温度为40℃,浸出时间为1.5h,液固比为5：1,搅拌速率为300rad/min, MnSO4的浸出率达97.5%,Mn的总收率达69%。水浸渣采用盐酸浸出,在浸出温度为50℃、c(HCl)=5mol/L、L/S=5、t=2h、转速为600rad/min条件下,Bi浸出率达97.2%,酸浸液经还原,一次水解、二次水解工艺,直接得到了Bi含量高达78.45%的氯氧铋初级产品。本新工艺有效解决了传统铋火法冶炼过程中低浓度含硫烟气的污染问题,同时高效实现了软锰矿资源的综合利用,避免了铋湿法工艺强氧化剂的使用并直接得到氯氧铋初级产品,为后续Bi203粉体的制备奠定基础,对铋冶金的发展意义重大。图35幅,表14个,参考文献72篇