Sulfidation behaviour and mechanism of hemimorphite via microwave roasting with pyrite  期刊论文  

Sulfidation roasting is a well-established and widely applied method for improving the flotation performance of low-grade zinc-lead oxide ores. In this study, a microwave-assisted sulfidation roasting technique was developed to efficiently transform hemimorphite into zinc sulphide under reduced-temperature conditions. Thermodynamic calculations, supported by XRD, XPS, and SEM-EDS analyses, were performed to elucidate the sulfidation mechanism between hemimorphite and pyrite. The results revealed that microwave irradiation selectively and rapidly heated pyrite, facilitating its decomposition and continuous release of sulphur vapours. These vapours induced oxygen-sulphur exchange reactions on the hemimorphite surface, leading to the formation of compact ZnS films through gas-solid interactions. The optimal sulfidation performance was achieved at 700 degrees C with a hemimorphite-to-pyrite mass ratio of 1:2, yielding a dense ZnS layer with minimal oxide residues. The enhanced reaction efficiency is attributed to the selective absorption and localised heating effects of microwaves, which accelerate sulphur transfer and phase evolution. This study represents the first investigation of microwave-sulfidation roasting for hemimorphite, providing novel insights into the phase transformation and sulphur migration mechanisms under microwave irradiation and establishing a theoretical foundation for energy-efficient extraction of complex zinc oxide resources. Le grillage par sulfuration est une m & eacute;thode bien & eacute;tablie et largement appliqu & eacute;e pour am & eacute;liorer les performances de flottation des minerais d''oxydes de zinc-plomb & agrave; faible teneur. Dans cette & eacute;tude, on a d & eacute;velopp & eacute; une technique de grillage par sulfuration assist & eacute;e par micro-ondes afin de transformer efficacement l''h & eacute;mimorphite en sulfure de zinc & agrave; basse temp & eacute;rature. On a effectu & eacute; des calculs thermodynamiques, soutenus par des analyses de DRX, XPS et MEB-EDS, pour & eacute;lucider le m & eacute;canisme de sulfuration entre l''h & eacute;mimorphite et la pyrite. Les r & eacute;sultats ont r & eacute;v & eacute;l & eacute; que l''irradiation micro-ondes chauffe s & eacute;lectivement et rapidement la pyrite, facilitant sa d & eacute;composition et le d & eacute;gagement continu de vapeurs de soufre. Ces vapeurs induisent des r & eacute;actions d''& eacute;change oxyg & egrave;ne-soufre & agrave; la surface de l''h & eacute;mimorphite, menant & agrave; la formation de films de ZnS compacts par interactions gaz-solide. On a obtenu une sulfuration optimale & agrave; 700 degrees C avec un rapport massique h & eacute;mimorphite/pyrite de 1:2, produisant une couche dense de ZnS avec des r & eacute;sidus d''oxyde minimes. On attribue l''efficacit & eacute; accrue de la r & eacute;action & agrave; l''absorption s & eacute;lective et aux effets de chauffage localis & eacute; des micro-ondes, qui acc & eacute;l & egrave;rent le transfert du soufre et l''& eacute;volution de phase. Cette & eacute;tude repr & eacute;sente le premier examen du grillage par sulfuration micro-ondes de l''h & eacute;mimorphite, fournissant de nouvelles perspectives sur les m & eacute;canismes de transformation de phase et de migration du soufre sous irradiation micro-ondes et & eacute;tablissant un fondement th & eacute;orique pour une extraction & eacute;co & eacute;nerg & eacute;tique des ressources complexes d''oxyde de Zinc.