锌冶炼高硫渣中成分复杂,含有多种有价组分以及毒害元素,具有粒径分布广、矿相包裹嵌布、颗粒尺寸小等难于有效分离特性。对于锌冶炼高硫渣的处理,目前常用的方法是“浮选—热滤”工艺,但存在单质硫直收率低、有价组份协同提取效果差、毒害元素处置不彻底等缺点,迫切需要进行技术革新升级。因此,本研究为实现锌冶炼高硫渣中有价组份协同提取与毒害元素安全解离,提出空化解离的处理工艺,利用数值模拟软件,对每个阶段进行了可视化的研究,为高硫渣的资源化处理提供了理论基础和技术支持。主要研究成果如下:（1）设计了高硫渣空化解离反应器工程模型,并构建了空化解离反应器“气—液”两相流数值模型,揭示了反应器内气液两相分布及运动规律。通过PIV对比试验选择了最佳两相流、湍流及相间作用力模型。对比并确定了对流进口的反应器设计更具优势,同时通过气相分布、两相速度分布、湍流度分布,确定了气液对流在反应器内进气口与进矿口之间的区域创造了高空化解离度反应区。（2）基于空化解离的相关理论以及两相流动模型,建立了反应器内气液固三相数值模型。通过实验结果与数值模拟对比验证了空化解离三相数值模型的准确性,详细考察操作参数、物性参数和空化解离反应器结构参数对空化泡生成、运动、长大和溃灭的影响规律。研究表明,对于同一种边界条件,气相分布与矿粒浓度是决定高硫渣空化解离的重点,调控流场条件避免解离死区的形成是提高空化解离效率的关键。升高反应器内温度使空化泡最大等效半径增大,空化脉动周期延长,且由于饱和蒸汽压的影响,空化泡的能量在80℃的反应器温度中达到最大。（3）研究了实验室级别高硫渣空化解离反应过程,通过工艺优化试验,形成高硫渣单体空化解离调控技术。反应器温度可以间接影响空化解离过程所需的空化泡分布与直径,是影响空化解离效果的重要因素。进气口气流量通过影响流场分布以及气相体积分数分布来影响空化解离过程。矿浆浓度过高时致使空化解离过程不完全,降低矿浆浓度可以加快空化解离过程的进行。超声波物理场对全粒径范围内高硫渣解离效果良好,但对有价组分提取效果不佳。高硫渣粗颗粒解离所需能量与空泡溃灭能量达到基本一致时,可认为解离效果最好,结果表明80℃的反应器温度、6×10-5 kg·L-1的气流量、5 g·L-1的矿浆浓度、空气做气相输入达到此标准,即锌冶炼高硫渣空化解离的最佳工艺条件。图44幅,表15个,参考文献101篇