在尾礦中綜合回收硫精礦的研究和生產(chǎn)實踐

于興良，張 志，王建忠，茍敏剛

(陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司，陜西寶雞 721707)

隨著礦產(chǎn)資源日趨貧化，開發(fā)利用尾礦資源已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。以此為契機，研究開發(fā)尾礦綜合回收硫礦物，可將有價資源吃干榨盡，降低尾砂脫水成本，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

1 礦石性質(zhì)

陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司鉛鋅礦屬沉積改造型層控礦床，主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、次為菱鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦、黃鐵礦，非金屬礦物主要為方解石、白云石、石英、碳質(zhì)等。硫鐵含量較低，屬低硫鐵鉛鋅礦。鉛鋅選礦使用電位調(diào)控浮選工藝，尾礦漿pH值控制在12.5。使用濃縮和過濾兩段脫水工藝，對尾礦礦漿進行脫水，形成濾餅，用皮帶輸送機運至庫區(qū)，進行干式堆壩。

1.1 原礦化學(xué)分析

原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。

表1 礦石多元素分析結(jié)果 %

1.2 黃鐵礦單礦物化學(xué)組成分析

取礦石提純黃鐵礦并進行分析，結(jié)果見表2。

所測礦樣數(shù)黃鐵礦7個，平均值為礦物總體數(shù)的測試平均值。

表2 礦石提純單礦物化學(xué)分析結(jié)果

黃鐵礦的純礦物含S 53.45%，所研究礦石單礦物最低含S 44.54%，平均48.69%，純度91.09%，說明其單體純度高，浮選后，精礦品位達標(biāo)的可能性很大;黃鐵礦的純礦物含F(xiàn)e 46.55%，所研究礦石單礦物最低含F(xiàn)e 39.30%，平均42.75%，純度91.84%，說明硫精礦中含鐵品位也能提高;平均硫鐵比為1.14∶1，較低，屬于易選硫化鐵礦物。

1.3 尾礦原料化學(xué)多元素分析

鉛鋅浮選尾礦原料化學(xué)元素分析見表3。

表3 鉛鋅尾礦礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果%

根據(jù)表3中數(shù)據(jù)可知，尾礦中含有價元素較少，除黃鐵礦外，其它均無回收價值。

2 小型閉路試驗

2.1 工藝流程

確定回收黃鐵礦的小型閉路試驗流程為一次粗選、一次掃選、三次精選，如圖1所示。試驗指標(biāo)見表4，達到一級品標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 回收硫的小型閉路試驗流程和藥劑用量

表4 選硫小型閉路試驗指標(biāo) %

2.2 藥劑制度

選用濃硫酸(10 kg/t)作活化劑，乙基(60 g/t)和丁基黃藥(10 g/t)組合作捕收劑，2#油(20 g/t)作起泡劑，重鉻酸鉀(15 g/t)作方鉛礦的抑制劑，硫酸鋅(15 g/t)、亞硫酸鈉(30 g/t)、硫化鈉(30 g/t)組合抑制閃鋅礦，如圖1所示。

2.3 活化機理

高堿條件下，黃鐵礦表面生成CaSO4、Ca(OH)2、Fe(OH)3等親水組分而被抑制。活化劑通過降低及與黃鐵礦表面抑制膜中的Ca2+、Fe2+、Fe3+形成難溶鹽或配合物從表面脫附，消除黃鐵礦表面的氫氧化物和氧化物，暴露出黃鐵礦新鮮表面而起活化作用。硫酸是強酸，可大大降低礦漿pH值，消除黃鐵礦表面氫氧化物，又能與表面的Ca2+生成難溶鹽［1］。

2.4 礦漿pH值對選硫回收率的影響

當(dāng)pH≥8.25時，尾礦中硫含量增高，回收率低，如礦漿pH值分別為8.25和8.75時，回收率分別僅為59.82%和51.88%;礦漿pH降至6.75左右時，硫回收率趨于最大值，達到77.39%;礦漿pH≤6.25時，濃硫酸、黃藥消耗量增大，回收率有所降低，為72.66%。詳見表5。

表5 礦漿pH值對選硫回收率的影響

硫回收率與礦漿pH值的關(guān)系如圖2所示。

圖2 硫回收率與礦漿pH值關(guān)系

2.5 捕收劑對選硫指標(biāo)的影響

捕收劑對選硫指標(biāo)的影響見表6。

表6 不同黃藥小型閉路試驗指標(biāo) %

從表6中數(shù)據(jù)可知，使用丁基黃藥作捕收劑，硫的回收率較高，但硫精礦中含鉛、鋅品位較高，說明捕收力強，含雜難以抑制;用乙基黃藥作捕收劑，硫精礦品位好，但回收率較低;采用乙基+丁基黃藥組合捕收劑使用，效果理想。

2.6 抑制劑對選硫品質(zhì)的影響

鉛鋅分選尾礦中含鉛約 0.12%，含鋅約0.18%，在不加抑制劑的試驗中，硫精礦中鉛、鋅含量為3.87%，加抑制劑后鉛鋅含量降至1.46%，達到一級品含雜標(biāo)準(zhǔn)。

3 生產(chǎn)實踐

選鋅結(jié)束后，在尾礦漿自流砂泵池的同時，將濃硫酸也加入泵池，以延長硫酸與礦漿中被抑制黃鐵礦的作用時間。用砂泵把礦漿揚送至1#攪拌槽，進入選硫系統(tǒng)進行黃鐵礦選礦，精礦產(chǎn)品自流入沉淀池自然脫水，生產(chǎn)流程如圖3所示。2013年3～11月指標(biāo)見表7，獲得平均精礦品位44%以上、回收率達到79.93%、含雜1.38%的硫精礦，優(yōu)于小型閉路試驗指標(biāo)。

圖3 工業(yè)生產(chǎn)流程圖

4 經(jīng)濟效益評估

1.投資。已有設(shè)備:SF－2.8型浮選機11臺變壓器1臺。新增設(shè)備:攪拌槽3臺、砂泵2臺(備用1臺)、管道、電纜線等累計投資約40萬元。

2.選礦收益。尾礦量1 050 t/d，含硫綜合品位1.80%，硫精礦品位44.36%，回收率79.93%，年生產(chǎn)按330 d計算，可獲到一級硫精礦約1.12萬t/d，按廠內(nèi)交貨價格300元/t，收入約336萬元/a。

表7 生產(chǎn)指標(biāo) %

3.加工成本。浮選藥劑3 902.42元/d，生產(chǎn)用水300元/d，用電2 229.12元/d，人工費約547.95元/d(5萬元/a×4人)，合計為6 979.49元/d，共計230.32萬元/a。

4.節(jié)約費用。原尾礦回水屬于高堿性，用碳銨進行處理后循環(huán)使用。綜合回收硫資源后，尾礦漿pH值降至7左右，不再添加碳銨進行水處理，節(jié)約水處理費用約15.25萬元/a(173.25 t/a×880元/t，碳銨原添加量為0.5 kg/t)，節(jié)約阻垢劑費用約4.48萬元/a(2.75 t/a)，節(jié)約尾礦脫水費用約11萬元/a。累計節(jié)約費用約30.73萬元/a。

5.經(jīng)濟效益。效益=選礦收益+節(jié)約費用－加工成本=336+30.73－230.32=136.41萬元/a，扣除稅費后，約半年可收回投資。

5 結(jié)語

1.采用一次粗選，一次掃選，三次精選浮選流程，選別鉛鋅尾礦中的黃鐵礦，用濃硫酸作活化劑，乙基黃藥與丁基黃藥組合作捕收劑，回收率達79.93%，添加少量抑制劑，以降低硫精礦中鉛、鋅雜質(zhì)，每年約獲得一級硫精礦1.12萬t。

2.為企業(yè)增加收入 336萬元/a，增加效益136.41萬元/a。

3.綜合回收尾礦中的硫資源，實現(xiàn)了有價資源吃干榨盡的目的，節(jié)約了尾礦脫水處理費用，延長了尾礦庫服務(wù)年限;尾礦漿pH值由12.5降至7左右，節(jié)約了回水處理費用，改善了環(huán)境。

［1］ 戴晶平，劉偵德.鉛鋅選礦技術(shù)［M］.長沙:中南大學(xué)出版社，2010.