碱性选硫新工艺技术实例

一般浮选厂在选硫之前分选铜、铅、锌等有色时金属时，为改善分选效果，实际操作中习惯加大石灰用量提高矿浆碱度，这种高碱工艺使后续选硫酸用量增加，选硫效益不明显。特别是酸性环境下一些酸溶矿物的溶解易造成尾矿液中Cu、Pb、Zn、Cr、Mn等金属离子含量超标。因此，探索新的选硫工艺，克服传统酸性选硫的缺点，使选硫见效益并尽可能实现矿产资源的综合回收，是我们努力的方向。

遂昌金矿300t/d铅锌矿采用的是优先浮选、锌尾加硫酸活化酸性选硫工艺。自2004年底试生产以来，浮选铅锌高碱工艺使后续酸性选硫面临的问题有：a．硫酸耗量高。2005年选冶车间统计硫酸用量达到吨原矿30kg。b．带来较大的环保压力。酸性选硫造成锰矿物溶解，尾矿液锰含量超出一级标准，生产上虽然采取了尾矿添加电石渣的降锰措施，但日常总排水样检测锰含量仍超标。

针对酸性选硫存在的这两个问题，我们采用3种方案探索了碱性条件下用RA无机盐活化选新工艺。

一、试验药剂及矿样

RA是一种廉价无机盐，毒性不大，但需按环保要求达标排放。

试验矿样取自浮选现场锌三扫尾矿，含S13.58%，Pb0.14%%，Zn0.57%。镜下鉴定表明：主要金属矿物为黄铁矿及少量方铅矿、闪锌矿，主要脉石为石英硅酸盐。黄铁矿基本单体解离，方铅矿、闪锌矿以极细粒连生体存在。

二、3种方案碱性选硫试验

（一）方案1：原浆选硫

试验首先考虑的是直接在选锌尾矿中添加RA盐以代替H₂SO₄，原工艺不变。RA盐用量试验结果见表1。

由表1可以看出：直接在锌尾添加RA原浆选硫，硫浮选指标不稳定，RA用量也难确定。

研究表明：RA盐能否起活化作用，对矿浆pH要求严格。若加RA后矿浆pH不能降到11以下，硫基本不被活化。浮选矿浆pH测定表明现场不同班次锌尾碱度控制差异是导致原浆选硫指标不稳定的原因。

（二）方案2：锌尾浓缩－沉砂(C＝80%)→清水调桨→不加H₂SO₄加RA盐活化碱性选硫

方案2闭路试验流程见图1。RA用量试验结果见图2。

图2表明：RA用量越高，硫回收率越趋于稳定，因此确定RA用量为3kg/t。

方案2要求锌尾一次浓缩到沉砂质量分数达80%，以尽可能去掉碱性水。该工艺完全不加硫酸仅加RA清水调浆，实现了碱性条件下的硫浮选，能适应不同班次碱度控制差异，浮选指标稳定。存在的问题是要让锌尾浓缩到质量分数为80%，必须采取过滤措施，因而增加了工艺的复杂性。

（三）方案3：锌尾浓缩→沉砂(C＝55%)→加酸性水调浆→加适量H₂SO₄→加少量RA活化碱性选硫

考虑到生产上一次浓缩沉砂质量分数一般只能达到50%～60%，所以方案3试验中把沉砂质量分数都控制在55%。RA用量为3kg/y时，一次硫粗选尾矿液RA盐的含量(59mg/L)超标，为使其能达标排放，需进一步降低RA用量。结合我公司地表水资源紧张的实际情况，方案3考虑用井下酸性水代替清水调浆。

在探索试验的基础上，发现矿浆浓缩到沉砂质量分数为55%时，补加适量H₂SO₄可以降低RA用量。添加H₂SO₄的作用是保证RA在低用量时能取得较好的浮选效果。方案3RA用量试验流程为硫一次粗选。结果表明：RA用量为Lkg/t时，硫粗精矿品位达到37.72%，回收率为96.26%。考虑到环保对[R^＋]的要求，RA用量越低越好，暂定RA用量为lkg/t。试验发现RA用量lkg/t时，H₂SO₄用量一般为4.5kg/t，用量大小取决于锌尾碱度的高低。

方案3闭路试验流程同方案2，只是入选沉砂质量分数控制在55%，用井下酸性水调浆H₂SO₄和RA用量分别为4.5kg/t和lkg/t，其他工艺条件一样。

最终闭路试验结果和尾液分析见表2和表3．

由表2和表3可以看出：试验指标较理想RA用量lkg/t时，试验尾矿液Mn含量达标[R^＋]含量达到二级排放标准。考虑到铅锌选矿尾矿水约占总排水量的一半，按目前用量，实际总排〔R^＋]含量还能进一步降低。

三、试验结果比较

上述探索试验表明：方案1直接加RA，硫浮选指标不稳定；方案2虽然取消了硫酸，硫浮选指标也稳定，但RA用量较大，尾矿液中〔R＋]含量环保难过关，同时尘砂需浓缩到质量分数为80%，生产上需考虑增加过滤作业；方案3比较贴近生产实际，生产上一般1次浓缩矿浆质量分数能达到50%～60%，且辅以适量硫酸实现了RA低用量，保证了环保对[R^＋]的控制要求。

四、成本比较

浓缩碱性选硫工艺考虑新增动力40kW，则吨原矿增加电费为：40kW×0.75(功率因数)×100%(利用系数)×24h×0.45元/kWh÷300t＝1.08元/t。

试验H₂SO₄用量4.5kg/t，RA用量lkg/t，实际生产用量按1.5倍放大，则新工艺药剂成本(不含丁黄、2^#油)为：lkg/t×0.63元/kg×1.5＋4.5kg/t×1.5×0.53元/kg＝4.53元/t。

新工艺两项合计：1.08元/t＋4.53元/t＝5.60元/t。

酸性选硫硫酸实际费用：30kg/t×0.53元/kg=15.9元/t。

新工艺成本下降为：15.9元/t－5.60元/t＝10.3元/t。

即使考虑新增动力，选硫成本仍有较大的下降空间，主要是新工艺浓缩去掉了部分强碱性水从而大幅减少了硫酸的用量。

五、小结

（一）碱性选硫工艺克服了酸性选硫的缺点，采用浓缩工序使硫酸用量大幅下降，降低了选硫成本；用井下酸性水作为选硫生产用水，符合遂昌金矿地表水资源缺乏的实际情况；新工艺虽然考虑加一定硫酸以降低RA盐用量，但浮选始终在碱性条件下进行，因此从根源上杜绝了锰矿物溶解，解决了以往尾矿水金属含量超标的问题‘

（二）闭路试验尾矿水样经遂昌环保监测站分析，［R^＋］达到二级排放标准，流入尾矿库经自然稀释，总排含量还能进一步降低。

（三）从试验情况看，碱性选硫的硫回收率不但不降低，甚至还有提高的趋势。碱性条件下硫一旦活化，较酸性选硫浮选速度明显加快。碱性选硫是否加硫酸，主要取决于选硫前矿浆碱度的控制。

（四）国内也有用螺旋溜槽或旋流器重力选硫的，但重选法受入料粒度影响大，回收率难保障酸性浮选法选硫工艺指标虽易保证，但成本高污染大；而我们开发的碱性选硫工艺克服了重选选硫和酸性选硫的缺点，经济环保，值得同行借鉴。