氧壓浸出鋅冶煉硫回收浮選工藝探討

馬元?jiǎng)?李耀山 李小軍

西部礦業(yè)股份有限公司鋅業(yè)分公司，青海西寧 811600

1 工藝概述

經(jīng)過(guò)氧壓浸出后，大部分硫磺單質(zhì)均聚集在浸出渣中。浸出渣將作為硫回收工序的原料，用浸出渣泵將浸出渣輸送至粗選槽，粗選是由五個(gè)粗選槽串聯(lián)組成，浸出渣進(jìn)入粗選槽后，通過(guò)鼓風(fēng)、浮選攪拌、濃度等一系列工藝調(diào)整后產(chǎn)出泡沫層和底流。泡沫層再依次經(jīng)過(guò)四個(gè)精選槽。底流則依次進(jìn)入五個(gè)掃選槽。精選槽泡沫層為硫精礦產(chǎn)品，掃選底流為尾礦渣產(chǎn)品，精選底流、掃選泡沫層均再次進(jìn)入粗選循環(huán)。浮選工藝產(chǎn)品有兩種，其一為硫精礦，其二為尾礦渣。硫精礦通過(guò)帶式過(guò)濾機(jī)除掉水份后進(jìn)入干燥機(jī)再次脫水，干燥的硫精礦通過(guò)皮帶進(jìn)入旋流器進(jìn)行加熱融化。融化后的硫精礦儲(chǔ)存在粗硫池，再將熔融的硫精礦泵至熔融熱過(guò)濾機(jī)進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾。過(guò)濾后的硫磺儲(chǔ)存在精硫池，用硫磺輸送泵泵至硫磺造粒機(jī)進(jìn)行制粒，成品硫磺通過(guò)打包后儲(chǔ)存于硫磺倉(cāng)庫(kù)。工藝流程圖如圖1。

圖1 工藝流程圖

2 浮選探討

泡沫浮選原理是依據(jù)各種礦物質(zhì)的表面性質(zhì) （濕潤(rùn)性） 的差異，在礦漿中借助于氣泡的浮力選分礦物的過(guò)程。硫回收浮選則是利用硫磺具有很強(qiáng)的疏水性，將硫磺顆粒與其他的金屬氧化礦、非金屬礦分離。硫磺是天然可浮性很強(qiáng)的物質(zhì)，所以，在硫浮選中是不需要添加輔料便可以順利浮選出硫磺單質(zhì)。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中卻并非如此順利，硫回收原料是來(lái)自于上工序氧壓浸出，其產(chǎn)生硫磺單質(zhì)的化學(xué)原理：

氧壓浸出產(chǎn)品是ZnSO4，在氧浸過(guò)程中為了減少硫磺單質(zhì)對(duì)未反應(yīng)完全的硫化物包裹，會(huì)在氧浸過(guò)程中加入分散劑。分散劑量的或多或少均會(huì)對(duì)硫回收造成一定的影響。

2.1 浸出渣物料成分分析

（1） 對(duì)浸出渣物料進(jìn)行物相分析：

圖2 浸出渣XRD圖譜

固相：①金屬礦—鈉黃鐵礬、鉛鐵礬、菱鉛礬、氧化鈦鈷等；②非金屬礦—云母、石英、高嶺土、重晶石、方解石等，還有最主要的硫磺單質(zhì)。

液相：水、硫酸鹽溶液。

（2） 物料成分化驗(yàn)分析：

表1 物料成分?jǐn)?shù)據(jù)

從工藝角度思考，生產(chǎn)前對(duì)原料的物料成分的掌控是對(duì)生產(chǎn)最基本的管控，從物料成分化驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：物料當(dāng)中S單質(zhì)是含量最多的，金屬礦中Fe的含量最高占有17%左右，其次就是Zn、Pb。而非金屬礦中SiO2的含量最高占有14%左右。在試生產(chǎn)期間硫回收浮選遲遲不能正常，其主要原因是由于上工序使用添加劑，用量過(guò)大導(dǎo)致硫磺顆粒反被其他金屬礦和非金屬礦包裹。S單質(zhì)和木質(zhì)磺酸鈣、聚丙烯酰胺、金屬礦、非金屬礦等交織在一起，給后續(xù)浮選帶來(lái)很大的制約。從浸出渣試樣化驗(yàn)結(jié)果中看，S單質(zhì)的含量基本穩(wěn)定在44%左右，但是通過(guò)浮選后硫精礦含S卻只有57%左右。該物料通過(guò)浮選時(shí)，泡沫層附著有穩(wěn)定性強(qiáng)的金屬礦，導(dǎo)致泡沫層在溢流槽物料滯?，F(xiàn)象，即使加入大量的浮選補(bǔ)充液也不能解決該問(wèn)題，要解決該問(wèn)題必須通過(guò)調(diào)整工藝破壞交織的現(xiàn)象，使得S單質(zhì)裸露在物料中，這樣才能利用S的天然可浮性更好的浮選。

3 影響浮選的因素

3.1 粒度

粒度過(guò)大過(guò)小都不利于浮選生產(chǎn)，粒度太小，物料的比表面積大，不同細(xì)粒礦物質(zhì)容易互相凝聚而非選擇性凝聚，細(xì)粒容易附著在粗粒物質(zhì)的表面，給浮選帶來(lái)制約；其次，細(xì)粒具有大的比表面積和表面能，細(xì)粒具有很強(qiáng)的吸附能力，在與氣泡進(jìn)行進(jìn)行接觸時(shí)，在氣泡表面的附著效率低，并且使得泥礦包裹在氣泡上使得氣泡上浮的過(guò)程中出現(xiàn)制約。而粒度過(guò)大則在氣泡上浮的過(guò)程中容易破碎，部分附著物又沉積于物料中，不利于浮選。浮選原料采用上工序的浸出渣，因此粒度大小比較恒定。-200目通過(guò)率是100%，-325目通過(guò)率是96%，在實(shí)際生產(chǎn)中粒度大小對(duì)于浮選影響不是很大。

3.2 礦漿濃度

濃度是可控性比較強(qiáng)的一個(gè)影響因素，其濃度影響的原理是硫磺單質(zhì)在物料中的分散度影響到在氣泡上面的附著效率，并且在帶有附著硫磺的氣泡在上升過(guò)程中，若是濃度太大則會(huì)使得氣泡破滅。濃度太小附著效率低，并且流動(dòng)性大而影響浮選時(shí)間。

圖2 礦漿濃度與浮選含硫量關(guān)系圖

由圖可見，濃度和浮選含硫量是呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)其他影響因素是一定的時(shí)候，濃度在1～1.4kg/L時(shí)隨著濃度的增加浮選含硫量增大，而過(guò)了1.4kg/L這個(gè)峰值后，隨著濃度的增加浮選含硫量呈下降趨勢(shì)。在浮選工藝中可根據(jù)物料成分的不同、浮選攪拌、浮選槽等配套設(shè)施不同而實(shí)驗(yàn)性的確定浮選最佳濃度。

3.3 鼓風(fēng)量、攪拌強(qiáng)度

在浮選工藝中，鼓風(fēng)量的大小、和攪拌強(qiáng)度的強(qiáng)弱直接影響氣泡的形成速率及泡沫的上升速率，鼓風(fēng)量和攪拌強(qiáng)度的影響也是正常生產(chǎn)當(dāng)中可控的因素。在浮選原理中浮選氣泡的大小可用

以下公式進(jìn)行測(cè)算：

d——礦粒力度；

δ?！V漿密度；

a——假定罩蓋系數(shù)為1；

δ礦——礦粒密度。

通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果，可根據(jù)所需最小氣泡大小來(lái)對(duì)攪拌強(qiáng)度和鼓風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)際生產(chǎn)中控制鼓風(fēng)量是：4～8m3/min·臺(tái)，不同的生產(chǎn)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)整。

3.4 浮選溫度和PH

浮選溫度和PH是影響浮選的重要因素，在硫回收浮選中由于氧浸后的浸出渣溫度較高，通常會(huì)通過(guò)冷卻器進(jìn)行降溫，降溫后溫度要求在65℃左右，進(jìn)入浮選槽后溫度在60℃左右。硫回收浮選中未曾使用捕收劑、起泡劑、抑制劑等添加劑，故溫度對(duì)浮選劑的影響是沒(méi)有的，但是溫度高低能影響礦物質(zhì)的表面能，對(duì)部分氧化礦可提供水解成難溶性物質(zhì)的條件，因此，溫度的控制是非常有必要的。

PH值得大小對(duì)浮選影響的重要原因是溶液呈酸或者呈堿性均影響氧化礦的分解。其次PH能影響礦物質(zhì)電位，直接影響礦物質(zhì)結(jié)合及泡沫附著等，在該公司實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)ph為5時(shí)浮選含硫量最高。

4 結(jié)語(yǔ)

硫單質(zhì)是天然可浮性物質(zhì)，但是在氧壓浸出渣中，由于上工序加入木質(zhì)磺酸鈣和聚丙烯酰胺，量的大小不穩(wěn)定，導(dǎo)致下工序硫回收浮選工藝的變動(dòng)，在浮選過(guò)程中熟知浸出渣原料硫的存在形式，物相的組成，根據(jù)物相組成調(diào)節(jié)工藝。