在尾矿中综合回收硫精矿的研究和生产实践

于兴良，张 志，王建忠，苟敏刚

(陕西铅硐山矿业有限公司，陕西宝鸡 721707)

随着矿产资源日趋贫化，开发利用尾矿资源已成为企业可持续发展的必然选择。以此为契机，研究开发尾矿综合回收硫矿物，可将有价资源吃干榨尽，降低尾砂脱水成本，为企业创造效益。

1 矿石性质

陕西铅硐山矿业有限公司铅锌矿属沉积改造型层控矿床，主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、次为菱锌矿、白铅矿、褐铁矿、黄铁矿，非金属矿物主要为方解石、白云石、石英、碳质等。硫铁含量较低，属低硫铁铅锌矿。铅锌选矿使用电位调控浮选工艺，尾矿浆pH值控制在12.5。使用浓缩和过滤两段脱水工艺，对尾矿矿浆进行脱水，形成滤饼，用皮带输送机运至库区，进行干式堆坝。

1.1 原矿化学分析

原矿多元素化学分析结果见表1。

表1 矿石多元素分析结果 %

1.2 黄铁矿单矿物化学组成分析

取矿石提纯黄铁矿并进行分析，结果见表2。

所测矿样数黄铁矿7个，平均值为矿物总体数的测试平均值。

表2 矿石提纯单矿物化学分析结果

黄铁矿的纯矿物含S 53.45%，所研究矿石单矿物最低含S 44.54%，平均48.69%，纯度91.09%，说明其单体纯度高，浮选后，精矿品位达标的可能性很大;黄铁矿的纯矿物含Fe 46.55%，所研究矿石单矿物最低含Fe 39.30%，平均42.75%，纯度91.84%，说明硫精矿中含铁品位也能提高;平均硫铁比为1.14∶1，较低，属于易选硫化铁矿物。

1.3 尾矿原料化学多元素分析

铅锌浮选尾矿原料化学元素分析见表3。

表3 铅锌尾矿矿样化学多元素分析结果%

根据表3中数据可知，尾矿中含有价元素较少，除黄铁矿外，其它均无回收价值。

2 小型闭路试验

2.1 工艺流程

确定回收黄铁矿的小型闭路试验流程为一次粗选、一次扫选、三次精选，如图1所示。试验指标见表4，达到一级品标准。

图1 回收硫的小型闭路试验流程和药剂用量

表4 选硫小型闭路试验指标 %

2.2 药剂制度

选用浓硫酸(10 kg/t)作活化剂，乙基(60 g/t)和丁基黄药(10 g/t)组合作捕收剂，2#油(20 g/t)作起泡剂，重铬酸钾(15 g/t)作方铅矿的抑制剂，硫酸锌(15 g/t)、亚硫酸钠(30 g/t)、硫化钠(30 g/t)组合抑制闪锌矿，如图1所示。

2.3 活化机理

高碱条件下，黄铁矿表面生成CaSO4、Ca(OH)2、Fe(OH)3等亲水组分而被抑制。活化剂通过降低及与黄铁矿表面抑制膜中的Ca2+、Fe2+、Fe3+形成难溶盐或配合物从表面脱附，消除黄铁矿表面的氢氧化物和氧化物，暴露出黄铁矿新鲜表面而起活化作用。硫酸是强酸，可大大降低矿浆pH值，消除黄铁矿表面氢氧化物，又能与表面的Ca2+生成难溶盐［1］。

2.4 矿浆pH值对选硫回收率的影响

当pH≥8.25时，尾矿中硫含量增高，回收率低，如矿浆pH值分别为8.25和8.75时，回收率分别仅为59.82%和51.88%;矿浆pH降至6.75左右时，硫回收率趋于最大值，达到77.39%;矿浆pH≤6.25时，浓硫酸、黄药消耗量增大，回收率有所降低，为72.66%。详见表5。

表5 矿浆pH值对选硫回收率的影响

硫回收率与矿浆pH值的关系如图2所示。

图2 硫回收率与矿浆pH值关系

2.5 捕收剂对选硫指标的影响

捕收剂对选硫指标的影响见表6。

表6 不同黄药小型闭路试验指标 %

从表6中数据可知，使用丁基黄药作捕收剂，硫的回收率较高，但硫精矿中含铅、锌品位较高，说明捕收力强，含杂难以抑制;用乙基黄药作捕收剂，硫精矿品位好，但回收率较低;采用乙基+丁基黄药组合捕收剂使用，效果理想。

2.6 抑制剂对选硫品质的影响

铅锌分选尾矿中含铅约 0.12%，含锌约0.18%，在不加抑制剂的试验中，硫精矿中铅、锌含量为3.87%，加抑制剂后铅锌含量降至1.46%，达到一级品含杂标准。

3 生产实践

选锌结束后，在尾矿浆自流砂泵池的同时，将浓硫酸也加入泵池，以延长硫酸与矿浆中被抑制黄铁矿的作用时间。用砂泵把矿浆扬送至1#搅拌槽，进入选硫系统进行黄铁矿选矿，精矿产品自流入沉淀池自然脱水，生产流程如图3所示。2013年3～11月指标见表7，获得平均精矿品位44%以上、回收率达到79.93%、含杂1.38%的硫精矿，优于小型闭路试验指标。

图3 工业生产流程图

4 经济效益评估

1.投资。已有设备:SF－2.8型浮选机11台变压器1台。新增设备:搅拌槽3台、砂泵2台(备用1台)、管道、电缆线等累计投资约40万元。

2.选矿收益。尾矿量1 050 t/d，含硫综合品位1.80%，硫精矿品位44.36%，回收率79.93%，年生产按330 d计算，可获到一级硫精矿约1.12万t/d，按厂内交货价格300元/t，收入约336万元/a。

表7 生产指标 %

3.加工成本。浮选药剂3 902.42元/d，生产用水300元/d，用电2 229.12元/d，人工费约547.95元/d(5万元/a×4人)，合计为6 979.49元/d，共计230.32万元/a。

4.节约费用。原尾矿回水属于高碱性，用碳铵进行处理后循环使用。综合回收硫资源后，尾矿浆pH值降至7左右，不再添加碳铵进行水处理，节约水处理费用约15.25万元/a(173.25 t/a×880元/t，碳铵原添加量为0.5 kg/t)，节约阻垢剂费用约4.48万元/a(2.75 t/a)，节约尾矿脱水费用约11万元/a。累计节约费用约30.73万元/a。

5.经济效益。效益=选矿收益+节约费用－加工成本=336+30.73－230.32=136.41万元/a，扣除税费后，约半年可收回投资。

5 结语

1.采用一次粗选，一次扫选，三次精选浮选流程，选别铅锌尾矿中的黄铁矿，用浓硫酸作活化剂，乙基黄药与丁基黄药组合作捕收剂，回收率达79.93%，添加少量抑制剂，以降低硫精矿中铅、锌杂质，每年约获得一级硫精矿1.12万t。

2.为企业增加收入 336万元/a，增加效益136.41万元/a。

3.综合回收尾矿中的硫资源，实现了有价资源吃干榨尽的目的，节约了尾矿脱水处理费用，延长了尾矿库服务年限;尾矿浆pH值由12.5降至7左右，节约了回水处理费用，改善了环境。

［1］ 戴晶平，刘侦德.铅锌选矿技术［M］.长沙:中南大学出版社，2010.