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四川某浸锌渣稳定化处理与无尾综合利用研究*(2)
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摘要：图6 硫酸铜用量对锌精矿品位和回收率的影响△—锌品位；▲—锌回收率 由图6可见，硫酸铜用量为相对硫化后渣400 g/t时，锌粗精矿品位和回收率均能达到
图6 硫酸铜用量对锌精矿品位和回收率的影响△—锌品位；▲—锌回收率
由图6可见，硫酸铜用量为相对硫化后渣400 g/t时，锌粗精矿品位和回收率均能达到较好指标，继续增大用量锌回收率和品位均有所下降。因此，硫酸铜用量选择400 g/t。
固定硫酸铜用量400 g/t进行捕收剂乙硫氮用量试验，结果见图7。
图7 乙硫氮用量对锌精矿品位和回收率的影响△—锌品位；▲—锌回收率
由图7可见，当乙硫氮用量为相对硫化渣40 g/t时，得到锌粗精矿品位、回收率指标最佳，分别为25.84%、74.03%。
2.2.4 闭路浮选
在条件试验的基础上进行闭路浮选试验，确定硫磺循环1粗1扫4精，铅循环1粗1扫4精，锌循环1粗1扫3精的闭路流程，试验流程见图8，试验结果见表2。
表2 闭路浮选试验结果 %产品名称产率品位SZnPb回收率SZnPb硫磺精矿铅精矿锌精矿尾矿硫化渣
由表2可知，通过闭路浮选可获得硫磺精矿(硫回收率大于50%，硫品位大于60%)、铅精矿(铅回收率大于80%，铅品位大于45%)、锌精矿(锌回收率大于70%，锌品位大于40%)3种产品。
2.3 浸出毒性鉴定试验
对氧压浸锌渣和浮选尾矿分别进行浸出毒性检测试验，结果见表3。
表3 浸出毒性检测试验结果 mg/L检测项元素成分含量ZnPbBeAgHgCdCuCrAs国标≤100≤5≤0.02≤5≤0.2≤1≤100≤5≤5浸锌渣3 尾矿
由表3可知，所有检测元素的浸出毒性均大幅下降，并符合国家标准。
图8 浮选闭路试验流程
2.4 尾矿制备硫磺建材
从浮选结果看，仍有约50%的硫磺残留在尾矿中，适于制备硫磺建材。该试验通过大量的条件试验和正交试验，采用混合加热法将浮选硫磺精矿和尾矿按1∶4的质量比混合投料，再加入1.2份河沙骨料制备出了抗压强度达45.3 MPa、吸水率小于1%的硫磺建材。
3 结 语
硫化固化—泡沫浮选—建材制备的技术路线适于工业固废浸锌渣的稳定化与综合利用，为含金属氧化物废渣的高效处理与资源化提供了新思路。对于该类废渣同时兼顾稳定化与资源化，弥补了传统处理工艺仅考虑稳定化或资源化一个方面的不足。但该试验中硫磺和锌的回收率尚有进一步提高的空间。
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锌冶炼废渣是一种含重金属的固体危险废物，随着我国铅锌行业的快速发展，此类废弃物的数量巨大，如何妥善处理与处置已成为决定铅锌冶炼企业可持续发展的重要因素[1]。现有固化等技术可实现重金属废渣的稳定，但固化后的重金属难以实现回收。因此，迫切需要一种兼顾重金属固体废物的资源化回收及稳定化处理新技术[2]。硫化固化是重金属废渣中不稳定金属元素稳定固化的方法之一，其通过硫化剂将重金属废渣中的金属元素固定化，改善危险废渣的浸出毒性[3]。另外，硫化固化的产物一般为金属硫化物，有可能通过参考金属硫化矿物的富集方法进行浮选富集而回收利用。硫化固化产物的粒度一般较细，可通过近年推广较好的微泡浮选柱进行强化捕收。为了实现氧压浸锌渣中有价金属元素的回收和残留重金属固化，以会理鑫沙锌业氧压浸锌渣为研究对象，提出了硫化固化—泡沫浮选—建材制备的新思路，旨在将氧压浸锌渣中的铅、 锌转化为金属硫化物进行固化，加以浮选回收，最终尾矿用以制备硫磺建材，实现氧压浸锌渣的无尾处理，对于四川省乃至我国的重金属浸出渣的资源化、无害化处理具有重要实践意义和参考价值。1 试验原料氧压锌渣取自会理鑫沙锌业电锌厂，该锌渣成分主要为硫磺，以及硫酸盐类(硫酸锌、硫酸钙、硫酸亚铁等)。水泥熟料取自河北唐山冀东水泥厂，九水硫化钠(分析纯)购买自中国试剂网，脱硫石膏取自北京石景山电厂，水为自来水。原料ICP元素成分分析结果见表1。表1 氧压浸锌渣元素含量ICP分析结果 %浸锌渣成分ZnPbFeCaSCdCuAlAs含量由表1可知，该锌渣中铁、硫元素含量较高，铅锌含量也各有5%左右，具备综合回收利用价值。2 试验结果2.1 硫化率优化试验2.1.1 硫化钠用量试验固定棒磨时间为1 h，考察九水硫化钠用量对铅锌硫化率的影响。九水硫化钠用量对铅锌硫化率的影响见图1。图1 硫化剂用量对铅锌硫化率的影响●—铅硫化率；■—锌硫化率由图1可见，随九水硫化钠用量的增加，铅锌硫化率均呈先上升后下降的趋势，在其用量为相对浸锌渣量97.2 kg/t时，铅锌硫化率同时达到最大?棒磨时间条件试验选择浸锌渣用量97.2 kg/t进行棒磨时间试验，试验结果见图2。图2 棒磨时间对铅锌硫化率的影响●—铅硫化率；■—锌硫化率由图2可见，在棒磨时间为2 h时，铅锌硫化率均超过90%，继续延长磨矿时间无实质意义 浮选优化试验在最佳硫化条件下硫化后的浸锌渣中的硫磺具备一定的天然可浮性，铅锌硫酸盐大部分转化为铅锌金属硫化物，参照铅锌金属硫化矿的浮选理论，尝试采用捕收能力强的戊黄药进行 硫磺浮选由于单质硫磺具备一定的天然可浮性[4]，因此采用优先浮硫磺流程。在硫化渣自然pH值 10.5～11下，采用MIBC(甲基异丁基甲醇)为捕收剂兼起泡剂浮选硫磺，考察MIBC用量对硫磺品位的影响，试验结果见图3。图3 MIBC用量对硫磺品位和回收率的影响△—硫磺品位；▲—硫磺回收率由图3可见，随MIBC用量的增加，硫磺回收率和品位在其用量相对硫化后渣60 g/t时达到最佳值，此时硫磺回收率为58.56%、品位为45.47% 铅浮选选硫磺后的矿浆进行铅浮选，固定硫化锌抑制剂硫酸锌用量500 g/t，考察戊黄药用量对铅回收率和品位的影响，结果见图4。硫磺浮选后矿浆pH值为9.5～10.5，是硫化矿物比较合适的酸碱度[5]，故未进一步考察。图4 戊黄药用量对铅精矿品位和回收率的影响△—铅品位；▲—铅回收率由图4可见，戊黄药用量为相对硫化后渣90 g/t时，铅粗精矿品位和回收率均能达到较好的指标，继续增大用量铅品位下降；戊黄药用量选择90 g/t。固定戊黄药用量90 g/t进行硫酸锌用量试验，试验结果见图5。图5 硫酸锌用量对铅精矿品位和回收率的影响△—铅品位；▲—铅回收率由图5可见，当硫酸锌用量为相对硫化渣500 g/t时，铅粗精矿品位、回收率分别为26.88%、84.06%，指标最佳。硫酸锌用量选择500 g/ 锌浮选铅浮选后矿浆进行锌浮选，固定硫化锌捕收剂乙硫氮用量相对硫化渣40 g/t，考察硫化锌活化剂硫酸铜用量对锌回收率和品位的影响，结果见图6。铅浮选后矿浆pH值为9～10，适于硫化锌矿物浮选。图6 硫酸铜用量对锌精矿品位和回收率的影响△—锌品位；▲—锌回收率由图6可见，硫酸铜用量为相对硫化后渣400 g/t时，锌粗精矿品位和回收率均能达到较好指标，继续增大用量锌回收率和品位均有所下降。因此，硫酸铜用量选择400 g/t。固定硫酸铜用量400 g/t进行捕收剂乙硫氮用量试验，结果见图7。图7 乙硫氮用量对锌精矿品位和回收率的影响△—锌品位；▲—锌回收率由图7可见，当乙硫氮用量为相对硫化渣40 g/t时，得到锌粗精矿品位、回收率指标最佳，分别为25.84%、74.03% 闭路浮选在条件试验的基础上进行闭路浮选试验，确定硫磺循环1粗1扫4精，铅循环1粗1扫4精，锌循环1粗1扫3精的闭路流程，试验流程见图8，试验结果见表2。表2 闭路浮选试验结果 %产品名称产率品位SZnPb回收率SZnPb硫磺精矿铅精矿锌精矿尾矿硫化渣由表2可知，通过闭路浮选可获得硫磺精矿(硫回收率大于50%，硫品位大于60%)、铅精矿(铅回收率大于80%，铅品位大于45%)、锌精矿(锌回收率大于70%，锌品位大于40%)3种产?浸出毒性鉴定试验对氧压浸锌渣和浮选尾矿分别进行浸出毒性检测试验，结果见表3。表3 浸出毒性检测试验结果 mg/L检测项元素成分含量ZnPbBeAgHgCdCuCrAs国标≤100≤5≤0.02≤5≤0.2≤1≤100≤5≤5浸锌渣3 尾矿由表3可知，所有检测元素的浸出毒性均大幅下降，并符合国家标准。图8 浮选闭路试验流程2.4 尾矿制备硫磺建材从浮选结果看，仍有约50%的硫磺残留在尾矿中，适于制备硫磺建材。该试验通过大量的条件试验和正交试验，采用混合加热法将浮选硫磺精矿和尾矿按1∶4的质量比混合投料，再加入1.2份河沙骨料制备出了抗压强度达45.3 MPa、吸水率小于1%的硫磺建材。3 结 语硫化固化—泡沫浮选—建材制备的技术路线适于工业固废浸锌渣的稳定化与综合利用，为含金属氧化物废渣的高效处理与资源化提供了新思路。对于该类废渣同时兼顾稳定化与资源化，弥补了传统处理工艺仅考虑稳定化或资源化一个方面的不足。但该试验中硫磺和锌的回收率尚有进一步提高的空间。参 考 文 献[1] 朱光旭，肖化云，郭庆军，等.锌冶炼渣堆场优势植物的重金属累积特征研究[J].生态环境学报,2016,25(8)：1395-1400.[2] 谢 铿,王海北,刘三平,等.浸锌渣夹带水溶锌的湿法提取工艺试验[J].有色金属：冶炼部分,2019(7):30-35.[3] 孔 燕,刘 维,覃文庆,等.低品位氧化锌矿硫化焙烧回收锌工艺研究[J].矿冶工程,2014,34(3): 85-89.[4] 周科华,张登凯.锌加压浸出渣浮选硫磺精矿的干燥试验研究[J].矿冶工程,2013,33(3): 101-103.[5] 刘亚龙,董宗良,陈如凤.辽宁某铜铅锌硫化矿的浮选工艺研究[J].现代矿业,2009(6):39-41.
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