導(dǎo)語(yǔ)：含鋅廢渣水熱硫化浮選回收的工藝一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、結(jié)果與討論

1、中和渣的水熱硫化參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究

1中和渣的水熱硫化正交實(shí)驗(yàn)研究

本實(shí)驗(yàn)含鋅中和渣的水熱硫化效果評(píng)價(jià)，是在前期單因子水熱硫化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上考察了中和渣鋅的水熱硫化正交實(shí)驗(yàn)，選用硫化率來(lái)評(píng)定硫化效果的。選取水熱硫化影響的4個(gè)因子為：A水熱溫度（℃）、B硫磺用量（%）、C水熱時(shí)間（h）、D礦漿濃度（g/L），每個(gè)因子選擇3個(gè)水平，選取L9(43)做為水熱硫化正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，測(cè)定的結(jié)果。可以知道，對(duì)中和渣中鋅的硫化率影響最大的是水熱溫度，其次是礦漿濃度，水熱時(shí)間次之，對(duì)硫化率影響最小的硫磺用量。隨著溫度的升高，鋅的硫化率逐漸增高；礦漿濃度對(duì)硫化率的影響順序?yàn)?00g/L>200g/L>100g/L；在水熱時(shí)間為4h時(shí)最有利于鋅的硫化，其次分別是8h及2h；當(dāng)硫磺用量為18%鋅的硫化率最大，但是考慮到硫磺用量對(duì)鋅的硫化影響程度最小，而且硫磺為疏水性物質(zhì)，在浮選過(guò)程中可能會(huì)跟生成硫化鋅對(duì)捕收劑產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸收而降低鋅的回收率及品味，因此在不影響硫化率的前提下降低硫化劑用量對(duì)后續(xù)的浮選越有利，并且從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)有利于節(jié)約成本。綜上所述，中和渣最佳水熱硫化的條件為：水熱溫度220℃，礦漿濃度300g/L，水熱時(shí)間4h，硫磺用量15%。在此最優(yōu)的條件下中和渣中鋅的硫化率可達(dá)到91.52%。

2中和渣的水熱硫化產(chǎn)物分析

（1）XRD分析中和渣水熱硫化后產(chǎn)物XRD圖譜。該產(chǎn)物含有的主要晶體物質(zhì)是硫酸鈣CaSO4和硫化鋅ZnS；其中CaSO4的衍射峰型非常尖銳且強(qiáng)度很大，CaSO4的結(jié)晶效果較好。而ZnS的不但衍射強(qiáng)度比較弱，而且衍射峰存在寬化現(xiàn)象，說(shuō)明ZnS的結(jié)晶效果比較差，晶粒較為細(xì)小。

（2）SEM-EDS分析中和渣硫化前后的SEM-EDS圖譜。中可以看出，硫化前的中和渣為在掃描電鏡下呈灰白色，顆粒直徑小于5微米，以無(wú)定形的棉絮狀態(tài)存在，團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。這主要是因?yàn)樵蓄w粒的平均粒徑太小，導(dǎo)致比表面積和表面能都比較大，顆粒之間容易團(tuán)聚。從硫化后中和渣的SEM-EDS可以知道，中和渣經(jīng)水熱硫化后，生成了更為細(xì)小的灰白色顆粒物，同時(shí)也有部分較大顆粒的桿狀物質(zhì)生成。其中較大顆粒的的桿狀物質(zhì)經(jīng)EDS能譜檢測(cè)為硫酸鈣（CaSO4），而細(xì)小的灰白色物質(zhì)為閃鋅礦（ZnS）。因此，中和渣經(jīng)水熱硫化后的主要產(chǎn)物為顆粒細(xì)小的絮狀閃鋅礦和顆粒較大的桿狀雜質(zhì)硫酸鈣，并且閃鋅礦與硫酸鈣粘附在一起。

（3）粒度分析中和渣硫化前后的粒度分布?？梢钥闯觯泻驮?jīng)水熱硫化后，粒度分布有明顯的變化，顆粒分布較為分散，有兩個(gè)較為明顯的分布密集區(qū)，一個(gè)主要集中在0.1~0.5μm，其平均粒徑只有0.23μm，占總量的15%；另外一個(gè)較大的分布區(qū)域主要集中在10~100μm，其平均粒徑為19.31μm，占總量的4.56%。通過(guò)結(jié)合之前對(duì)硫化后中和渣的SEM-EDS分析，可以認(rèn)為顆粒較大的粒度分布區(qū)域主要為硫酸鈣的分布區(qū)域，而顆粒較小的區(qū)域主要為硫化鋅的分布集中區(qū)域。因此，中和渣經(jīng)硫化后平均粒徑比硫化前有一定提高，主要分布在0.34~359μm之間，中位徑D(v,0.5)為6.80μm。但粒度分布范圍寬，呈現(xiàn)不均勻態(tài)勢(shì)，并且生成的硫化鋅顆粒較為細(xì)小，可能會(huì)對(duì)后續(xù)浮選造成一定的影響。

2、人造硫化礦浮選分離實(shí)驗(yàn)研究

1粒徑

人造硫化礦粒徑對(duì)礦物的可浮性影響很大，有用礦物在浮選分離前必須進(jìn)行單體解離。對(duì)樣品進(jìn)行篩分的主要目的是使的樣品中的有用部分與其他雜質(zhì)之間能夠有效地解離。此外，浮選所需的樣品粒度主要與樣品中有用部分的嵌布特性及其可浮性和比重等有關(guān)，主要硫化礦物的最佳浮選粒級(jí)范圍一般為5～100μm。因此考慮將水熱硫化產(chǎn)物過(guò)75μm（200目）、48μm（300目）、38μm（400目），考察不同的粒徑分布對(duì)人造硫化鋅浮選性能的影響。結(jié)果?？梢钥闯?，隨著粒徑的不斷減小，廢渣中鋅品位和回收率逐漸增大，并且對(duì)回收率影響更大。當(dāng)顆粒粒徑小于38μm時(shí)，其回收率提升至26.38%，同時(shí)品位達(dá)到最高26.97%。這主要是因?yàn)樗疅?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/gylw/gongyiyanjiulunwen/201312/562854.html" target="_blank">硫化生成的硫化鋅顆粒細(xì)小，容易與生成的絮狀多孔的硫酸鈣夾雜在一起，從而造成了硫化鋅可浮性的降低。而通過(guò)物理篩分可以將部分與硫酸鈣夾雜的硫化鋅分離出來(lái)，從而提高了鋅的回收率及品位。因此，粒徑分布對(duì)人造硫化鋅可浮性有比較大的影響，在一定范圍內(nèi)減小顆粒的粒徑，可以有效地提高人造硫化鋅浮選性能，因此選取38μm作為適宜的篩分粒徑。

2抑制劑

有研究表明，在對(duì)氫氧化鋅和石膏進(jìn)行浮選時(shí)，在一定的用量范圍內(nèi)（小于15mg/L）添加羧甲基纖維素（CMC），能夠有效地提升氫氧化鋅的浮選回收率，同時(shí)對(duì)石膏產(chǎn)生很強(qiáng)的抑制作用。因此考察了抑制劑CMC對(duì)人造硫化鋅浮選性能的影響，結(jié)果?？梢钥闯?，隨著CMC用量的不斷增加，鋅精礦品位一開始有一定的增加，然后趨于穩(wěn)定；而鋅的回收率呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì)。這說(shuō)明添加一定量的CMC，能夠較好的抑制硫酸鈣，提高鋅精礦的品位，但由于人造硫化鋅與硫酸鈣之間的粘附作用，當(dāng)CMC用量過(guò)大時(shí)，會(huì)抑制粘附在石膏周邊的細(xì)粒人造硫化鋅的浮選，導(dǎo)致鋅的回收率下降。當(dāng)CMC用量為200g/t時(shí)，鋅精礦品位及回收率都有少量提升，分別提高到了24.2%和242%。因此，添加CMC的用量不能太大。綜合考慮，CMC的適宜用量為200g/t。

3pH值

pH的變化對(duì)礦物的可浮性有直接或間接的影響，一方面影響著礦物的表面性質(zhì)如解離及吸附特性，進(jìn)而對(duì)礦物的表面電性產(chǎn)生影響；另一方面影響礦物表面吸附物的結(jié)構(gòu)和組成，進(jìn)而對(duì)礦物表面的親水疏水總效應(yīng)產(chǎn)生一定的影響；此外，pH值的變化也會(huì)對(duì)礦物的分散和凝聚產(chǎn)生影響，因此，改變浮選礦漿的pH值在一定程度上影響礦物的浮選性能?？梢钥闯觯S著礦漿pH值得不斷升高，精礦中的鋅品位逐漸降低，回收率則先升高的趨勢(shì)然后再pH大于8時(shí)開始下降。當(dāng)pH值為2時(shí)，鋅精礦品位高達(dá)45%，但是回收率很低僅只有16.32%；當(dāng)pH值為8時(shí)，鋅的回收率達(dá)到最高為33.33%，而鋅的品位降低至27.4%。這主要是因?yàn)樵谳^低pH值的條件下，礦漿溶液的粘度較低，有利于礦物的分散，因此有利于精礦品位的升高。而當(dāng)pH值大于7時(shí)，OH-會(huì)與礦物表面作用生成具有親水性的氫氧化物薄膜，與此同時(shí)OH-會(huì)與捕收劑在礦物表面產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，繼而阻礙捕收劑對(duì)礦物的吸附，導(dǎo)致鋅品位的下降。綜上考慮pH值對(duì)鋅品位及回收率的影響，實(shí)驗(yàn)適宜的pH值應(yīng)在8左右，即為本礦漿體系自然的pH值。

4溫度

升高溫度不僅可以改變礦物的表面性質(zhì)，促進(jìn)捕收劑與礦物表面的作用，而且可以加大捕收劑的溶解度和改善捕收劑在溶液中的分散狀態(tài)。此外，升高溫度有利于降低礦漿的粘度，使得顆粒不易于團(tuán)聚在一起，從而能夠提高浮選精礦的品位。因此本實(shí)驗(yàn)考察不同浮選溫度對(duì)人造硫化鋅浮選性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著溫度的不斷升高，鋅精礦品位逐漸增大，回收率則先增大后減小，在溫度60℃達(dá)到最大，此時(shí)鋅時(shí)回收率為最高的55.16%，精礦品位提升至28.8%。表明提高浮選溫度有利于人造硫化鋅的浮選，但當(dāng)浮選溫度超過(guò)60℃時(shí)，由于溫度過(guò)高，導(dǎo)致其他雜質(zhì)的活化分子的平均能量過(guò)大，使得部分雜質(zhì)與人造硫化鋅被共同捕集而導(dǎo)致鋅的回收率下降。因此，選定60℃作為人造硫化鋅的浮選溫度較為適宜。

二、結(jié)論

(1)本文以某冶煉廢水處理工段所產(chǎn)生的廢渣為處理對(duì)象，采用水熱硫化-浮選工藝對(duì)其進(jìn)行資源化處理。實(shí)驗(yàn)首先采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)水熱硫化的影響因素進(jìn)行考察，結(jié)果認(rèn)為溫度是影響廢渣中金屬鋅（Zn）硫化的主要因素，其次為固液比、反應(yīng)時(shí)間和硫磺添加量，最優(yōu)水熱硫化條件為：硫化時(shí)間4小時(shí)，溫度200℃，固液比1:3，硫磺添加量15%，在最優(yōu)條件下廢渣中Zn硫化率可以達(dá)到90%以上。

(2)中和渣經(jīng)水熱硫化后的主要產(chǎn)物為顆粒細(xì)小的絮狀閃鋅礦和顆粒較大的桿狀雜質(zhì)硫酸鈣，并且閃鋅礦與硫酸鈣粘附在一起，對(duì)后續(xù)的浮選分離造成一定的影響。

(3)人造硫化礦浮選考察了粒徑、抑制劑（CMC）用量、浮選溫度和浮選pH對(duì)硫化產(chǎn)物可浮性的影響。最優(yōu)浮選參數(shù)為：粒徑38m,溫度60℃,CMC:200g/t,pH=8。最優(yōu)條件下，一次浮選粗選Zn回收率為55.16%，精礦Zn品位可達(dá)28.8%。研究認(rèn)為溫度是影響人造硫化物浮選分離的主要因素，溫度升高，能提高人造硫化礦物與脈石礦物的活化分子的平均能量，有利于兩者的分離。

作者：閔小波陳梁彥杰柴立元張海靜柯勇王延單位：中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程研究所國(guó)家重金屬污染防治工程技術(shù)研究中心