不同锌精矿配矿比对浮选硫直收率的影响研究

不同锌精矿配矿比对浮选硫直收率的影响研究

王万平

广东省韶关市仁化县丹霞冶炼厂  广东省韶关市  512300

摘要：在锌湿法冶炼工艺中，投入生产的锌精矿成分大多以硫化物的形式存在，因此锌精矿中会富含大量的硫元素。氧压浸出反应过程会将锌精矿中的硫元素置换出来，生成粒度较小的单质硫。硫回收工序是丹霞冶炼厂锌湿法冶炼工艺中延伸的一个硫磺生产工序，主要是将富含大量硫单质的氧压浸出底流通过浮选（包含粗选、精选、扫选）、熔硫、热滤、造粒等工艺技术，提纯生产硫磺，提高工厂经济效益。由于不同锌精矿中元素品位不同，含量相差较大，对硫浮选工艺指标有较大的影响。本课题研究了不同锌精矿的最优配比下，硫浮选工艺指标可达到硫直收率71.1%以上、硫磺品位99%以上；浮选尾矿铅银渣含铅13%以上、含硫10%以下。

关键词：锌精矿硫浮选    直收率     铅银渣

前言

锌氧压浸出的锌精矿原料，其成分主要为闪锌矿ZnS、铁闪锌矿ZnFeS2、方铅矿PbS、黄铁矿FeS2和黄铜矿。丹霞冶炼厂目前锌冶炼投入的锌精矿主要为当地的凡口锌精矿和其他外购的锌精矿，外购矿和凡口矿主要是Zn、Fe、Pb三种元素含量不同，但不管是凡口矿还是外购矿，都富含大量的硫元素，具有较大的回收价值。丹霞冶炼厂硫浮选工艺技术，填补了国内硫磺生产的工艺空白，不仅将锌精矿中的硫元素回收利用，同时降低了氧压浸出工艺反应的底流渣的处理技术，为锌湿法冶炼技术在环保、经济效益方面提升了一个台阶。随着工厂产能提升，凡口矿采矿产能并不能满足丹霞冶炼厂生产需求，根据生产需求逐步配入外购矿，由于没有成熟的生产工艺控制参数，易出现生产波动或生产事故。

不同锌精矿的配比投产，给硫浮选工艺带来不小冲击，硫浮选作为锌湿法冶炼工艺的一个延伸，氧压浸出的底流元素品位对浮选工艺至关重要。本课题在基于氧压浸出高水平运行的基础上，通过不同锌精矿的配比调整，摸索实践得出最佳的配比方法，从而得到最优的硫浮选工艺指标。

1. 硫浮选生产工艺介绍

在锌精矿投入氧压浸出系统反应生产后，生产出的二段底流送至硫浮选的贮槽，在通过泵调整合适流量投入硫浮选的粗浮选槽，从粗浮选槽通过压缩空气鼓吹并搅拌的泡沫层被刮板刮出，溢流到精浮选槽，粗浮选槽的尾矿流到尾选槽（扫选），精浮选槽浮选出来的为硫精矿，流到贮槽储存，硫精矿的硫品位达到80%以上，是生产硫磺的物料。尾选槽浮选出来的硫精矿，再一次返回粗选槽进行复选，尾矿通过压滤机压滤，即铅银渣。

硫精矿通过带式过滤、熔硫池高温熔化、热滤机压滤精硫、造粒机冷却生产，便得到可以直接外售的硫磺产品。由于不同锌精矿的元素含量的不同，会造氧压浸出底流的元素品位变化多样，造成工艺技术的不稳定，从而影响硫直收率和铅银渣和硫化物滤饼的各项工艺指标，因此对不同锌精矿的配比研究是行之有效的解决之法。

2. 锌精矿的元素品位

丹霞冶炼厂生产的某一段时间，进口了两种外购矿同时与凡口锌精矿搭配投产，本课题通过这两种不同锌精矿与凡口矿的配比实践摸索，寻求出一个最优的配矿比方案，以改进浮选工艺指标，提高经济效益。以下表1、表2、表3分别是不同矿源的锌精矿元素品位化验结果。

表1.凡口矿元素化验分析结果

表2.红河矿元素化验分析结果

表3.哈勒尔矿元素化验分析结果

通过三个图表可以看出，三种锌精矿中，凡口矿有少量的镓、锗金属，这是具有较大回收价值的稀贵金属。其余主要为Zn、Pb、Fe三种元素不同，最直观的数据显示，三种锌精矿最大的区别就在铁含量的不同。

不同元素对于硫浮选工艺是影响很大的，在氧压浸出反应过程，锌、镉、锗、钴等大部分金属都浸出在溶液中，而铅、银等形成难溶的硫酸盐，混合单质硫和杂质一起在底流，被送到浮选硫回收工艺进行硫磺生产。

3. 锌精矿中Fe对硫浮选的影响

在锌氧压浸出工艺中，Fe3+有促进浸出反应的效果，适当的Fe3+浓度可以提高锌浸出率，如果锌精矿中Fe含量偏少，会直接影响锌精矿的浸出率，使得一定的投矿处理量上，浸出反应不及时，浸出率下降，造成二段底流含锌高，硫单质品位低，浮选困难，达不到浮选的工艺指标。如果锌精矿中Fe含量较多，矿中铁易被浸出，ZPL液中Fe3+浓度较高，如果一段过浸出、釜温偏高或终酸较低易导致一段浸出控制过程中沉铁，导致溶液中锗离子与Fe共沉，影响锗回收率；也会造成一段底流渣量增大，浓密池澄清效果差；同时Fe3+浓度高导致中和过程形成铁胶体，致使二段底流中杂质较多，硫品位达不到浮选要求，增大浮选工艺的难度。

根据实际生产和实验研究摸索，把外购矿与凡口锌精矿按不同比例配比投产，得出锌精矿中最适宜硫浮选的铁含量。

图1.锌精矿Fe含量与硫直收率和锌浸出率的关系

由图1可以看出，当锌精矿中Fe含量在7%左右时，硫浮选工艺在锌氧压浸出最优的基础上（浸出率99.3%），可以达到71.1%以上，这时候的硫浮选工艺可以达到工艺指标要求。

4. 锌精矿Zn含量对硫浮选的影响

锌湿法冶炼中，锌是最核心的金属元素，也是工厂生产的目标产物。通过锌精矿 的化验分析可以看出，锌精矿中锌的品位在47%-55%之间，凡口矿锌品位在54%左右，相对来说是品位比较高的锌精矿。

相对来说，锌精矿的锌品位越高，杂质相对来说就越低，越有利于硫浮选的进行。然而锌精矿中锌品位高，也要看铁含量，铁低的话容易出现锌浸出不完全，氧压浸出底流含锌较高，加大硫浮选工艺的生产难度，同时降低了铅银渣、硫化物滤饼的指标，达不到工厂的品位要求。

根据实际生产和实验研究，通过外购矿和凡口锌精矿按一定比例配比，把配比矿的金属含量配至锌：52%-53%，铁：6.5%-7%，可以使生产达到最佳的锌浸出率和硫直收率。

5. 锌精矿中Pb对硫浮选的影响

锌精矿中的铅以PbS的形式存在，在氧压浸出工艺中，硫化铅与氧气，硫酸在高温高压的条件下反应生成硫酸铅，硫酸铅是一种难溶于稀硫酸的硫酸盐，因此锌精矿中的铅元素，最后几乎都生成硫酸铅在二段浸出底流中，送往浮选工艺进行硫浮选工艺，再通过压滤生产铅银渣。

在锌精矿中铅含量如果过高，则导致底流渣率过大，不利于硫浮选的进行；如果锌精矿中铅含量太低，则铅银渣中铅品位达不到指标要求，渣处理量大，回收成本高，经过实践生产和实验研究，锌精矿矿中的铅含量控制在0.8%-1%之间，氧压浸出底流的浮选可实现良好的工艺指标。

6 . 不同锌精矿的配比

不同锌精矿的元素含量不同，不同元素对锌氧压浸出和硫浮选工艺都会有较大的影响，因此不同锌精矿的配比显得尤为重要，就以上三种锌精矿而言，凡口矿是原本工厂直接投入生产的，各种金属含量都比较符合工艺生产，相对而言铁含量稍低。通过实验验证，实际生产探索，凡口矿与哈勒尔矿最优配矿比为7：3；

由于红河矿铁含量较低，含铅量较高，与凡口矿不适宜配矿，因此可以和凡口锌精矿、哈勒尔矿一起配比投入生产，通过实验分析和实际生产摸索，三种矿最优配矿比为：凡口矿：红河矿：哈勒尔矿=6：2：2。

7 . 总结

（1）不同锌精矿元素含量不同，对生产工艺有较大影响，在投入生产时，要经过适当的配矿比例，把配矿后的矿浆元素配至锌51%-53%，铁6.5%-7.5%，铅0.8%-1%，确保硫浮选工艺各项指标最优化。

（2）锌精矿的配比

凡口矿：哈勒尔矿=7：3

凡口矿：红河矿：哈勒尔矿=6：2：2。

通过这样的锌精矿配比，硫浮选工艺指标可达到硫直收率71.1%以上、硫磺品位99%以上；浮选尾矿铅银渣含铅13%以上、含硫10%以下。