某鉛火法冶煉廢渣綜合利用回收試驗(yàn)

陳建福 陳發(fā)上 張 莉 陳 宇 涂友兵

(江西三和金業(yè)有限公司)

鉛渣成分復(fù)雜，含有價(jià)元素較多，難于處理和綜合利用。目前，鉛冶煉廢渣處理回收的方法主要有煙化揮發(fā)法、還原熔煉法、濕法冶金法[1-3]，但由于回收成本較高、冶煉工藝較落后，我國(guó)鉛渣的處理大多以露天堆放為主，且廢渣排放量逐年增加，若不加以回收利用，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，綜合回收研究工作迫在眉睫。為此，以某鉛冶煉廢渣為研究對(duì)象，采用多種選礦工藝進(jìn)行鉛、鐵回收探索試驗(yàn)，最終得到了鐵精礦鐵品位為55.47%、鉛精礦鉛品位為46.13%的較好試驗(yàn)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了鉛廢渣的多金屬回收利用。

1 試樣性質(zhì)

某冶煉廢渣主要金屬元素有鉛、銅、鐵、銀，原礦多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

注：Ag含量單位為g/t。

2 試驗(yàn)條件

2.1 試驗(yàn)樣品的制備

根據(jù)試驗(yàn)研究需要，對(duì)試樣進(jìn)行破碎、篩分、混勻等，試樣加工流程見(jiàn)圖1。

圖1 試樣加工流程

2.2 試驗(yàn)藥劑

試驗(yàn)室中使用的主要藥劑有：捕收劑為丁黃藥(工業(yè)純)，乙硫氮(工業(yè)純)；調(diào)整劑為氧化鈣(分析純)；起泡劑為2#油(工業(yè)純)。

2.3 試驗(yàn)設(shè)備

小型試驗(yàn)中使用的主要儀器設(shè)備見(jiàn)表2。

表2 小型試驗(yàn)中使用的主要儀器設(shè)備

3 選冶試驗(yàn)研究

3.1 重選搖床探索性試驗(yàn)

鉛冰銅渣中的鉛、銅及鐵礦物的密度差較小，鉛礦物、銅礦物、鐵礦物的密度分別為7.5、5.8、5.0 g/cm3，試樣的密度差太小，屬于中等偏難選礦物。

根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，將制備好的鉛冰銅渣分別縮分出4份，每份1 000 g，經(jīng)磨礦后其磨礦細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)含量分別為60.22%、63.80%、72.77%、87.40%。利用現(xiàn)有試驗(yàn)室小型搖床進(jìn)行重選試驗(yàn)，查看物料在分選過(guò)程中的分帶情況，并收集精礦、尾礦進(jìn)行化驗(yàn)分析。分選時(shí)礦物分帶不明顯，精礦帶太窄，粗顆粒礦物也基本集中在精礦端，試驗(yàn)結(jié)果不理想，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 探索性重選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表3可知，采用重選方法可使鉛品位得到有效提高，但在滿(mǎn)足鉛品位要求下，精礦產(chǎn)率偏低，整體回收率非常低，僅在6%～7%；從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，該試樣采用單一重選方法不理想。

3.2 浮選探索性試驗(yàn)

將制備好的鉛冰銅渣樣縮分出2份，每份1 000 g，編號(hào)1#、2#，磨礦至-0.074 mm 87.40%，其中1#采用單一捕收劑浮選工藝，試驗(yàn)流程及藥劑見(jiàn)圖2；2#采用組合捕收劑浮選工藝[4]，試驗(yàn)流程及藥劑見(jiàn)圖3。

圖2 1#單一捕收劑浮選試驗(yàn)流程

圖3 2#組合捕收劑浮選試驗(yàn)流程

根據(jù)多元素分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該物料含鐵、硫較高，浮選時(shí)采用石灰作為pH值調(diào)整劑，將礦漿控制在低堿性條件，以適當(dāng)抑制鐵礦物的上浮，浮選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 探索性浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表4可知，該物料通過(guò)浮選方法鉛基本無(wú)法富集，鉛品位在11%～13%，鉛回收率較低，后續(xù)經(jīng)多次精選，鉛品位仍達(dá)不到要求。由此判斷，浮選工藝基本不適合該類(lèi)鉛冰銅渣的選別，分析鉛在物料中的賦存狀態(tài)可能更多的是以單體鉛或氧化鉛礦物形式存在，而不是硫化鉛。

3.3 磁選試驗(yàn)

3.3.1 磁選試驗(yàn)

因原礦中含鐵量較高且經(jīng)過(guò)氧化焙燒，采用磁選脫鐵提高鉛品位?，F(xiàn)初步擬定磁選流程進(jìn)行不同磨礦細(xì)度的單一磁選探索性試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖4 磁選試驗(yàn)流程

表5 探索性磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5可知，該試樣經(jīng)過(guò)磁選可得到合格的鐵精礦產(chǎn)品，鐵精礦品位在53.00%～55.50%，鐵精礦產(chǎn)率在30.00%左右，鐵精礦回收率達(dá)45.00%～50.00%。

3.3.2 磁選篩析試驗(yàn)

為進(jìn)一步摸清磁選產(chǎn)品中鉛、鐵在各粒級(jí)中的富集情況，為下一步試驗(yàn)優(yōu)化做準(zhǔn)備，選用3#磁選精礦、尾礦進(jìn)行篩析試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6、表7。

表6 3#磁選精礦篩析試驗(yàn)結(jié)果

表7 3#磁選尾礦篩析試驗(yàn)結(jié)果

由表6、表7可知，磁選精礦中鉛、鐵品位分布較為均勻，已無(wú)法再次選別回收鉛、鐵，即可直接作為鐵精礦；而磁選尾礦中鉛的分布較為不均勻，主要集中在+0.15 mm及-0.045 mm粒級(jí)中，且+0.15 mm粒級(jí)的產(chǎn)品品位達(dá)到選別要求，可直接作為鉛精礦。

故對(duì)1#、2#磁選尾礦采用100目篩網(wǎng)進(jìn)行篩析，再對(duì)3#磁選尾礦進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 磁選尾礦篩析試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，該試樣經(jīng)磁選后的尾礦中+0.15 mm粒級(jí)物料基本可作為鉛產(chǎn)品，作業(yè)回收率在24%～32%,對(duì)應(yīng)原礦回收率在19%～27%；但-0.15 mm粒級(jí)中鉛品位仍較高，有待進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究。

3.3.3 磁選尾礦重選搖床試驗(yàn)

在磁選尾礦預(yù)先選出+0.15 mm粒級(jí)物料的情況下，再次進(jìn)行重選搖床試驗(yàn)，考察能否進(jìn)一步回收鉛，基本符合分級(jí)選別的思路，且在磁選剔除大量鐵后，將增大鉛鐵密度差，有利于重力選礦，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖5，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

圖5 磁選尾礦-0.15 mm粒級(jí)重選試驗(yàn)流程

表9 磁選尾礦-0.15 mm粒級(jí)重選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知，尾礦-0.15 mm粒級(jí)物料再經(jīng)搖床重選后可得到含鉛約16%的一個(gè)中間產(chǎn)品，作業(yè)回收率可達(dá)20%。

綜上整個(gè)磁選試驗(yàn)過(guò)程，可得出一套完整的磁選+篩析+重選的聯(lián)合試驗(yàn)方案，選別流程數(shù)據(jù)匯總見(jiàn)表10，試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖6。

表10 聯(lián)合選別流程數(shù)據(jù) %

注：以3#磁選試驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

4 結(jié) 論

(1)鉛冰銅渣是一種以鐵礦物為主的含鉛物料，其組成較為復(fù)雜，屬較難處理物料，且鉛、鐵密度差小，加上鉛在該物料中的賦存狀態(tài)極為復(fù)雜，采用單一的重選方法仍不能有效富集鉛。

(2)通過(guò)該物料的探索性浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，浮選試驗(yàn)指標(biāo)亦不理想，說(shuō)明該物料不適合采用浮選工藝進(jìn)行鉛富集處理。

圖6 磁選—篩析—重選數(shù)質(zhì)量流程

(3)在后續(xù)磁選試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了鉛在磁選尾礦中的分布規(guī)律，從而引出磁選尾礦預(yù)先篩分，后重選的分級(jí)選別工藝。通過(guò)采用磁選加重選聯(lián)合流程，可得到鐵品位為55.47%的鐵精礦，鉛品位為46.13%的鉛精礦。

(4)該種鉛冶煉廢渣綜合回收方式不僅能提高資源的利用率，同時(shí)避免了浮選等其他工藝可能造成的環(huán)境污染，對(duì)該類(lèi)鉛二次資源的開(kāi)發(fā)利用有一定的借鑒意義。