贵州某铅锌矿选矿厂浮选尾水回用试验

韩 婧 陈 勇 卢忠鼎

(西安有色冶金设计研究院有限公司)

我国矿山废水总体存在排放量大、持续性强、对环境污染严重的特点，各类矿山废水排放量占全国工业废水总排放量的10%左右[1]，产生了一系列矿山废水处理和回用等问题，制约着矿山企业的发展。贵州某铅锌矿山排放大量浮选尾水，若与尾矿一起排入尾矿库，再以回水形式返回选矿厂处理后再利用，能耗大；如果直接排放，又因药剂和悬浮物含量较高而达不到排放标准，也会造成水资源浪费，尤其是在水源匮乏的矿区。为解决这一矛盾，探讨选矿厂铅锌选矿废水直接回用于锌浮选工艺中的可行性，以实现在不过多影响现场目前选矿回收指标的前提下，实现浮选尾水的最大资源化利用[2-5]，从而缓解矿区水源不足的压力，提升企业经济效益和社会效益，实现矿山可持续发展。

1 矿石性质

贵州某铅锌矿选矿厂矿石化学多元素分析结果见表1，主要矿物组成见表2。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

表2 主要矿物组成 %

从表1、表2可以看出，矿石中铅、锌、硫具有较高的回收价值，金、银元素达到伴生组分回收要求，可随铅、锌、硫产品的富集而回收；可供利用的金属矿物主要为黄铁矿、闪锌矿和方铅矿。

2 试验结果与讨论

2.1 浮选再现试验

本着不改变目前生产现场铅、锌浮选流程结构的原则，为解决生产中水源不足的问题，合理利用铅锌浮选尾水，满足选矿生产需要和环保要求，首先根据现场提供的工艺流程，优化调整药剂制度后，进行铅、锌、硫浮选再现试验。

现场采用1粗3精2扫优先浮选铅—1粗3精3扫锌浮选—1粗2精2扫选硫流程进行生产。浮选闪锌矿时，在酸性矿浆条件下，铅具有活化闪锌矿的作用[6]，但由于需要抑制黄铁矿而加入了石灰作抑制剂[7]，使得矿浆处于强碱( pH>11)环境下，因此采用CuSO4来活化闪锌矿[8]，选锌尾矿用硫酸活化黄铁矿以回收硫。调整后开路试验工艺流程见图1，试验结果见表3，现场生产结果见表4。

图1 浮选再现试验开路流程

表3和表4试验结果对比表明，药剂制度优化调整后，各浮选指标较现场生产指标好，铅、锌、硫都得到了有效回收。

由于锌浮选时加入大量石灰，矿浆氧化还原电位较低，黄铁矿被有效抑制[9-10]，硫选别时为调整矿浆pH，使用较大用量的硫酸[11]，造成选硫成本高，同时硫酸存在易腐蚀设备、不易运输和储存等问题，选矿厂进行硫浮选回收的积极性不高[12-13]，因此拟改用其他工艺进行硫的回收，试验仅考察铅锌浮选尾水回用对铅锌回收指标的影响。

2.2 尾水回用试验

2.2.1 尾水用量试验

分别选用铅锌浮选尾水占比为30%、50%、70%和85%按图1进行开路浮选试验，考察不同比例的尾水对铅锌选矿指标的影响，结果分别见图2和图3。

由图2和图3可以看出，尾水比例从30%增加到85 %的过程中，铅精矿品位在33%～37%范围内变化，不仅明显低于优化调整后的开路指标(48.60%)，还造成铅精矿质量不合格；随着尾水用量比例的增加，铅精矿品位呈逐渐下降趋势，铅精矿回收率在68%～72%范围内变化，略高于开路试验回收率(65.16%)，且随尾水用量比例的增大，回收率呈上升趋势。锌精矿品位、回收率指标均接近优化调整后的开路试验指标。说明铅精矿品位对尾水用量比例十分敏感，对铅精矿回收率和锌精矿指标则影响不大，因此生产上可在锌浮选作业中添加一定比例的尾水。

表3 浮选再现试验结果 %

表4 现场生产结果%

图2 尾水用量对铅、锌精矿品位的影响

图3 尾水用量对铅、锌精矿回收率的影响

铅精矿品位对尾水敏感，主要是由于锌浮选时加入了CuSO4活化闪锌矿，同时加入大量石灰抑制黄铁矿，使得尾水含有Cu2+，呈碱性(pH约为12)。当铅浮选作业中加入一定量的尾水时，在碱性更强的矿浆中(pH=9.0～11.5)，闪锌矿对Cu2+具有较强的吸附性，部分闪锌矿被活化，可浮性增强，从而达不到理想的铅锌浮选分离效果[14]，铅精矿品位下降，并且尾水用量比例越大，下降趋势越明显。另外，在铅浮选过程中，锌浮选尾水中残留的捕收剂丁基黄药对闪锌矿具有较强的捕收能力，且废水中除Cu2+以外，Pb2+也能对闪锌矿起到一定的活化作用，从而导致铅精矿中锌含量过高[15]。

2.2.2 闭路试验

对比图2与表3，不使用尾水，铅精矿品位达到48.00%以上，使用一定比例的尾水后，品位降低10 个百分点以上。为确保铅精矿质量，决定铅浮选作业使用新水，对锌浮选作业进行使用比例为85%尾水和不使用尾水的全流程闭路对比试验，流程见图4，结果见表5。

表5表明，锌浮选作业添加85%尾水和不添加尾水的全流程闭路试验指标相当。不添加尾水，铅精矿品位相比表3降低至46.13%，回收率提升到86.70%；添加85%尾水，锌精矿品位稍有下降，回收率指标较高，说明使用尾水不仅可以保证企业经济效益，还可节省新水成本，同时降低尾水处理量。

图4 闭路试验全流程

3 结 论

贵州某铅锌矿选矿厂采用铅优先浮选再选锌原则流程进行生产，锌浮选尾水中残留的丁基黄药、Cu2+、Pb2+会对闪锌矿起到一定的活化作用，回用于铅浮选作业中导致铅精矿含锌过高，影响铅精矿品位。

选矿厂通过将85%比例的尾水回用于锌浮选作业，铅浮选作业仍使用新水，在保证铅精矿指标的情况下，锌精矿品位由54.67%下降到48.65%，回收率仍达到96.00%以上。因此将浮选尾水大量直接回用于锌浮选作业中循环利用，既可保证现有选矿工艺流程结构和回收指标，降低回水产生量和处理成本，减少能耗，又能为企业节约新水用量，经济效益明显，也响应了“绿色矿山”的号召。