某鉛火法冶煉廢渣綜合利用回收試驗

陳建福 陳發上 張 莉 陳 宇 涂友兵

(江西三和金業有限公司)

鉛渣成分復雜，含有價元素較多，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，將對環境造成嚴重污染，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象，采用多種選礦工藝進行鉛、鐵回收探索試驗，最終得到了鐵精礦鐵品位為55.47%、鉛精礦鉛品位為46.13%的較好試驗指標，實現了鉛廢渣的多金屬回收利用。

1 試樣性質

某冶煉廢渣主要金屬元素有鉛、銅、鐵、銀，原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果 %

注：Ag含量單位為g/t。

2 試驗條件

2.1 試驗樣品的制備

根據試驗研究需要，對試樣進行破碎、篩分、混勻等，試樣加工流程見圖1。

圖1 試樣加工流程

2.2 試驗藥劑

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

2.3 試驗設備

小型試驗中使用的主要儀器設備見表2。

表2 小型試驗中使用的主要儀器設備

3 選冶試驗研究

3.1 重選搖床探索性試驗

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。

根據試驗經驗，將制備好的鉛冰銅渣分別縮分出4份，每份1 000 g，經磨礦后其磨礦細度-0.074 mm粒級含量分別為60.22%、63.80%、72.77%、87.40%。利用現有試驗室小型搖床進行重選試驗，查看物料在分選過程中的分帶情況，并收集精礦、尾礦進行化驗分析。分選時礦物分帶不明顯，精礦帶太窄，粗顆粒礦物也基本集中在精礦端，試驗結果不理想，試驗數據見表3。

表3 探索性重選試驗結果 %

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

3.2 浮選探索性試驗

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

圖2 1#單一捕收劑浮選試驗流程

圖3 2#組合捕收劑浮選試驗流程

根據多元素分析化驗數據可知，該物料含鐵、硫較高，浮選時采用石灰作為pH值調整劑，將礦漿控制在低堿性條件，以適當抑制鐵礦物的上浮，浮選試驗結果見表4。

表4 探索性浮選試驗結果 %

由表4可知，該物料通過浮選方法鉛基本無法富集，鉛品位在11%～13%，鉛回收率較低，后續經多次精選，鉛品位仍達不到要求。由此判斷，浮選工藝基本不適合該類鉛冰銅渣的選別，分析鉛在物料中的賦存狀態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

3.3.1 磁選試驗

因原礦中含鐵量較高且經過氧化焙燒，采用磁選脫鐵提高鉛品位。現初步擬定磁選流程進行不同磨礦細度的單一磁選探索性試驗，試驗流程見圖4，試驗結果見表5。

圖4 磁選試驗流程

表5 探索性磁選試驗結果 %

由表5可知，該試樣經過磁選可得到合格的鐵精礦產品，鐵精礦品位在53.00%～55.50%，鐵精礦產率在30.00%左右，鐵精礦回收率達45.00%～50.00%。

3.3.2 磁選篩析試驗

為進一步摸清磁選產品中鉛、鐵在各粒級中的富集情況，為下一步試驗優化做準備，選用3#磁選精礦、尾礦進行篩析試驗，試驗結果見表6、表7。

表6 3#磁選精礦篩析試驗結果

表7 3#磁選尾礦篩析試驗結果

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粒級中，且+0.15 mm粒級的產品品位達到選別要求，可直接作為鉛精礦。

故對1#、2#磁選尾礦采用100目篩網進行篩析，再對3#磁選尾礦進行統計分析，試驗結果見表8。

表8 磁選尾礦篩析試驗結果

由表8可知，該試樣經磁選后的尾礦中+0.15 mm粒級物料基本可作為鉛產品，作業回收率在24%～32%,對應原礦回收率在19%～27%；但-0.15 mm粒級中鉛品位仍較高，有待進一步進行試驗研究。

3.3.3 磁選尾礦重選搖床試驗

在磁選尾礦預先選出+0.15 mm粒級物料的情況下，再次進行重選搖床試驗，考察能否進一步回收鉛，基本符合分級選別的思路，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，試驗流程見圖5，試驗結果見表9。

圖5 磁選尾礦-0.15 mm粒級重選試驗流程

表9 磁選尾礦-0.15 mm粒級重選試驗結果 %

由表9可知，尾礦-0.15 mm粒級物料再經搖床重選后可得到含鉛約16%的一個中間產品，作業回收率可達20%。

綜上整個磁選試驗過程，可得出一套完整的磁選+篩析+重選的聯合試驗方案，選別流程數據匯總見表10，試驗數質量流程見圖6。

表10 聯合選別流程數據 %

注：以3#磁選試驗數據為準。

4 結 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極為復雜，采用單一的重選方法仍不能有效富集鉛。

(2)通過該物料的探索性浮選試驗結果表明，浮選試驗指標亦不理想，說明該物料不適合采用浮選工藝進行鉛富集處理。

圖6 磁選—篩析—重選數質量流程

(3)在后續磁選試驗過程中發現了鉛在磁選尾礦中的分布規律，從而引出磁選尾礦預先篩分，后重選的分級選別工藝。通過采用磁選加重選聯合流程，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，同時避免了浮選等其他工藝可能造成的環境污染，對該類鉛二次資源的開發利用有一定的借鑒意義。