導語：含鋅廢渣水熱硫化浮選回收的工藝一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、結果與討論

1、中和渣的水熱硫化參數的優化實驗研究

1中和渣的水熱硫化正交實驗研究

本實驗含鋅中和渣的水熱硫化效果評價，是在前期單因子水熱硫化實驗的基礎上考察了中和渣鋅的水熱硫化正交實驗，選用硫化率來評定硫化效果的。選取水熱硫化影響的4個因子為：A水熱溫度（℃）、B硫磺用量（%）、C水熱時間（h）、D礦漿濃度（g/L），每個因子選擇3個水平，選取L9(43)做為水熱硫化正交實驗設計表，測定的結果。可以知道，對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，水熱時間次之，對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；礦漿濃度對硫化率的影響順序為300g/L>200g/L>100g/L；在水熱時間為4h時最有利于鋅的硫化，其次分別是8h及2h；當硫磺用量為18%鋅的硫化率最大，但是考慮到硫磺用量對鋅的硫化影響程度最小，而且硫磺為疏水性物質，在浮選過程中可能會跟生成硫化鋅對捕收劑產生競爭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后續的浮選越有利，并且從經濟上來說有利于節約成本。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，水熱時間4h，硫磺用量15%。在此最優的條件下中和渣中鋅的硫化率可達到91.52%。

2中和渣的水熱硫化產物分析

（1）XRD分析中和渣水熱硫化后產物XRD圖譜。該產物含有的主要晶體物質是硫酸鈣CaSO4和硫化鋅ZnS；其中CaSO4的衍射峰型非常尖銳且強度很大，CaSO4的結晶效果較好。而ZnS的不但衍射強度比較弱，而且衍射峰存在寬化現象，說明ZnS的結晶效果比較差，晶粒較為細小。

（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，以無定形的棉絮狀態存在，團聚現象嚴重。這主要是因為渣中顆粒的平均粒徑太小，導致比表面積和表面能都比較大，顆粒之間容易團聚。從硫化后中和渣的SEM-EDS可以知道，中和渣經水熱硫化后，生成了更為細小的灰白色顆粒物，同時也有部分較大顆粒的桿狀物質生成。其中較大顆粒的的桿狀物質經EDS能譜檢測為硫酸鈣（CaSO4），而細小的灰白色物質為閃鋅礦（ZnS）。因此，中和渣經水熱硫化后的主要產物為顆粒細小的絮狀閃鋅礦和顆粒較大的桿狀雜質硫酸鈣，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。可以看出，中和渣經水熱硫化后，粒度分布有明顯的變化，顆粒分布較為分散，有兩個較為明顯的分布密集區，一個主要集中在0.1~0.5μm，其平均粒徑只有0.23μm，占總量的15%；另外一個較大的分布區域主要集中在10~100μm，其平均粒徑為19.31μm，占總量的4.56%。通過結合之前對硫化后中和渣的SEM-EDS分析，可以認為顆粒較大的粒度分布區域主要為硫酸鈣的分布區域，而顆粒較小的區域主要為硫化鋅的分布集中區域。因此，中和渣經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，呈現不均勻態勢，并且生成的硫化鋅顆粒較為細小，可能會對后續浮選造成一定的影響。

2、人造硫化礦浮選分離實驗研究

1粒徑

人造硫化礦粒徑對礦物的可浮性影響很大，有用礦物在浮選分離前必須進行單體解離。對樣品進行篩分的主要目的是使的樣品中的有用部分與其他雜質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，主要硫化礦物的最佳浮選粒級范圍一般為5～100μm。因此考慮將水熱硫化產物過75μm（200目）、48μm（300目）、38μm（400目），考察不同的粒徑分布對人造硫化鋅浮選性能的影響。結果。可以看出，隨著粒徑的不斷減小，廢渣中鋅品位和回收率逐漸增大，并且對回收率影響更大。當顆粒粒徑小于38μm時，其回收率提升至26.38%，同時品位達到最高26.97%。這主要是因為水熱硫化生成的硫化鋅顆粒細小，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。而通過物理篩分可以將部分與硫酸鈣夾雜的硫化鋅分離出來，從而提高了鋅的回收率及品位。因此，粒徑分布對人造硫化鋅可浮性有比較大的影響，在一定范圍內減小顆粒的粒徑，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，在對氫氧化鋅和石膏進行浮選時，在一定的用量范圍內（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，同時對石膏產生很強的抑制作用。因此考察了抑制劑CMC對人造硫化鋅浮選性能的影響，結果。可以看出，隨著CMC用量的不斷增加，鋅精礦品位一開始有一定的增加，然后趨于穩定；而鋅的回收率呈現不斷下降趨勢。這說明添加一定量的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CMC用量過大時，會抑制粘附在石膏周邊的細粒人造硫化鋅的浮選，導致鋅的回收率下降。當CMC用量為200g/t時，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如解離及吸附特性，進而對礦物的表面電性產生影響；另一方面影響礦物表面吸附物的結構和組成，進而對礦物表面的親水疏水總效應產生一定的影響；此外，pH值的變化也會對礦物的分散和凝聚產生影響，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。可以看出，隨著礦漿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然后再pH大于8時開始下降。當pH值為2時，鋅精礦品位高達45%，但是回收率很低僅只有16.32%；當pH值為8時，鋅的回收率達到最高為33.33%，而鋅的品位降低至27.4%。這主要是因為在較低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pH值大于7時，OH-會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OH-會與捕收劑在礦物表面產生競爭吸附作用，繼而阻礙捕收劑對礦物的吸附，導致鋅品位的下降。綜上考慮pH值對鋅品位及回收率的影響，實驗適宜的pH值應在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，促進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。此外，升高溫度有利于降低礦漿的粘度，使得顆粒不易于團聚在一起，從而能夠提高浮選精礦的品位。因此本實驗考察不同浮選溫度對人造硫化鋅浮選性能的影響，實驗結果。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℃達到最大，此時鋅時回收率為最高的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，但當浮選溫度超過60℃時，由于溫度過高，導致其他雜質的活化分子的平均能量過大，使得部分雜質與人造硫化鋅被共同捕集而導致鋅的回收率下降。因此，選定60℃作為人造硫化鋅的浮選溫度較為適宜。

二、結論

(1)本文以某冶煉廢水處理工段所產生的廢渣為處理對象，采用水熱硫化-浮選工藝對其進行資源化處理。實驗首先采用正交實驗法對水熱硫化的影響因素進行考察，結果認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、反應時間和硫磺添加量，最優水熱硫化條件為：硫化時間4小時，溫度200℃，固液比1:3，硫磺添加量15%，在最優條件下廢渣中Zn硫化率可以達到90%以上。

(2)中和渣經水熱硫化后的主要產物為顆粒細小的絮狀閃鋅礦和顆粒較大的桿狀雜質硫酸鈣，并且閃鋅礦與硫酸鈣粘附在一起，對后續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對硫化產物可浮性的影響。最優浮選參數為：粒徑38m,溫度60℃,CMC:200g/t,pH=8。最優條件下，一次浮選粗選Zn回收率為55.16%，精礦Zn品位可達28.8%。研究認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：中南大學冶金與環境學院環境工程研究所國家重金屬污染防治工程技術研究中心