CN107470033B - 一种从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：将含硫化锌和硫化铁的矿物通过研磨，磨细到0.074mm以下的颗粒量到达矿物总体积的60%‑95%的范围，加水调配成固体含量25%‑50%的矿浆后，按照硫化锌矿物和硫化铁矿物的天然可浮性强弱的顺序布置浮选原则流程，先浮选硫化锌矿物后浮选硫化铁矿物的顺序进行硫化锌和硫化铁矿的浮选分离；且浮选硫化锌矿物的作业中不添加石灰，采用轻抑制的方法进行硫化锌矿物浮选；浮选硫化铁矿物的作业中不添加硫酸或盐酸，采用轻活化的方法进行硫化铁矿物浮选。
Description
技术领域
本发明涉及到一种浮选清洁生产工艺方法，具体涉及一种基于污染源头控制的硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离的清洁生产工艺方法，该方法与克服了传统加石灰方法带来的精矿和尾矿水pH值高达12以上，需要加酸调节才能达标排放，以及尾水中铅、锌、镉等重金属离子含量严重超标的问题，是一种基于污染源头控制的清洁生产工艺方法，属于矿物加工浮选技术领域。
背景技术：
国内外常用的硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离的方法有两种，一种是优先浮选流程，先加入石灰调节矿浆pH值在12以上来抑制硫化铁矿物，再加入活化剂和捕收剂浮选硫化锌矿物，然后再对浮锌尾矿用硫酸调节矿浆pH值至中性甚至酸性条件来活化被抑制的硫化铁矿物，再用捕收剂浮选硫化锌矿物；另一种是混合浮选流程，先在不加石灰或添加少量石灰的条件下，用活化剂和捕收剂将硫化锌矿物和硫化铁矿物同时浮选到混合精矿中，再对混合精矿在添加大量石灰（pH值达到12以上）的条件下，抑制硫化铁矿物，浮选硫化锌矿物。
这两种硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离方法，都要在生产过程中使用大量石灰（如水口山康家湾铅锌矿使用石灰用量5-6公斤/吨原矿，黄沙坪铅锌矿使用石灰10-13公斤/吨原矿，凡口铅锌矿使用石灰11-15公斤/吨原矿），虽然这两种工艺方法的生产历史悠久，工艺成熟可靠，可以获得稳定的分选效果，但伴随的缺点也很多，除了石灰乳难配制和添加石灰乳的管道易结垢堵塞问题外，还存在严重的环境污染问题，主要表现在：
（1） 尾水pH超标。使用石灰工艺得到的硫化锌精矿、硫化铁精矿和尾矿脱除水的pH值往往在12以上，严重超出pH6-9的工业废水排放标准，在废水处理站需要向尾水中加酸进行中和；经常出现加入酸量控制不当，水溶液pH值调到6以下的酸性，又需要反加碱来调节pH值至中性。因此，如何调节废水pH值至6-9的标准范围，成为让现场操作工和管理人员经常头痛的问题。
（2）尾水重金属离子和COD含量超标。因使用石灰工艺得到的硫化锌精矿、硫化铁精矿和尾矿脱除水的pH值往往在12以上，导致尾水中的铅、锌、镉、硫等重金属污染因子和COD含量经常超标。
在传统矿山行业，过去几十年都是采取粗放式的发展方式，大多采取了污染产生后再治理污染的“末端治理”措施，但现在世界各地各行各业都日益关注清洁生产，提倡环境保护工作应该由过去的单一末端治理向污染源头控制的清洁生产工艺转变。就像在硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离过程中使用石灰，产生了尾水的pH值和重金属离子超标能污染问题，过去都是采用对尾水采用加酸调节，加重金属捕集剂去除重金属离子等末端治理措施，很少有人想到以上这些问题产生的根源，都是因为在生产过程中采用了大量的石灰。因为添加石灰进行硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离的生产方法历史悠久，工艺成熟可靠，可以获得稳定的分选效果，而且石灰来源广泛，价格便宜，因此，在过去不太重视环境保护的时代，也很少有人思考能否做到不加石灰来实现污染源头控制，由此造成浮选的污染日益严重，很有必要对此加以改进。
通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：
1、专利号为CN201610842051.8，名称为“一种硫化锌矿直接浮选的方法” 的发明专利，该专利公开了一种硫化锌矿直接浮选的方法，将硫化锌矿石磨矿制成矿浆，调节矿浆pH至6-11，然后加入捕收剂N-烷基二硫代氨基甲酸钠、起泡剂松醇油，不加或加少量活化剂硫酸铜，进行浮选。采用该方法可以实现硫化锌矿的无铜活化直接浮选或显著降低硫酸铜的用量，有利于后续硫化锌与其它金属硫化矿的浮选分离。
2、专利号为CN201510862686.X，名称为“一种从硫化锌浮选尾矿中回收氧化锌的方法” 的发明专利，该专利公开了一种从硫化锌浮选尾矿中回收氧化锌的方法，包括如下步骤：(1)将高碱度硫化锌浮选尾矿浓缩至45wt％，加入800g/t-1200g/柠檬酸，搅拌反应10-15分钟。(2)加入硫化钠2-3kg/t，搅拌反应5分钟，然后加入清水，将浓度稀释至30wt％。(3)加入十八伯胺醋酸盐300-500g/t，搅拌反应5分钟；(4)加入2号油120-160g/t，搅拌反应3分钟后，此时矿浆pH在8.5-9.5。开始充气刮泡浮选，即可获得高质量的氧化锌产品。
3、专利号为CN200810214844.0， 名称为“一种硫化铁矿的浮选方法”的发明专利，该专利公开了一种硫化铁矿的浮选方法，属于选矿技术领域。其特征在于在有色金属硫化矿浮选后，在碱性矿浆条件下，加入铵盐和硫化物作为活化剂，再加入捕收剂黄药和起泡剂松油搅拌后，浮选出硫化铁矿。浮选过程中活化剂铵盐的加入量为6～120mol/t原矿，活化剂硫化物的加入量为6～36mol/t原矿，捕收剂黄药加入量为500g/t原矿，起泡剂松油加入量为50g/t原矿。本发明的方法能改善硫化铁矿表面性质及其浮选条件，加快硫化铁矿上浮速度，提高硫化铁矿回收率及精矿品位，降低浮选药剂消耗，降低生产成本。
上述这些专利虽然都涉及到硫化铁或硫化锌的浮选，但是通过对该专利的阅读，可以得知，这些专利与本发明所要解决的问题没有关系，而且所公开的技术方案中仍然都是采用石灰来进行浮选的，也未见提出不采用石灰的浮选处理方案，因此前面所述的问题仍然存在，仍有待进一步加以改进。
发明内容
本发明的发明目的在于针对现在硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离方法所存在的问题，提出一种基于污染源头控制的硫化锌和硫化铁矿浮选分离清洁生产工艺方法，该种硫化锌和硫化铁矿浮选分离清洁生产工艺方法可以在浮选硫化锌矿物的作业的整个过程中不添加石灰，且在浮选硫化铁矿物的作业中不添加硫酸或盐酸，达到清洁生产工艺方法的目的。
为了达到这一目的，本发明提供了一种从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，将含硫化锌和硫化铁的矿物通过研磨，磨细到0.074mm以下的颗粒量到达矿物总体积的60%-95%的范围，加水调配成固体含量25%-50%的矿浆后，按照硫化锌矿物和硫化铁矿物的天然可浮性强弱的顺序布置浮选原则流程，先浮选硫化锌矿物后浮选硫化铁矿物的顺序进行硫化锌和硫化铁矿的浮选分离；且浮选硫化锌矿物的作业中不添加石灰，采用轻抑制的方法进行硫化锌矿物浮选；浮选硫化铁矿物的作业中不添加硫酸或盐酸，采用轻活化的方法进行硫化铁矿物浮选。
进一步地，所述的采用轻抑制的方法进行硫化锌矿物浮选是：浮选硫化锌矿物时采用轻抑制剂代替石灰做硫化铁矿物的抑制剂，并控制浮选矿浆的pH值在6-9的中性范围，进行硫化锌矿物浮选。
进一步地，所述的轻抑制剂为非金属酸盐及其低聚物、一硫代非金属酸盐及其低聚物、二硫代非金属酸盐及其低聚物、三流代非金属酸盐及其低聚物、四硫代非金属酸盐及其低聚物的一种或几种的混合物；非金属酸盐及其低聚物、一硫代非金属酸盐及其低聚物、二硫代非金属酸盐及其低聚物、三硫代非金属酸盐及其低聚物、四硫代非金属酸盐及其低聚物，按照任意重量比混合在一起。
进一步地，所述的采用轻活化的方法进行硫化铁矿物浮选是：浮选硫化铁矿物采用的轻活化剂代替硫酸或盐酸做硫化铁矿物的活化剂，并通过不加硫酸或盐酸的方式控制浮选矿浆的pH值在6-9的中性范围，进行硫化铁矿物浮选。
进一步地，所述的活化剂为硫酸铜、硫酸银、硫酸铵、硝酸铜、硝酸银、硝酸铵中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述的按照硫化锌矿物和硫化铁矿物的天然可浮性强弱的顺序布置浮选原则流程是先优先浮选硫化锌矿物，再浮选硫化铁矿物，分别得到硫化锌精矿和硫化铁精矿；硫化锌矿物浮选作业和硫化铁矿物浮选作业都采用一次粗选一次扫选和一次精选流程；在硫化锌浮选作业中，石灰用量为零，采取轻抑制剂抑制硫化铁矿物，用量300g/t；在硫化铁浮选作业，硫酸或盐酸用量为零，采用轻活化剂，用量80g/t；其获得的硫化锌精矿、硫化铁精矿和尾矿脱除水的pH值在6-9的中性范围。
本发明的优点在于：
1、本发明工艺采用不添加石灰的轻抑制方法抑制硫化铁矿物浮选硫化锌矿物，其浮选硫化锌矿物的作业的矿浆pH值，与公知的采用石灰做硫化铁矿物的抑制剂浮选硫化锌矿物的作业的矿浆pH值高达12以上明显不同，在6-9的中性范围。
2、本发明工艺采用不添加硫酸或盐酸的轻活化方法浮选硫化铁矿物， 其浮选硫化铁矿物的作业的矿浆pH值，与公知的浮选硫化锌矿物后的硫化铁矿物浮选作业的矿浆pH值低到6以下明显不同，在6-9的中性范围。
3、本发明工艺采用不添加石灰的轻抑制方法抑制硫化铁矿物浮选硫化锌矿物，其浮选硫化锌矿物的作业的矿浆pH值在6-9的中性范围，导致浮选硫化锌矿物的的作业获得的硫化锌精矿浆的脱除水的pH值，与公知的采用石灰做硫化铁矿抑制剂浮选硫化锌矿物的作业获得的硫化锌精矿浆的脱除水的pH值高达12以上明显不同，在6-9的中性范围。
4、本发明工艺采用不添加硫酸或盐酸的轻活化方式浮选硫化铁矿物，其浮选硫化铁矿物的作业的矿浆pH值在6-9的中性范围，导致浮选硫化铁矿物的的作业获得的硫化铁精矿浆和尾矿浆的的脱除水的pH值，与公知的先加石灰抑制硫化铁矿物浮选硫化锌矿物后，再加酸活化硫化铁矿物的浮选作业获得的硫化铁精矿浆和尾矿浆的脱除水的pH值低到6以下明显不同，在6-9的中性范围。
5、本发明工艺获得的硫化铁精矿浆为浮选泡沫矿浆，矿浆浓度高达40%以上，与公知的先在不添加石灰的矿浆pH值6-9的中性条件下混合浮选硫化锌和硫化铁矿物，再对硫化锌和硫化铁矿物的混合精矿，在添加石灰的矿浆pH值高达12以上的高碱条件下进行抑制硫化铁矿物，浮选硫化锌矿物的浮选分离工艺获得的硫化铁精矿浆为槽内矿浆，矿浆浓度低至25%以下有明显区别。
本发明带来的好处表现在以下几个方面：
一是全流程取消了石灰，可以节约选矿药剂成本；
二是全流程取消了石灰，可以不设置洗配石灰的岗位，节省了选厂岗位用工，降低选矿生产人力资源成本；
三是全流程不添加石灰，克服了石灰乳难配制和添加石灰乳的管道易结垢堵塞等影响生产 指标的问题；
四是在硫化铁矿物的浮选作业不需要添加硫酸或盐酸，解决了因为硫酸和盐酸是易制毒品，在某些地方使用和审批都非常麻烦的问题；
五是精矿和尾矿的脱除水的pH值在达标排放标准的6-9的中性范围内，精矿和尾矿脱除水中的重金属离子含量和COD含量都要比传统加石灰的工艺低，甚至精矿和尾矿脱除水中的重金属离子含量和COD含量不经任何处理就已经低于排放标准。
附图说明
图1为本发明基于污染源头控制的硫化锌和硫化铁矿浮选分离清洁生产工艺流程图；
图2为现有硫化锌矿物和硫化铁矿物混合浮选再分离工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但所列举的实施例不是对本发明的限制。
实施例一
某硫化锌矿，含锌4.9%，含硫11%左右。
按照图1所示的本发明先优先浮选硫化锌矿物，再浮选硫化铁矿物的试验流程开展闭路流程试验，分别得到硫化锌精矿和硫化铁精矿，硫化锌矿物浮选作业和硫化铁矿物浮选作业都采用一次粗选一次扫选和一次精选流程结构，共开展了5个循环的闭路流程试验，取第4轮和第5轮试验结果的平均值作为最终试验结果，见表1。
表1 实施例一基于污染源头控制的硫化锌和硫化铁矿物浮选分离清洁生产工艺试验结果
实施例二
实施例二为本发明的对比实施例，为实施例一所用相同矿样采用传统添加石灰的硫化锌优先浮选后再浮选硫化铁矿的分选工艺的对照例
按照图2所示的先浮选硫化锌矿物，再浮选硫化铁矿物的试验流程开展闭路流程试验，分别得到硫化锌精矿和硫化铁精矿，硫化锌矿物浮选作业和硫化铁矿物浮选作业都采用一次粗选一次扫选和一次精选流程结构，共开展了5个循环的闭路流程试验，取第4轮和第5轮试验结果的平均值作为最终试验结果，见表2。
表2 实施例2 某添加石灰的硫化锌矿物和硫化铁矿物顺序浮选分离试验结果
实施例三
实施例三为实施例1所用相同矿样采用传统添加石灰的硫化锌和硫化铁矿混合浮选再分离工艺的对照例。
按照混合浮选再分离试验流程开展闭路流程试验，分别得到硫化锌精矿和硫化铁精矿，混合浮选作业和分离浮选作业都采用一次粗选一次扫选和一次精选流程结构，共开展了5个循环的闭路流程试验，取第4轮和第5轮试验结果的平均值作为最终试验结果，见表3。
表3 实施例3 某添加石灰的硫化锌矿物和硫化铁矿物混合浮选再分离试验结果
通过对实施例1、实施例2和实施例3的精矿和尾矿过滤水质的分析，获得的硫化锌精矿过滤水、硫化铁精矿过滤水和尾矿过滤水开展水质分析，结果见表4。
表4 无石灰分选工艺的产品过滤水与常规石灰分选工艺产品过滤水水质对比
由表4可见，实施例2采用先浮选硫化锌矿物，再浮选硫化铁矿物的试验流程获得的硫化锌精矿过滤水的pH值高达13左右，实施例3采用硫化锌和硫化铁矿物混合浮选再分离的试验流程获得的硫化锌精矿和硫化铁精矿过滤水的pH值都高达12.5以上，但实施例1采用五石灰的硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选分离的工艺，获得的硫化锌精矿和硫化铁精矿的过滤水的pH值在8左右的中性范围。实施例2的采用石灰的常规浮选流程获得的硫化锌精矿过滤水、和实施例3采用石灰的常规浮选流程获得的和硫化铁精矿过滤水，其中的pH值、铅、锌、COD和S含量都超出国家规定外排标准，但无石灰分选工艺获得的硫化锌精矿过滤水、硫化铁精矿过滤水中，这几项污染因子都在外排标准以内，说明采用无石灰分选工艺获得的硫化锌精矿和硫化铁精矿过滤水，与采用石灰的常规浮选流程获得的硫化锌精矿和硫化铁精矿过滤水相比，水质清洁得多。
很显然，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的优点在于：
本发明带来的好处表现在以下几个方面：
一是全流程取消了石灰，可以节约选矿药剂成本；
而是全流程取消了石灰，可以不设置洗配石灰的岗位，节省了选厂岗位用工，降低选矿生产人力资源成本；
三是全流程不添加石灰，克服了石灰乳难配制和添加石灰乳的管道易结垢堵塞等影响生产 指标的问题；
四是在硫化铁矿物的浮选作业不需要添加硫酸或盐酸，解决了因为硫酸和盐酸是易制毒品，在某些地方使用和审批都非常麻烦的问题；
五是精矿和尾矿的脱除水的pH值在达标排放标准的6-9的中性范围内，精矿和尾矿脱除水中的重金属离子含量和COD含量都要比传统加石灰的工艺低，甚至精矿和尾矿脱除水中的重金属离子含量和COD含量不经任何处理就已经低于排放标准。
Claims (5)
1.一种从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：将含硫化锌和硫化铁的矿物通过研磨，磨细到0.074mm以下的颗粒量到达矿物总体积的60%-95%的范围，加水调配成固体含量25%-50%的矿浆后，按照硫化锌矿物和硫化铁矿物的天然可浮性强弱的顺序布置浮选原则流程，先浮选硫化锌矿物后浮选硫化铁矿物的顺序进行硫化锌和硫化铁矿的浮选分离；且浮选硫化锌矿物的作业中不添加石灰，采用轻抑制的方法进行硫化锌矿物浮选；浮选硫化铁矿物的作业中不添加硫酸或盐酸，采用轻活化的方法进行硫化铁矿物浮选；所述的按照硫化锌矿物和硫化铁矿物的天然可浮性强弱的顺序布置浮选原则流程是先优先浮选硫化锌矿物，再浮选硫化铁矿物，分别得到硫化锌精矿和硫化铁精矿；硫化锌矿物浮选作业和硫化铁矿物浮选作业都采用一次粗选一次扫选和一次精选流程；在硫化锌浮选作业中，石灰用量为零，采取轻抑制剂抑制硫化铁矿物，用量300g/t；在硫化铁浮选作业，硫酸或盐酸用量为零，采用轻活化剂，用量80g/t；其获得的硫化锌精矿、硫化铁精矿和尾矿脱除水的pH值在6-9的中性范围。
2.如权利要求1所述的从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：所述的采用轻抑制的方法进行硫化锌矿物浮选是：浮选硫化锌矿物时采用轻抑制剂代替石灰做硫化铁矿物的抑制剂，并控制浮选矿浆的pH值在6-9的中性范围，进行硫化锌矿物浮选。
3.如权利要求2所述的从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：所述的轻抑制剂为非金属酸盐及其低聚物、一硫代非金属酸盐及其低聚物、二硫代非金属酸盐及其低聚物、三流代非金属酸盐及其低聚物、四硫代非金属酸盐及其低聚物的一种或几种的混合物；非金属酸盐及其低聚物、一硫代非金属酸盐及其低聚物、二硫代非金属酸盐及其低聚物、三硫代非金属酸盐及其低聚物、四硫代非金属酸盐及其低聚物，按照任意重量比混合在一起。
4.如权利要求1所述的从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：所述的采用轻活化的方法进行硫化铁矿物浮选是：浮选硫化铁矿物采用的轻活化剂代替硫酸或盐酸做硫化铁矿物的活化剂，并通过不加硫酸或盐酸的方式控制浮选矿浆的pH值在6-9的中性范围，进行硫化铁矿物浮选。
5.如权利要求4所述的从源头控制硫化锌矿物和硫化铁矿物浮选污染的方法，其特征在于：所述的活化剂为硫酸铜、硫酸银、硫酸铵、硝酸铜、硝酸银、硝酸铵中的一种或几种的混合物。
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