白成慶，歐也斐，潘仁球，唐能斌，田茂兵

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南衡陽 421513)

替代25號(hào)黑藥選鉛捕收劑的試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐

白成慶，歐也斐，潘仁球，唐能斌，田茂兵

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南衡陽 421513)

針對(duì)25號(hào)黑藥強(qiáng)烈的刺激性氣味及毒性問題，尋找替代25號(hào)黑藥的選鉛捕收劑，對(duì)多種選鉛捕收劑進(jìn)行條件對(duì)比試驗(yàn)，確定了HQ77替代25號(hào)黑藥的可行性。HQ77閉路試驗(yàn)獲得的鉛精礦指標(biāo):鉛、金、銀品位分別為54.97%、10.65 g/t、1100 g/t，回收率分別為92.12%、26.02%、69.25%。生產(chǎn)實(shí)踐表明，環(huán)保組合藥劑“HQ77+HQD82”可以完全替代“25號(hào)黑藥+硫酸鋅+碳酸鈉+石灰”分離鉛、鋅，能夠獲得含鉛51.61%的鉛精礦，鉛回收率為92.57%，鉛精礦中金回收率為32.81%，銀回收率為75.13%。與傳統(tǒng)選鉛工藝相比，新工藝不僅能夠獲得良好的環(huán)境效益，而且提高鉛回收率1.33%，鉛精礦中金、銀回收率分別提高了2.70%、1.02%。

鉛精礦;選鉛捕收劑;25號(hào)黑藥;替代試驗(yàn);環(huán)境效益

0 前言

25號(hào)黑藥在硫化礦浮選中應(yīng)用廣泛［1］，是一種選擇性及穩(wěn)定性很好的捕收劑［2］。但這種捕收劑具有強(qiáng)烈難聞刺激性的氣味，對(duì)皮膚有很強(qiáng)的腐蝕作用，不溶于水，遇水變渾濁并冒泡釋放出硫化氫劇毒氣體，是一種很危險(xiǎn)，對(duì)環(huán)境不友好的選礦藥劑。

水口山康家灣礦選廠采用25號(hào)黑藥作為選鉛捕收劑，多年以來，企業(yè)一直在進(jìn)行取代25號(hào)黑藥的研究工作。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了乙硫氮取代25號(hào)黑藥的生產(chǎn)試驗(yàn)，盡管乙硫氮對(duì)環(huán)境較友好，但選鉛效果遠(yuǎn)不如25號(hào)黑藥。進(jìn)行的苯胺黑藥替代25號(hào)黑藥試驗(yàn)研究，由于苯胺黑藥為固體，很難溶于水，使用極不方便，未推廣應(yīng)用。

本試驗(yàn)選擇丁銨黑藥、異丁基鈉黑藥、苯胺黑藥、HQ77作為選鉛捕收劑，進(jìn)行開路藥劑用量條件試驗(yàn)，通過與25號(hào)黑藥進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比［3-7］，確定了替代25號(hào)黑藥的最佳選鉛捕收劑。在康家灣礦選廠開展了替代25號(hào)黑藥的工業(yè)試驗(yàn)，取得了較好的選礦技術(shù)指標(biāo)。

1 25號(hào)黑藥替代試驗(yàn)研究

本試驗(yàn)根據(jù)康家灣選廠生產(chǎn)藥劑條件，分別進(jìn)行了25號(hào)黑藥、丁銨黑藥、異丁基鈉黑藥、苯胺黑藥及HQ77捕收劑用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)中磨礦細(xì)度為-74 μm占75%，鉛粗選石灰用量為1000 g/t，硫酸鋅用量為1000 g/t。開路試驗(yàn)流程如圖1。

圖1 選礦試驗(yàn)流程

1.1 不同選鉛捕收劑用量試驗(yàn)

1.1.1 25號(hào)黑藥用量試驗(yàn)

25號(hào)黑藥用量分別為32 g/t、40 g/t、48 g/t、56 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。由圖2可知，隨著25號(hào)黑藥用量的增加，鉛的回收率成上升趨勢(shì)，當(dāng)25號(hào)黑藥用量大于48 g/t時(shí)，鉛的回收率沒有明顯提高，而鉛精礦中的硫、鋅回收率成上升趨勢(shì)，故25號(hào)黑藥用量選擇48 g/t為宜。

圖2 25號(hào)黑藥用量試驗(yàn)結(jié)果

1.1.2 苯胺黑藥用量試驗(yàn)

苯胺黑藥用量分別為30 g/t、40 g/t、50 g/t、60 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。從圖3可以看出苯胺用量過少，鉛回收率低，用量過大，鉛精礦中的鋅、硫回收率過高，綜合考慮，用量選擇50 g/t。

圖3 苯胺黑藥用量試驗(yàn)結(jié)果

1.1.3 HQ77用量試驗(yàn)

HQ77用量分別為90 g/t、120 g/t、150 g/t、180 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。從圖4可以看出，綜合考慮鉛與金的回收率，藥劑使用量選擇120 g/t為宜。

圖4 HQ77用量試驗(yàn)結(jié)果

1.1.4 異丁基鈉黑藥用量試驗(yàn)

異丁基鈉黑藥用量分別為32 g/t、40 g/t、48 g/t、56 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。從圖5可以看出，異丁基鈉黑藥用量在48 g/t時(shí)鉛回收率最高，故異丁基鈉黑藥用量選擇48 g/t為宜。

圖5 異丁基鈉黑藥用量試驗(yàn)結(jié)果

1.1.5 丁銨黑藥用量試驗(yàn)

丁銨黑藥用量分別為40 g/t、50 g/t、60 g/t、70 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。從圖6可以看出，丁銨用量在60 g/t時(shí)，選礦效果最好。

圖6 丁銨黑藥用量試驗(yàn)結(jié)果

1.2 捕收劑對(duì)比試驗(yàn)

通過藥劑用量試驗(yàn)，確定了以上各種捕收劑最佳用量，在磨礦細(xì)度-74 μm占75%的條件下，進(jìn)行捕收劑開路對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。從圖7可以看出，捕收劑HQ77的效果最好，鉛回收率與25號(hào)黑藥接近，但是金、銀回收率高，該捕收劑可以作為25號(hào)黑藥的替代藥劑。

圖7 捕收劑對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

1.3 閉路試驗(yàn)

確定HQ77作為25號(hào)黑藥替代藥劑，在磨礦細(xì)度-74 μm占75%，最佳藥劑用量的條件下開展閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)流程如圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

HQ77閉路試驗(yàn)得到的指標(biāo):鉛精礦鉛、金、銀的品位分別為54.97%、10.65g/t、1100g/t，回收率分別為92.12%、26.02%、69.25%，選礦技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于25#黑藥。

圖8 閉路試驗(yàn)流程圖

表1 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

2 替代25號(hào)黑藥的工業(yè)試驗(yàn)研究

2.1 不同選鉛捕收劑試驗(yàn)

在優(yōu)先選鉛流程，浮選濃度42%，磨礦細(xì)度-74 μm占75%以上的情況下，開展了HQ77和25號(hào)黑藥工業(yè)對(duì)比試驗(yàn)。兩種不同選鉛捕收劑生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見圖9。

圖9 兩種不同選鉛捕收劑生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

由圖9可知，在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，使用HQ77較使用25號(hào)黑藥，鉛精礦回收率提高了1.24%，鉛精礦中銀回收率提高了0.87%，金回收率提高了1.53%，說明HQ77對(duì)康家灣礦礦石鉛的捕收性能優(yōu)于25號(hào)黑藥，對(duì)金、銀具有較強(qiáng)捕收效果。

2.2 不同選鉛抑制劑試驗(yàn)

在優(yōu)先選鉛流程，采用HQ77作為選鉛捕收劑，其他條件不變的情況下，開展了抑制劑HQD82與“硫酸鋅+碳酸鈉+石灰”藥劑組合對(duì)比試驗(yàn)。兩種不同選鉛抑制劑生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見圖10。

圖10 兩種不同選鉛抑制劑生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

由圖10可知，使用HQD82較使用“硫酸鋅+碳酸鈉 +石灰”藥劑組合，鉛精礦回收率提高0.25%，鉛精礦中鋅損失率略增加0.14%，硫上浮量增加1.91%，金回收率增加0.92%，說明HQD82與“硫酸鋅+碳酸鈉+石灰”藥劑組合抑鋅效果相當(dāng)，但是抑硫效果大大減弱，更有利于鉛精礦伴生金上浮。

3 新工藝與原傳統(tǒng)工藝比較

3.1 生產(chǎn)指標(biāo)比較

在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了為期2個(gè)月的“HQ77+ HQD82”(捕收劑+抑制劑)選鉛工業(yè)試驗(yàn)。其生產(chǎn)指標(biāo)與傳統(tǒng)選鉛工藝(“25號(hào)黑藥+硫酸鋅+碳酸鈉+石灰”)對(duì)比見表2。

從表2可以看出，提高鉛精礦中伴生金銀回收率的有效措施之一是增大鉛精礦的產(chǎn)率，增加含金黃鐵礦的上浮，但同時(shí)鉛精礦中鋅的損失率會(huì)增大。

3.2 藥劑用量及成本比較

新選鉛工藝與傳統(tǒng)選鉛工藝藥劑用量及成本對(duì)比見表3。

由表3可知，與傳統(tǒng)選鉛工藝相比，新工藝新增選鉛藥劑成本1.30元/t礦，按年處理40萬t原礦計(jì)算，每年選礦藥劑費(fèi)用增加52萬元。

3.3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

根據(jù)表2中數(shù)據(jù)，按鉛精礦價(jià)格11240元/t，鋅精礦價(jià)格9050元/t，銀價(jià)格2.8元/g，金價(jià)格214元/g，選廠處理礦量40萬t/a，原礦鉛鋅金銀品位分別為3.3%、4.0%、2.3 g/t、90 g/t計(jì)算，除去選礦藥劑新增成本，采用新工藝每年可以為康家灣礦創(chuàng)造綜合經(jīng)濟(jì)效益600多萬元。

表2 新工藝與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比 %

表3 新工藝與傳統(tǒng)工藝藥劑用量及成本對(duì)比

4 結(jié)論

(1)通過對(duì)多種捕收劑與25號(hào)黑藥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，確定了HQ77作為25號(hào)黑藥替代藥劑的可行性。HQ77閉路試驗(yàn)獲得的指標(biāo):鉛精礦鉛、金、銀的品位分別為54.97%、10.65 g/t、1100 g/t，回收率分別為92.12%、26.02%、69.25%，選礦指標(biāo)優(yōu)于25#黑藥。

(2)生產(chǎn)實(shí)踐表明，HQ77對(duì)鉛的捕收性能優(yōu)于25號(hào)黑藥，不僅鉛回收率穩(wěn)定理想，而且有利于伴生金銀的回收。

(3)生產(chǎn)實(shí)踐表明，HQD82替代“硫酸鋅+碳酸鈉+石灰“作抑鋅浮鉛抑制劑，有利于含金黃鐵礦隨鉛礦物上浮，可提高鉛精礦中伴生金回收率。

(4)采用“HQ77+HQD82”選鉛新工藝，雖然選礦藥劑成本及鋅的損失有所增加，但是鉛精礦及伴生金銀指標(biāo)較好，新工藝每年可以創(chuàng)造綜合經(jīng)濟(jì)效益600多萬元。

［1］王湘英，丁大森，向平，劉繼中.浮選藥劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.湖南有色金屬，2000，(1):9-12.

［2］楊慧武，盧宏.用25號(hào)黑藥改善分選作業(yè)和優(yōu)化選礦指標(biāo)［J］.江西冶金，2001，(4):89-91.

［3］趙福剛.我國(guó)鉛鋅礦選礦技術(shù)現(xiàn)狀［J］.有色礦冶，2007，(6):20-25.

［4］胡熙庚.有色金屬硫化礦選礦［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1992，24-230.

［5］王淑紅，孫永峰.遼寧某鉛鋅礦選礦工藝研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2014，(1):17-20.

［6］劉杰，紀(jì) 軍，孫體昌等.某復(fù)雜鉛鋅硫化礦選礦工藝試驗(yàn)研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2003，(4):1-3.

［7］王金良，楊秀花.某鉛鋅硫化礦選礦試驗(yàn)研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2013，(3):18-22.

［8］王新民，曹剛，張欽禮，龔正國(guó).康家灣礦深部難采礦體采場(chǎng)穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究［J］.河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2007，(6):634-640.

新方法改進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池成本低效率高

一個(gè)美英研究團(tuán)隊(duì)用一種新方法加工制造鈣鈦礦太陽能電池，使其光電轉(zhuǎn)換效率接近傳統(tǒng)的硅基太陽能電池，但成本便宜很多。

鈣鈦礦材料可以制成太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換效率較高，近年來科學(xué)界一直看好其前景。但是它也有性能不穩(wěn)定、易衰減的缺陷，一直沒有成熟的產(chǎn)品。

美國(guó)斯坦福大學(xué)和英國(guó)牛津大學(xué)的研究人員用錫混合鉛、銫、碘等其他幾種常用物質(zhì)，制造出新型鈣鈦礦材料。與目前的太陽能電池材料單晶硅相比，這種鈣鈦礦材料更薄，柔性更好，造價(jià)也更便宜。

研究人員設(shè)計(jì)了一種新的、由兩個(gè)串聯(lián)的全鈣鈦礦太陽能電池組成的發(fā)電設(shè)備，能以20.3%的綜合效率將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，光電轉(zhuǎn)換效率已接近現(xiàn)在市面上的硅基太陽能電池。

鈣鈦礦太陽能電池串聯(lián)設(shè)備造價(jià)較低。生產(chǎn)硅基太陽能板首先需要加工成單晶硅，工藝要求1600℃的高溫，而制造鈣鈦礦太陽能電池，在實(shí)驗(yàn)室里就可以對(duì)錫、鉛等常見物質(zhì)加工，然后在常溫下噴涂在玻璃上。

鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性一直是一個(gè)問題。安裝在屋頂?shù)墓杌柲馨逋ǔＤ苡?5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，但有些鈣鈦礦材料在潮濕或光照環(huán)境中退化很快。以前的實(shí)驗(yàn)顯示，用錫制成的鈣鈦礦材料特別不穩(wěn)定。

研究人員將他們用錫混合多種物質(zhì)制成的鈣鈦礦太陽能電池和用錫制成的鈣鈦礦太陽能電池在100℃的環(huán)境中放置了4 d，發(fā)現(xiàn)前者的熱穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性非常好，是后者從未具備的。這一研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

Substitution test of No.25 dithiophosphate lead collectors and its production practice

BAI Cheng-qing，OU Ye-fei，PAN Ren-qiu，TANG Neng-bin，TIAN Mao-bing

According to the strong pungent odor and toxicity of No.25 dithiophosphate collector and to find alternative to No.25 dithiophosphate collector as lead flotation collector，the feasibility of using HQ77 to replace No.25 dithiophosphate collector was determined by comparing the conditions of different lead collector.The lead concentrate indexes obtained from HQ77 closed circuit test:lead，gold and silver grade were54.97%，10.65 g/t and1100 g/t，respectively.The recoveries were92.12%，26.02%and69.25%，respectively.The production practice showed that the use of environmentally-friendly chemical combination“HQ77+HQD82”can completely replace the“No.25 dithiophosphate collector+zinc sulfate+sodium carbonate+lime”for separation of lead and zinc to obtain the lead concentrate containing51.61%lead and the lead recovery of92.57%，gold recovery of32.81%in the lead concentrate and silver recovery is75.13%in lead concentrate.Compared with the traditional lead floatation process，the clean production process not only can obtain good environmental benefits，but also improve the Pb recovery by1.33%，and the gold and silver recovery in lead concentrate by2.70%and1.02%respectively.

lead concentrate;lead collector;No.25 dithiophosphate collector;substitution test;environmental benefit

TD923+.1

B

1672-6103(2016)06-0020-05

白成慶(1983—)，男，山東菏澤人，工學(xué)碩士，工程師，主要從事有色金屬選礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

2016-10-13