活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　活性炭工藝處理多金屬硫化礦浮選廢水

　　礦場浮選的水質會隨著時間的推移而發生顯著變化。浮選水的成分取決于被處理的礦石、試劑、水源以及現場水系統的管理方式。水質的變化是不可取的，因為它可能使操作條件復雜化并損害浮選性能。在多金屬硫化礦浮選廢水中黃藥通常用作硫化礦物浮選的捕收劑。盡管有大部分黃藥在浮選過程中被消耗掉，但浮選尾礦中仍有殘留的黃藥分子。如果不處理排放的話會影響環境，并且殘留黃藥的存在導致預浮選部分銅礦物的無意活化。預浮選部分的銅回收率增加，導致銅損失到預浮選精礦中，在當前流程中被視為尾礦流。我們測試了各種類型的活性炭樣品以從尾礦水中去除殘留的黃原酸鹽。活性炭還可以通過熱處理再生并重新用于水處理。

　　活性炭的選擇和再生對廢水的處理效果

　　活性炭是去除有機物的常用吸附劑。吸附性能主要取決于其比表面積和微孔結構。它們具有較高的內部孔隙率，因此具有較高的吸附性。在本研究中，對四種具有不同表面性質的顆粒活性炭樣品(活性炭-1、2、3和4)進行了去除黃藥的測試。將兩克活性炭樣品與50毫升1590毫克/升的黃藥溶液混合15分鐘。過濾活性炭，并用紫外-可見光譜法測量溶液中的殘余黃藥。通過重復使用碳樣品，重復該程序12次，以達到大吸附量。如圖1所示，活性炭-4的吸附容量比較高，因此選擇其進行進一步研究。

　　圖1：重復使用的活性炭樣品吸附的黃藥量。

　　活性炭具有一定的吸附能力。隨著越來越多的成分被吸附在其表面上，吸附能力會隨著時間的推移而降低。一旦達到最大吸附容量，就不能再有效使用。對于活性炭樣品的再生，吸附的成分可以通過加熱破壞。在這部分研究中，在其表面吸附黃原酸鹽的廢活性炭樣品通過在550℃下加熱1小時進行再生。圖2比較了初始活性炭和再生活性炭樣品的吸附性能。再生活性炭和活性炭樣品的累積吸附黃藥量相差不大。結果表明，吸附在用過的活性炭上的黃藥被破壞了，它被有效地恢復并可以重復使用。

　　圖2：初始活性炭和再生活性炭吸附多金屬硫化礦浮選廢水中黃藥的量。

　　預浮選段

　　使用和不使用活性炭進行水處理的測試中預浮選精礦中銅和鋅的品位和回收率在圖3顯示。在不進行水處理的情況下進行測試，銅品位和回收率顯著提高。雖然銅回收率從第1周期的約2%提高到第4周期的25%，但銅品位從0.77%提高到7.49%。對于以低得多的速度回收到浮法前產品的鋅，也可以看到類似的趨勢。這歸因于循環水中存在殘留的黃原酸鹽離子。工藝用水中殘留的黃原酸鹽及其氧化產物會吸附硫化物礦物，并降低預浮選部分的選擇性，在該部分中，從礦漿中去除天然可浮選脈石礦物。

　　圖3：使用和不使用活性炭進行水處理的預浮選精礦的銅和鋅品位和回收率。

　　銅粗選浮選工段

　　水處理對銅粗選機浮選效率的影響如圖4所示。預浮選精礦中的銅損失導致粗選階段銅回收率顯著下降。隨著未處理工藝水的再循環，銅回收率從75.3%降至47%，銅品位從循環1的7.22%降至循環4的2.49%。經過水處理后，銅的品位和回收率得到恢復，分別提高到8%和70%以上，并且在所有循環中幾乎保持不變。閃鋅礦的浮選并未受到顯著影響，因為添加了抑制劑，以盡量減少其在銅粗精礦中的回收率。

　　圖4：使用活性炭和不使用活性炭進行水處理時，Cu和Zn的品位和對粗銅精礦的回收率。

　　活性炭工藝處理多金屬硫化礦浮選廢水的研究中，研究了經過處理和未經處理的多金屬硫化礦浮選廢對Cu-Zn硫化礦浮選性能的影響。根據調查結果得出以下結論：1、在銅粗浮選階段之前通過預浮選階段去除天然可浮選的脈石礦物(主要是滑石)。2、活性炭可以用于去除鋅粗加工尾水中殘留的黃原酸鹽，并且可通過加熱至550℃輕松再生。3、活性炭對廢水的硫酸鹽、硫代硫酸鹽和鈣離子的濃度沒有顯著影響。4、活性炭處理水再循環的浮選試驗表明，防止了銅和鋅在預浮選部分的損失，處理后浮選效率恢復。

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