濕法煉鋅高浸渣浮選回收銀的生產(chǎn)實踐

劉玉芹， 李 龍， 朱建偉

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稀貴金屬

濕法煉鋅高浸渣浮選回收銀的生產(chǎn)實踐

劉玉芹， 李 龍， 朱建偉

以濕法煉鋅高浸渣為原料，采用藥劑浮選的方法回收其中的銀。針對生產(chǎn)實踐中銀回收率低的問題，結(jié)合物料性質(zhì)和工藝特點，分析影響銀回收的因素，介紹了改進(jìn)措施。

濕法煉鋅； 高浸渣； 銀浮選； 銀鐵礬； 銀回收率

0 前言

國內(nèi)某公司濕法煉鋅采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“高酸浸出—低污染沉礬除鐵”工藝，生產(chǎn)過程中有大量的高浸渣產(chǎn)生。高浸渣平均含銀200 g/t左右，含鋅5%以下。按年產(chǎn)電解鋅21萬t/a計算，每年產(chǎn)生的高浸渣近13.5萬t。為了回收高浸渣中的銀，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，公司與武漢理工大學(xué)、中國恩菲工程技術(shù)公司等科研院所合作，在大量試驗的基礎(chǔ)上，建設(shè)了一條高浸渣浮選回收銀生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線運行一年多，取得了一定經(jīng)濟效益，但生產(chǎn)中也存在諸多因素影響銀精礦產(chǎn)量和回收率。為此，公司組織開展技術(shù)攻關(guān)，取得了較好的成果。2014年全年回收金屬銀13.4 t，銀精礦品位平均大于6 000 g/t,浮選銀回收率在60%以上，達(dá)到了該項目可研設(shè)計指標(biāo)。

1 工藝流程

該項目實施后，煉鋅系統(tǒng)和高浸渣浮選銀之間是兩個相對獨立的閉路系統(tǒng)，各自系統(tǒng)可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，互不影響。高浸渣洗滌降低了渣含鋅，有利于銀浮選，酸性洗液返回浸出，鋅金屬得到回收，煉鋅系統(tǒng)不會產(chǎn)生體積膨脹；高浸渣浮選的尾礦水在浮選系統(tǒng)循環(huán)，尾礦水含鋅循環(huán)累積達(dá)到40 g/L以上時，加入中和劑沉鋅排出堿式硫酸鋅固體渣，尾礦水循環(huán)利用，浮選殘留藥劑不會對煉鋅系統(tǒng)造成任何影響。工藝流程如圖1。

圖1 濕法煉鋅高浸渣綜合回收銀工藝流程圖

針對高浸渣中銀的存在形式，采用高浸渣洗滌、漿化、預(yù)處理、硫化物活化、組合藥劑捕收的載體礦物浮選工藝。高浸渣浮選銀采用一次粗選、兩次精選、三次掃選、中礦單獨再選的工藝流程。漿化液用石灰中和pH在4～5之間，加入選擇性分散劑分散礦漿泥團(tuán)，經(jīng)過硫化鈉活化，載體浮選，用丁基胺黑藥等組合捕收劑捕收。通過浮選機的充氣攪拌，具有疏水性的硫化銀等礦物顆粒附著于氣泡上浮，形成富銀精礦。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

高浸渣回收銀生產(chǎn)線2013年7月試生產(chǎn)以來，雖然取得了較好的指標(biāo)，但很不穩(wěn)定，浮選銀的回收率、精礦品位均波動很大。2014年6月浮選銀月平均回收率僅為29.5%，銀精礦品位個別批次降到1 000 g/t以下。公司針對存在的問題進(jìn)行了深入研究，通過小型試驗和調(diào)整生產(chǎn)方式，查找問題根源,進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，通過一系列改進(jìn)措施，穩(wěn)定了高浸渣浮選銀產(chǎn)量，提高了銀回收率。2014年下半年開始，銀浮選回收率和產(chǎn)量均保持穩(wěn)定提高的態(tài)勢。隨機抽取的部分生產(chǎn)指標(biāo)見表1。

表1 2014年8月～2015年2月部分生產(chǎn)指標(biāo)

由表1可見，采取改進(jìn)措施以后，浮選尾礦含銀能夠達(dá)到51 g/t，銀平均回收率73.6%。浮選銀回收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出可研設(shè)計60%的水平。

3 存在問題分析

3.1 銀在浸出過程中的行為

在浸出過程中，焙砂中的硫酸銀被溶解，與焙砂中硫化鋅反應(yīng)呈硫化物形式沉淀于閃鋅礦的表面或形成黃鉀鐵礬型化合物。反應(yīng)如下：

(1)

(2)

另外濕法煉鋅系統(tǒng)溶液中都含有100～500 mg/L的氯離子，當(dāng)溶液中銀離子含量大于氯化銀溶度積平衡值時，溶液中的氯離子和硫酸銀溶解產(chǎn)生的銀離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成氯化銀沉淀；當(dāng)溶液中銀離子含量小于氯化銀溶度積平衡值時，氯化銀沉淀溶解。主要反應(yīng)如下：

(3)

中性浸出過程控制終酸pH 5.2～5.4。沉礬后液返回中性浸出時，體系含三價鐵離子，在局部短時間會生成一定量的銀鐵礬。

預(yù)中和過程，用高浸上清液和中浸底流進(jìn)行配液中和反應(yīng)，要求溫度在70～80 ℃、pH1.5～2、溶液中含有三價鐵及少量銀離子，如果終點或局部的pH升高，溫度滿足銀鐵礬生成條件，將有銀鐵礬生成。反應(yīng)如下：

2AgFe3(SO4)2(OH)6↓+5H2SO4

(4)

生成的銀鐵礬性質(zhì)穩(wěn)定，在高酸浸出條件下難以分解。

在高酸浸出條件下，焙砂中氧化不完全的閃鋅礦顆粒表面溶解，產(chǎn)生H2S氣體，與溶液中的銀進(jìn)一步反應(yīng)。反應(yīng)如下：

(5)

浸出過程中，高浸渣中銀主要以單質(zhì)銀、硫化銀、硫酸銀、氯化銀、氧化銀、硅酸銀及鐵礬銀形式存在，這些銀及其化合物或以粒間單體自然存在，或以在銀的載體礦物上連生、包裹、嵌布形式存在[1-2]。

3.2 高浸渣中銀的賦存狀態(tài)和對浮選回收率的影響

2014年銀浮選出現(xiàn)回收率單邊大幅度下降后，公司從銀浮選工藝和高浸渣中銀的可選性兩方面進(jìn)行查證，對兩個煉鋅系統(tǒng)的高浸渣在相同條件下分別進(jìn)行浮選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個相同工藝煉鋅系統(tǒng)產(chǎn)出的高浸渣，采用相同條件浮選，生產(chǎn)指標(biāo)相差懸殊。兩系統(tǒng)高浸渣分開浮選的生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表2。

經(jīng)過分析確定，造成銀回收率大幅度下降的因素不在浮選工藝或浮選操作上，而是兩個系統(tǒng)高浸渣的渣性出現(xiàn)了問題，高浸渣性質(zhì)的變化是影響回收率的主要因素。分別對這一時期煉鋅兩系統(tǒng)的高浸渣取樣分析，結(jié)果見表3。

根據(jù)文獻(xiàn)資料[3]，在鋅浸渣浮選銀的硫酸化體系中，用黑藥等組合藥劑浮選銀，鐵氧化物和硅酸鹽中的銀屬不可選銀。物相分析結(jié)果和生產(chǎn)數(shù)據(jù)也證實了這一點。煉鋅一系統(tǒng)高浸渣中鐵等氧化物中的銀占77.88%，形成了穩(wěn)定的鐵礬銀，難以選擇性上??；二系統(tǒng)高浸渣中鐵等氧化物中的銀占8.08%，自然銀等可選銀占比則較大。因此，調(diào)整高浸渣中銀物相組成，在煉鋅工藝過程中控制銀鐵礬等不可選銀化合物形成，是提高高浸渣浮選銀指標(biāo)的關(guān)鍵。

表2 濕法煉鋅兩系統(tǒng)高浸渣浮選銀指標(biāo)對比

表3 濕法煉鋅兩系統(tǒng)高浸渣銀物相分析 g/t

4 工藝改進(jìn)

分析銀在煉鋅工藝過程中的行為發(fā)現(xiàn)，在浸出過程中，操作控制條件不同，產(chǎn)物的形態(tài)也將不同。銀可能以單質(zhì)銀、硫酸鹽或硫化物的形式進(jìn)入高浸渣，也有可能與黃鉀鐵礬共沉淀進(jìn)入高浸渣或者沉礬渣。為了減少煉鋅過程中銀的分散損失，加強高浸渣中銀的富集，提高浮選銀的回收率和產(chǎn)量，在工藝方面做了如下改進(jìn)：

(1)控制鋅精礦配料中的硅含量，控制焙燒溫度850～920 ℃，焙砂中可溶硅含量不超過2.5%，使焙砂在浸出工序較好地澄清，獲得好的上清液；減少渣中硅酸鹽量，降低礦漿粘度。

(2)加強預(yù)中和工藝操作管理，減少鐵礬銀的生成。保證上清液質(zhì)量，杜絕跑渾。

(3)沉礬過程中，嚴(yán)格控制上清液質(zhì)量，避免沉礬上清返回浸出工序帶入鐵礬晶種。

(4)對設(shè)備進(jìn)行改造，改善浮選給礦穩(wěn)定性。高浸渣浮選銀每天的給礦量取決于煉鋅系統(tǒng)產(chǎn)出的渣量。而且高浸渣浮選不同于原生礦的浮選，浮選精礦產(chǎn)率極低，平均不到2%，各級浮選作業(yè)泡沫層極薄，對浮選液面的穩(wěn)定控制更高要求。原設(shè)計浮選礦漿從兩個Φ9.5 m×9.5 m罐出口直接泵入廠房內(nèi)兩個串聯(lián)的藥劑攪拌罐，溢流進(jìn)入浮選機。浮選機的給礦量隨漿化泵流量波動，負(fù)荷不滿時，浮選機液面忽高忽低、泡沫不能正常刮出。對此，將第一個藥劑緩沖槽加高作為高位槽，并改為下出液，出口加閥門控制流量，罐上部設(shè)回流管，多余漿化液返回Φ9.5 m×9.5 m罐。改造后礦漿自流進(jìn)入浮選機粗選作業(yè)，消除了流量波動對浮選作業(yè)的影響。

(5)降低高浸渣中的可溶鋅。鋅浸渣浮選銀礦漿中鋅離子濃度增加，會導(dǎo)致浮選捕收劑對銀的捕收能力下降[4]。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，礦漿中鋅離子含量高，調(diào)節(jié)礦漿pH值的難度增大，當(dāng)pH接近5時，礦漿粘度明顯增大，惡化浮選過程，影響浮選礦化泡沫上浮，降低精礦品位。對此采取如下措施： 加強高浸渣洗滌、過濾作業(yè)操作管理，控制渣含鋅5 g/L以下； 在尾礦槽加入中和劑沉鋅，沉鋅后的壓濾水返回調(diào)漿，循環(huán)尾礦水鋅離子濃度≤10 g/L；加快浮選尾礦水萃取提鋅的工業(yè)試驗研究，使渣中水溶鋅得到回收。

(6)加強人員技術(shù)操作管理。項目開車試生產(chǎn)期間，由于操作人員的技能水平參差不齊，對于設(shè)備和工藝的控制存在一定差異。為了消除人為因素，定期對員工進(jìn)行操作技能培訓(xùn)，職工的操作技能有了較大幅度提高，避免了操作不當(dāng)造成跑槽、冒槽、刮量不均等事故。

5 結(jié)語

生產(chǎn)實踐表明，高浸渣采用渣洗滌、預(yù)處理、載體浮選、尾礦水沉鋅再循環(huán)工藝回收銀可行。公司2014年全年生產(chǎn)銀金屬13.4 t，金金屬75 kg，經(jīng)濟效益可觀。通過改進(jìn)濕法煉鋅系統(tǒng)工藝條件，改善高浸渣渣性，完善浮選工藝設(shè)備，加強生產(chǎn)操作管理，高浸渣浮選銀回收率、精礦品位和產(chǎn)量大幅提高。該工藝為高浸渣綜合回收銀找到了一種新方法。

[1] 金云虹.濕法煉鋅浸出渣中銀的賦存狀態(tài)研究[J].北京礦業(yè)研究總院學(xué)報，1993,(1).

[2] J.E.Dutrizac,柯家駿譯. 濕法煉鋅流程中銀的行為[Z]. Zinc’85: 707-727.

[3] 周國華. 提高鋅浸出渣中銀浮選從回收率的工藝與理論研究[D].中南大學(xué)，2002.

《特厚大礦體高效連續(xù)自然崩落法開采技術(shù)研究》科技成果通過專家鑒定

中國恩菲和中條山有色金屬集團(tuán)有限公司(以下簡稱“中條山集團(tuán)”)合作完成的《特厚大礦體高效連續(xù)自然崩落法開采技術(shù)研究》科技成果通過鑒定。

中條山集團(tuán)銅礦峪銅礦是由中國恩菲設(shè)計、國內(nèi)目前唯一采用自然崩落法生產(chǎn)的礦山。二期工程設(shè)計規(guī)模為600萬t/a。隨著開采深度增加，存在地應(yīng)力大、底部結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、卡斗頻繁、二次破碎量大、生產(chǎn)效率低、放礦控制困難、采礦強度難以提高、生產(chǎn)規(guī)模難以擴大、安全程度低等技術(shù)難題，經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān)研究，這些難題已成功解決，保證了礦山順利投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，二期工程已建成投產(chǎn)，礦山生產(chǎn)能力已經(jīng)超過600萬t/a，是當(dāng)前我國規(guī)模最大的地下金屬礦山。

來自中國有色金屬學(xué)會、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會、北京礦冶研究總院、中南大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)和鑫泉科貿(mào)有限公司等單位的知名專家、教授認(rèn)真聽取了成果匯報，經(jīng)過質(zhì)詢和答辯，對項目成果給予了高度評價。專家組認(rèn)為項目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中主、副層相結(jié)合的開采方式等方面達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

(赤峰中色鋅業(yè)有限公司, 內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

Practice of flotation recovery of silver from high acid leaching residue in zinc hydrometallurgy

LIU Yu-qin, LI Long, ZHU Jian-wei

With high acid leaching residue in zinc hydrometallurgy as raw materials, the silver was recovered through method of reagent flotation. According to problem of low silver recovery in the production practice, combined with material properties and process characteristics, affecting factors of the silver recovery were analyzed, the improvement measures were introduced.

zinc hydrometallurgy; high acid leaching slag; silver flotation; silver recovery; silver iron vitriol; silver recovery rate

劉玉芹 (1972—)， 女， 陜西吳堡人，中專學(xué)歷，助理工程師，從事有色冶煉生產(chǎn)工作。

2015- 03- 05

2015- 05- 27

TF813； TF832

B

1672- 6103(2015)06- 0048- 04