浮選回收某鋅渣中銀的中試研究

趙俊利，葛英勇，楊志超，張元龍，石美佳

(武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,湖北武漢 430070)

目前世界85%的鋅冶煉企業(yè)均采用濕法生產(chǎn)工藝[1]，鋅精礦中的銀經(jīng)濕法煉鋅焙燒、浸出工序，絕大部分富集于鋅浸出渣(100～600g/t Ag)中[2]。銀在浸出渣中的賦存狀態(tài)比較復(fù)雜，有自然銀、硫化物、硫酸鹽、氯化物、氧化物、硅酸鹽及銀鐵礬等，大部分為硫化銀及自然銀[3]。在資源日趨匱乏、消耗量日趨增長的今天，回收鋅浸出渣中的銀、硫和鋅等有價元素可合理利用資源，增加經(jīng)濟效益。內(nèi)蒙古某鋅冶煉公司，采用國際先進(jìn)的黃鉀鐵礬除鐵的濕法工藝來冶煉鋅，該工藝所得的鋅渣中富集了190～260g/t的金屬銀。從投產(chǎn)起，該公司所得的鋅渣都是直接堆存在尾礦壩中，沒有進(jìn)行有效的二次資源再利用。目前，在鋅冶煉成本的不斷增加，而鋅價的長期持續(xù)走低等市場經(jīng)濟因素的制約下，鋅冶煉企業(yè)的效益不甚理想，這些企業(yè)開始考慮從其廢渣中回收貴重金屬和其他有價金屬。該公司的鋅渣經(jīng)過實驗室的探索實驗發(fā)現(xiàn)，該渣中的銀通過合理的浮選工藝和藥劑制度可以很好的回收。本研究旨在實驗室可行性實驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和擴大性試驗研究，探索最佳的工藝和藥劑制度，從而給銀回收的工業(yè)化生產(chǎn)提供最佳的浮選工藝和藥劑制度。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦樣的篩分分析

用水析法進(jìn)行篩分粒度分析，分析結(jié)果見表1。

由表1可知：該鋅渣的粒度較細(xì)，其中-74μm的含量占88.13%，-38μm占78.28%。

1.2 礦樣的全分析

通過XRF法對鋅渣樣進(jìn)行全分析，分析結(jié)果見表2。

由表2可知：鋅渣的成分復(fù)雜，SO323.65%、Fe2O321.15%，其次SiO28.49%、MnO24.42%，而燒失量高達(dá)33.41%，這表明鋅渣中含有較高的結(jié)晶水等揮發(fā)份。由于目標(biāo)元素Ag的含量過低，故在此儀器分析法中未能顯示出來。通過ICP進(jìn)行分析，結(jié)果為：該鋅渣中含鋅和銀分別為2.19%和260.9g/t。

1.3 礦樣的物相分析

對該鋅渣進(jìn)行物相分析，鋅和銀的物相的分析結(jié)果見表3和表4。

由表3和表4可知：該鋅渣中鋅和銀的含量很低，分別為2.39%和284.0g/t。其中銀的種類復(fù)雜繁多，主要有硫化銀、氯化銀、硫酸銀和自然銀，其次有銀鐵礬、含銀的硅酸鹽，只有極少量的氧化銀?？梢曰厥盏闹黧w為硫化銀、氯化銀、自然銀和部分硫酸銀，它們占總銀量的近70%。即該渣中銀的品位約為Ag 284.0g/t，其中可回收的銀占總銀量的70%左右，主要是硫化銀、氯化銀和自然銀及部分硫酸銀。

表2 礦樣的全分析結(jié)果/%

表3 鋅的物相分析結(jié)果

表4 銀的物相分析結(jié)果

1.4 礦樣的溶液特征

將一定量的礦樣按30%的質(zhì)量濃度置于浮選槽內(nèi)攪拌10min，然后靜置30min。結(jié)果上層清液呈乳白狀，抽取一部分過濾，其過濾困難，顯然是鋅渣中析出的過量的聚丙烯酰胺絮凝劑。從絮凝原理可知，聚丙烯酰胺在水溶液中水解變成聚丙烯酸，聚丙烯酸由于分子很大，對細(xì)粒物料是有非選擇性絮凝作用的，將使得有用礦物和脈石礦物無法分離[4-5]。這就會給銀的回收帶來不確定性，也為銀的回收研究工作帶來很大的困難。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 實驗室小試

經(jīng)過實驗室可行性實驗研究得到小試最佳結(jié)果如表5所示，對應(yīng)的小試最佳浮選工藝流程和浮選藥劑制度如圖1所示。

表5 閉路試驗流程實驗結(jié)果

由表5可知：實驗室最佳小試實驗結(jié)果為：銀精礦品位達(dá)到Ag 9981.0g/t，銀的回收率達(dá)60.02%。

圖1 實驗室小試最佳浮選工藝流程

2.2 實驗室實驗和中試試驗用樣的對比

實驗室所用的渣樣和中試試驗所用的渣樣有所不同，故連續(xù)浮選前對這兩種渣樣進(jìn)行了浮選開路對比實驗，該對比實驗采用工藝和藥劑制度是參照圖1所示的，不同的是：開路縮減了粗選的尾礦掃選部分，精選的尾礦成為中礦，不返回。另外實驗室的渣樣是陳渣需要進(jìn)行磨礦處理來增加顆粒的表明活性，而中試試驗的渣樣是新鮮渣，具有很好的活性，不需要磨礦處理。對比實驗的結(jié)果如表6所示。

表6 對比試驗結(jié)果

由表6可知：中試渣樣的精礦品位為Ag 4122g/t、銀的回收率為53.72%，實驗室渣樣的精礦品位為Ag 11430g/t、銀的回收率為52.86%。對比這兩組數(shù)據(jù)，二者的銀回收率相當(dāng)，但是實驗室渣樣的精礦銀品位遠(yuǎn)高于中試渣樣的，這表明新鮮渣比陳渣難選。鋅渣中銀的品位的不同，使得同種浮選條件下的浮選綜合指標(biāo)相差較大，渣的銀品位越低，銀的浮選回收越難達(dá)到理想值。

2.3 中試試驗優(yōu)化

按實驗室小試最佳工藝流程(如圖1)進(jìn)行中試連續(xù)浮選實驗，穩(wěn)定后，考核三天，結(jié)果如表7所示。

表7 實驗室小試最佳流程的72h連續(xù)試驗指標(biāo)

由表7可知，實驗室最佳小試流程的中試72h連續(xù)浮選結(jié)果為：給礦平均品位為Ag 233.7g/t，所獲得的銀精礦的平均品位為Ag 9864.33g/t，銀回收率僅54.09%，尾礦平均含銀高達(dá)115.73g/t。這樣的指標(biāo)并沒有達(dá)到擬定的中試試驗指標(biāo)即銀金屬回收率達(dá)60%，故必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整工藝流程和藥劑制度，進(jìn)一步的優(yōu)化中試浮選工藝流程和藥劑制度，盡可能的提高銀金屬的回收率。

上述試驗結(jié)果中，尾礦含銀較高，故考慮增加兩次掃選，而掃選所得的精礦銀品位也不高。集中起來的中礦的銀的平均品位為135g/t左右，而原礦的銀品位為230.5g/t,若采用中礦集中返回到粗選，將會導(dǎo)致給礦銀品位的降低，使得銀的回收越發(fā)困難。另外，集中返回會造成浮選藥劑在礦漿中的堆積，惡化了浮選礦漿條件。綜上考慮，對原流程進(jìn)行了優(yōu)化，中礦采用中礦集中單獨再選，既可以避免上述弊端，又能提高銀的回收率。優(yōu)化后的中試浮選工藝流如圖2所示，其為一粗一精兩掃中礦集中單獨處理的浮選工藝，中試 72h連選的試驗指標(biāo)如表8所示。

由表8可知，中試工藝流程優(yōu)化后的72h連選試驗的綜合指標(biāo)為：給礦平均品位為Ag 236.0g/t，所獲得的銀精礦的平均品位為Ag 10743.67g/t，銀回收率達(dá)62.06%，尾礦平均含銀僅為90.47g/t。

表8 優(yōu)化后的72h連續(xù)試驗指標(biāo)

對比表7和表8可知，工藝優(yōu)化后，浮選綜合指標(biāo)明顯改善，其中銀的回收率從54.09%提高到了62.06%，而銀精礦的品位不斷沒有降到，反而從原來的9864.33 g/t升高到了10743.67 g/t，與此同時，尾礦的含銀量明顯下降，由原來的115.73 g/t 降到了90.47g/t。這些改變充分表明了優(yōu)化后的工藝的優(yōu)越性和可行性。

圖2 優(yōu)化后的中試浮選工藝流程

2.4 中試試驗的結(jié)果分析

2.4.1 精礦全分析

鑒于中試試驗的優(yōu)秀浮選指標(biāo)，對其連選的所得的精礦進(jìn)行了全分析，是否有其他有價金屬的富集和回收的可能，精礦全分析的結(jié)果如表9所示。

由精礦全分析結(jié)果可知，Ag 品位達(dá)到了9500g/t，由于浮選中用硫化鈉做活化劑，所以精礦中S含量較高，達(dá)29.15%。其他有用元素Cu、Pb、Zn與給礦比較，基本相當(dāng)，未能實現(xiàn)富集。

2.4.2 中試試驗數(shù)質(zhì)量流程

為了清晰的掌握優(yōu)化后的流程中各環(huán)節(jié)的數(shù)質(zhì)分布，中試時進(jìn)行了全流程樣的取樣和化驗，通過進(jìn)一步的平衡計算分析得到了流程的數(shù)質(zhì)量流程圖，如圖3所示，這為建廠設(shè)計提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

表9 連續(xù)生產(chǎn)精礦全分析/%

圖3 中試試驗數(shù)質(zhì)量流程

3 結(jié)論

1)所研究的內(nèi)蒙古某鋅冶煉廠的鋅渣成份復(fù)雜，粒度很細(xì)，銀金屬的賦存形式多樣，其中可回收的銀以硫化銀、氯化銀、自然銀和部分硫酸銀為主體，占總銀量的70%左右，給銀的浮選回收帶了困難。

2)實驗室小試的最佳指標(biāo)為：給礦品位為Ag 284g/t，銀精礦品位Ag 9981.0g/t；銀的回收率達(dá)60.02%。中試探索性連續(xù)浮選指標(biāo)為：給礦平均品位為Ag 233.7g/t，銀精礦的平均品位為Ag 9864.33g/t，銀回收率僅54.09%。中試工藝和流程優(yōu)化后，將原來的中礦集中返回改為中礦集中單獨處理，連續(xù)浮選72h獲得優(yōu)秀的試驗指標(biāo)：給礦平均品位為Ag 236.0g/t，銀精礦的平均品位為Ag 10743.67g/t，銀回收率達(dá)62.06%。

3)優(yōu)化后的最佳工藝流程已作為該公司建廠設(shè)計的依據(jù)，采用一粗一精二掃和中礦集中單獨再選的聯(lián)合流程。

[1] 劉俊壯，張明勝，曹林杰，等.濕法冶煉鋅渣中銀的工藝礦物學(xué)及回收[J].礦冶，2011，20(4)：51-55.

[2] 游力揮.老山公司的銀浮選生產(chǎn)[J].株冶科技，1990，18(1)：64-65.

[3] 徐文賢.硫化—浮選法從煉鋅過程的殘渣中回收鉛、銀和金[J].有色金屬文摘，1991(ZK)：89-97.

[4] 朱玉霜，朱建光.浮選藥劑的化學(xué)原理[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1987：301-307.

[5] 張勁生，闕煊蘭.礦用藥劑[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008：944-966.