用分段活化—浮選法回收某鋅浸渣中的銀

唐浪峰, 田樹國, 梁治安, 繆彥

1.紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建 龍巖 364200；2.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室，福建 龍巖 364200

前言

世界上90%的鋅由濕法工藝生產。濕法煉鋅包括常規(guī)浸出、熱酸浸出、直接加壓浸出和堿浸出等[1]，其工序一般為：鋅精礦焙燒—煙氣制酸—焙砂浸出—凈化—電積—熔鑄。鋅精礦中的銀在濕法煉鋅過程中轉移到浸出渣中。目前已研究過的從鋅浸出渣中回收銀的方法有浮選法、硫脲法、浸沒熔煉法、硫酸化焙燒—浸出法、氰化法和氯鹽法等。浮選法由于其工藝簡單、投資少、指標好的優(yōu)點，而被廣泛使用[2～3]。鋅浸出渣的顯著特點為酸性高，溫度高，鋅離子濃度高，銀礦物粒度細、氧化包裹嚴重，大多數處理鋅浸出渣的銀浮選廠并未取得滿意的生產指標。何名飛等[4]對某鋅冶煉廠常規(guī)浸出渣進行了工藝礦物學研究，鋅離子含量高及粒度微細是影響銀回收率的兩個因素。試驗發(fā)現礦漿中Zn2+濃度由146 g/L降至12 g/L時，浸出渣銀浮選回收率由51.6%提高到82.8%。在現場對酸浸渣漿洗，并用浮選柱取代原自吸式浮選機后，銀回收率提升4.03%，銀品位提升3 400 g/t。周國華等[5]對鋅離子與銀礦物—捕收劑浮選體系的腐蝕電化學進行了研究，發(fā)現隨著鋅離子濃度增大，Ag與捕收劑作用的腐蝕電流減少，這說明鋅離子阻礙了Ag與捕收劑的反應。杜新玲等[6]研究了活性炭載體浮選技術，采用丁基銨黑藥+Z200混合捕收劑浮選回收某鋅浸出渣中的銀，與現場工藝相比，開路試驗可將銀精礦品位由3 000 g/t提升至8 210 g/t，而銀回收率保持不變。

內蒙古某鋅冶煉廠采用兩段常規(guī)浸出工藝濕法煉鋅，浸出液回收鋅及部分銅和鈷，浸出渣采用傳統的一次粗選三次精選和三次掃選流程，添加丁基銨黑藥+松醇油浮選回收銀，浮選尾礦進入回轉窯進一步回收鉛和鋅[7]，窯渣采用磁選法回收磁性鐵。其中銀浮選工段在原渣含銀200 g/t左右的情況下，獲得銀精礦含銀3 000 g/t左右，銀回收率小于30%。本文針對該酸浸冶煉鋅渣，展開了較為詳細的浮選工藝優(yōu)化試驗研究。

1 試驗方法

1.1 試樣

試樣取自冶煉廠的酸浸壓濾渣，由于鋅精礦經沸騰焙燒、中性浸出和弱酸浸出處理，導致原渣嚴重氧化，粒度極細，其中-38 μm含量占100%，渣中可溶性物質達45%，未溶解的渣樣烘干后多元素分析和銀物相分析結果見表1和表2。

由表1可知，酸浸渣含銀245 g/t，鋅含量高達20.03%，此外還含一定量的鉛和銅。鋅和鉛可在回轉窯得到進一步回收，浮選主要回收銀，并附帶回收部分銅。由表2可知，銀主要以輝銀礦(Ag2S)形式存在，占總銀的50.80%，其次為單質銀和氧化銀(Ag2O)等，銀的氧化率較高，以全粒級Ag2S和單質銀計算銀的理論回收率僅為64.01%。鋅主要以鐵酸鋅(ZnFe2O4)形式存在，其含量占總鋅的59.98%，其次為閃鋅礦、氧化鋅、硅酸鋅等。主要可回收銅礦物為黃銅礦、輝銅礦和銅藍，分別占總銅的50.21%、5.23%和3.86%。

表1 鋅酸浸渣多元素分析結果

表2 鋅酸浸渣物相分析結果

1.2 試驗流程

條件試驗采用一段粗選，浮選質量濃度為18%(以渣溶解后的干重計算)，與現場濃度基本一致，由于礦漿溫度對藥物性質及礦物浮選性能影響較大，故試驗先維持礦漿溫度為現場浮選溫度50 ℃左右，后加入調整劑、捕收劑和起泡劑等，試驗流程如圖1所示。

圖1 條件試驗流程

2 結果及討論

2.1 礦漿pH值試驗

酸浸渣漿浮選時，礦漿的原始pH值為2左右，采用石灰調整礦漿pH值后加入丁基銨黑藥300 g/t，松醇油100 g/t，進行一次粗選，試驗結果如圖2所示。由圖2結果可知，礦漿pH值在2～4時，銀回收率及品位都緩慢上升，pH值大于4時，泡沫產品含泥量增大，銀品位開始降低，雖然回收率有一定上升，但石灰耗量也急劇增大，綜合考慮礦漿pH值控制在4～4.5為宜，后續(xù)試驗將采用pH=4下進行，此時礦漿對設備腐蝕也較弱，但總體銀回收率仍較低。

圖2 礦漿pH值條件試驗結果

2.2 活化劑種類試驗

ZJ-6為一種復合型表面活性劑，礦漿在高酸高鋅離子濃度下，表面張力增大，較難形成穩(wěn)定泡沫層，活化劑的作用主要為調整浮選泡沫，改善銀礦物表面性質，對銀礦物起活化作用。固定浮選pH值為4，捕收劑和起泡劑用量分別為300 g/t和100 g/t，考察活化劑硫酸銅、硫化銨、硫脲、硫代乙酰胺和ZJ-6對銀浮選指標的影響，不同種類活化劑用量試驗結果見表3。

表3 活化劑種類試驗結果

由表3可看出，5種活化劑中，硫化銨、硫代乙酰胺和ZJ-6的活化效果較好，其中又以ZJ-6效果最為顯著，一段粗選銀回收率及品位分別提升了10.07%和74.19 g/t。因此對ZJ-6的用量進行了優(yōu)化。

2.3 活化劑用量試驗

在pH=4下進行了ZJ-6用量試驗，捕收劑和起泡劑的用量不變，試驗結果如圖3所示。從浮選現象看，隨著ZJ-6用量的增大，浮選泡沫逐漸增多，泡沫層開始穩(wěn)定，從圖3的試驗結果分析，隨著活化劑用量的增加，一段粗選銀精礦品位先降低后趨于平穩(wěn)，銀回收率呈上升趨勢，用量為1 600 g/t時回收率最高，繼續(xù)增加活化劑用量回收率有緩慢下降趨勢，因此確定粗選活化劑用量為1 600 g/t，此時一段粗選銀回收率可達47.80%。

圖3 粗選活化劑用量試驗結果

圖4 丁基銨黑藥用量試驗結果

2.4 捕收劑用量試驗

由于丁基銨黑藥對銀礦物的強捕收能力和低廉的價格，而被廣泛用作銀浮選的捕收劑?？疾炝硕』@黑藥用量對銀浮選的影響，試驗結果如圖4所示。由圖4可知，丁基銨黑藥用量大于200 g/t時，銀回收率基本平穩(wěn)，300 g/t時銀精礦品位最高，故確定粗選丁銨黑藥用量為300 g/t。

2.5 活化劑添加方式試驗

ZJ-6起作用時間較短，因此對ZJ-6分段添加(粗選1 600 g/t、掃選一400 g/t、掃選二200 g/t、掃選三200 g/t)與一次添加(粗選2 400 g/t、掃選一、掃選二和掃選三均不添加ZJ-6)進行試驗比較，捕收劑和起泡劑用量依次減半，粗選和掃選精礦合后再進行化學分析，試驗流程如圖5所示，試驗結果見圖6所示。由圖6結果可知，與一次添加相比，ZJ-6分段添加的整體粗掃選的泡沫環(huán)境變好，且尾礦銀品位可有效降低，雖然精礦品位有小幅下降，但總體而言，ZJ-6分段添加更有利于銀回收率的提升，因此開閉路試驗中活化劑采用分段添加方法。

圖5 活化劑添加方式試驗流程

圖6 活化劑添加方式試驗結果

2.6 Zn2+濃度試驗

現場礦漿中Zn2+濃度高達90～100 g/L，這是由于回水中Zn2+的循環(huán)累積造成的，高濃度鋅離子不但會消耗浮選藥劑，同時引起礦漿表面張力增大，影響礦漿起泡性能，很多選廠都因礦漿鋅離子含量增高而導致浮選指標惡化[8]。因此，考察了鋅離子濃度對浮選的影響，原渣經清水稀釋至浮選濃度時，礦漿中鋅離子含量約為15 g/L，再通過添加硫酸鋅來調節(jié)礦漿中鋅離子的濃度，試驗結果如圖7所示。

從圖7可知，隨著礦漿鋅離子含量從15 g/L增加到90 g/L，銀精礦銀品位影響不大，但銀回收率在鋅離子濃度大于30 g/L時開始下降，鋅離子濃度90 g/L時粗選銀回收率降了9個百分點?？梢姡粝胩岣咩y回收率，首先需降低礦漿中鋅離子含量。

圖7 礦漿Zn2+濃度對浮選結果影響

圖8 閉路試驗流程

表4 閉路試驗結果

2.7 閉路試驗

根據條件試驗結果，確定酸浸渣銀浮選最終藥劑制度為：ZJ-6分段添加(粗選1 600 g/t、掃選一400 g/t、掃選二200 g/t、掃選三200 g/t)，丁基銨黑藥用量300 g/t，松醇油用量60 g/t。開路試驗發(fā)現，掃選一尾礦銀品位仍然較高，銀浮選速率較慢，故閉路試驗中將兩段粗選精礦合并進行精選，試驗時不添加額外的Zn2+，測得的最終尾礦中Zn2+濃度為28.82 g/L，試驗流程如圖8所示，試驗結果見表4。

由表4結果可知，采用分段活化—浮選工藝浮選該鋅酸浸出渣中的銀，控制礦漿中Zn2+含量小于30 g/L，閉路可獲得銀精礦含銀4 466.99 g/t，含銅10.26%，銀回收率57.67%，銅回收率31.43%的指標，相比現場銀精礦品位提升1 000 g/t以上，回收率提升20%以上。

3 結論

(1)某鋅冶煉廠酸浸渣中含銀215 g/t，主要含銀物質為輝銀礦、銀單質、氧化銀、硫酸銀和氯化銀等因素，可回收礦物輝銀礦及單質銀占總銀的64.01%。銀礦物粒度細、礦漿鋅離子濃度高、酸性高等，給銀浮選帶來了困難。

(2)采用分段活化—浮選工藝回收該酸浸渣中的銀，控制礦漿Zn2+含量小于30 g/L，閉路可獲得銀精礦含銀4 466.99 g/t，銀回收率57.67%，相比現場銀精礦品位及回收率均有較大幅度提升。