焙燒酸浸萃銅余液有價(jià)金屬綜合回收試驗(yàn)研究

王敏杰，王天星，歐海濤，郭建東

（山東國(guó)大黃金股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265406）

萃銅余液[1，2]是黃金冶煉行業(yè)中，采用焙燒酸浸萃取銅工藝的必然產(chǎn)物。萃銅余液屬于酸性廢水無(wú)法直接利用或無(wú)害排放，傳統(tǒng)的處理方法有中和沉淀法、硫化沉淀浮選法、離子交換法、電化學(xué)法及生物法[3]等。其中最普遍的處理方法是用生石灰或石灰石-石灰乳[4]進(jìn)行中和處理，處理后會(huì)產(chǎn)生硫酸鈣中和渣固廢衍生品，難以處理，成為整個(gè)黃金冶煉和有色金屬冶煉行業(yè)急需解決的技術(shù)難題。

為此，本研究以含銅鋅金精礦焙燒酸浸萃銅余液為研究對(duì)象，通過(guò)高效高容量碳吸附、活化浮選富集銅，選銅后液沉淀回收鋅精礦，實(shí)現(xiàn)萃銅余液中金、銀、銅、鋅的回收，并消除了采用傳統(tǒng)石灰中和法處理的各種危害，為促進(jìn)我國(guó)黃金冶煉行業(yè)與有色金屬冶煉行業(yè)萃銅余液的生產(chǎn)處理提供有效的途徑。

1 萃銅余液性質(zhì)

將含銅金銀精礦與經(jīng)吸附金銀后的選礦系統(tǒng)后液混合調(diào)漿，控制礦漿濃度50%～70%，在500℃～650℃下焙燒，將所得高溫?zé)煔膺M(jìn)入硫酸生產(chǎn)工藝產(chǎn)出硫酸，含金、銀、銅的焙砂與稀硫酸在一定酸浸條件下進(jìn)行酸浸，產(chǎn)出含銅酸浸液，進(jìn)入萃取電積工藝，萃取后液即萃銅余液。對(duì)萃銅余液進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1。表1表明，萃銅余液中含有Au0.10g/m3，Ag0.60g/m3，Cu83.00g/m3，Zn3150.00g/m3，H2SO426000g/m3，具有綜合回收價(jià)值。

表1 萃銅余液主要成分 g/m3

2 試驗(yàn)原理與方法

（1）試驗(yàn)原理。金銀回收：基于黃金冶煉焙燒酸浸萃取產(chǎn)出萃銅余液含有少量金、銀的的特殊性質(zhì)，通過(guò)創(chuàng)新酸性液中金銀回收流程，采用特殊工藝技術(shù)及特種高效容量活性炭吸附劑，提高金銀的吸附效果，產(chǎn)出高金銀載金炭，實(shí)現(xiàn)萃銅余液中金銀的綜合回收。

銅浮選富集回收：基于回收金銀后的萃銅余液，仍含有一定量的硫酸及少量硫酸銅的特殊性質(zhì)，采用萃銅余液與氰化提金尾渣浮選富集銅的工藝技術(shù)有機(jī)結(jié)合流程，活化提金尾渣中硫化銅、黃銅礦等銅礦物，采用一次粗選二次掃選二次精選浮選試驗(yàn)流程，產(chǎn)出高品質(zhì)的銅精礦，實(shí)現(xiàn)萃銅余液中的銅與氰化提金尾渣中的銅礦物同時(shí)富集回收。

鋅沉淀回收：采用新型鋅離子沉淀劑，對(duì)萃銅余液回收金、銀、銅后液（選銅后液）中有價(jià)元素鋅進(jìn)行化學(xué)沉淀，產(chǎn)出高品質(zhì)鋅精礦，處理后液用于黃金冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，形成萃銅余液的閉路循環(huán)利用。

（2）試驗(yàn)流程。

圖1 焙燒酸浸萃銅余液有價(jià)金屬綜合回收試驗(yàn)流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 椰殼活性炭對(duì)金銀回收試驗(yàn)

在黃金濕法冶煉企業(yè)，用于炭漿法、炭浸法、炭柱法吸附回收貴金屬金銀的活性炭，工業(yè)生產(chǎn)中主要應(yīng)用椰殼活性炭。本試驗(yàn)中金銀的回收試驗(yàn)時(shí)，主要進(jìn)行椰殼活性炭吸附試驗(yàn)。

分別稱取0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g椰殼炭，加入量取的1000ml萃銅余液中，在攪拌器上攪拌，設(shè)置轉(zhuǎn)速20r/min，控制吸附時(shí)間4h，取吸附結(jié)束后液，化驗(yàn)分析吸附后液金、銀的含量。椰殼炭吸附金銀試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表2。

表2 椰殼炭吸附金銀試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

顆粒炭吸附試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨投加量增加，對(duì)金銀的吸附率都是先快速上升，后上升趨勢(shì)減緩；綜合金銀吸附回收率試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇活性炭投加量為2.0g/1000ml萃銅余液為宜。

同步，對(duì)金銀吸附過(guò)程的攪拌轉(zhuǎn)速和吸附時(shí)間進(jìn)行了條件實(shí)驗(yàn)，大量條件試驗(yàn)表明：吸附過(guò)程攪拌轉(zhuǎn)速為20/min，吸附時(shí)間4h，吸附后液金的含量均在0.01g/m3，銀含量在0.13g/m3，金銀吸附率平均分別為90.00%，83.33%。

3.2 萃銅余液對(duì)活化銅礦物浮選富集銅影響試驗(yàn)

萃銅余液活化氰化提金尾渣銅礦物浮選試驗(yàn)是在XFD1.5L/0.75L/0.50L浮選機(jī)進(jìn)行，采用萃銅余液作為調(diào)漿用水，控制不同PH值，以丁基黃藥、丁銨黑藥作為銅礦物的捕收劑，2#油作為起泡劑，通過(guò)一次粗選、一次掃選試驗(yàn)流程，考察不同PH值對(duì)浮選富集銅的影響。

圖2 萃銅余液對(duì)活化銅礦物浮選富集銅試驗(yàn)流程

表3 不同PH值對(duì)浮選富集銅條件影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)大量條件試驗(yàn)表明：萃銅余液活化氰化尾渣浮選銅礦物的工藝技術(shù)條件為采用萃銅余液調(diào)整PH值至4.0，以丁基黃藥+丁銨黑藥兩種混合作為銅礦物選礦藥劑，用量為60+30g/t，2#油作為起泡劑，用量為40g/t，經(jīng)過(guò)一次粗選一次掃選二次精選閉路浮選作業(yè)獲得含銅16.25%的銅精礦和選銅尾礦；過(guò)程中萃銅余液中的銅離子在活化銅礦物的同時(shí)一并與氰化尾渣中的銅礦物經(jīng)過(guò)浮選富集進(jìn)入到銅精礦中，產(chǎn)出的選銅后液用于后續(xù)綜合回收鋅精礦工藝試驗(yàn)。閉路浮選試驗(yàn)數(shù)據(jù)表、選銅后液成分檢測(cè)數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表4、表5。

表4 閉路浮選試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表5 選銅后液成分檢測(cè)數(shù)據(jù)表 g/m3

3.3 回收率%選銅后液沉鋅回收鋅精礦試驗(yàn)

由于選銅后液中除了含有金屬鋅離子外，基本沒(méi)有其他雜質(zhì)元素，因此在進(jìn)行選銅后液綜合回收鋅精礦試驗(yàn)時(shí)，主要考察鋅的沉鋅試劑選擇試驗(yàn)、沉淀劑用量試驗(yàn)試驗(yàn)因素。

沉鋅試劑選擇性影響試驗(yàn)：分別稱取碳酸鈉、氫氧化鈉、硫化鈉、新型沉鋅劑CZ8g，加入量取的1000ml選銅后液中，在攪拌器上攪拌，設(shè)置轉(zhuǎn)速20r/min，控制沉淀時(shí)間50min，取結(jié)束后沉鋅后液，化驗(yàn)分析沉鋅后液中鋅的含量。沉鋅試劑選擇試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 沉鋅試劑選擇試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

沉鋅試劑選擇試驗(yàn)結(jié)果表明，選銅后液中鋅的沉淀劑分別選用碳酸鈉、氫氧化鈉、硫化鈉、新型沉鋅劑CZ，綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，選擇新型沉鋅劑CZ效果最為明顯，鋅的沉淀率達(dá)到99.17%。

新型沉鋅劑CZ用量選擇試驗(yàn)：分別稱取新型沉鋅劑CZ3g、4g、5g、8g、10g，分別加入量取的1000ml選銅后液中，在攪拌器上攪拌，設(shè)置轉(zhuǎn)速20r/min，控制沉淀時(shí)間50min，取結(jié)束后沉鋅后液，化驗(yàn)分析沉鋅后液中鋅的含量。新型沉鋅劑CZ用量選擇試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 新型沉鋅劑CZ用量選擇試驗(yàn)結(jié)果

綜合新型沉鋅劑CZ用量選擇試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，新型沉鋅劑用量確定為5kg/m3為宜，鋅的沉淀率可達(dá)到98.98%。

3.4 綜合試驗(yàn)

根據(jù)上述最佳試驗(yàn)技術(shù)條件，對(duì)焙燒酸浸萃取產(chǎn)出萃銅余液采用金銀吸附回收、銅浮選富集回收、鋅沉淀富集回收工藝流程進(jìn)行綜合平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8?？梢钥闯觯罴褩l件下，金銀銅鋅的回收率分別達(dá)到90.00%、83.33%、89.16%、98.98%，回收效果較好。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)萃銅余液進(jìn)行活性炭吸附金銀、，吸附后液與提金尾渣經(jīng)一粗一掃二精試驗(yàn)流程浮選回收銅精礦、浮選選銅后液采用新型鋅離子沉淀劑回收鋅精礦技術(shù)試驗(yàn)流程，金、銀、銅、鋅回收率分別達(dá)到90.00%、83.33%、89.16%、98.98%，實(shí)現(xiàn)了萃銅余液中有價(jià)金屬的回收，回收后液循環(huán)利用于黃金冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，形成萃銅余液的閉路循環(huán)利用。

該方法可有效從萃銅余液中回收有價(jià)金屬，為黃金冶煉行業(yè)及有色金屬行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)有效處理萃銅余液提供了借鑒，為實(shí)現(xiàn)萃銅余液的綜合回收與利用開辟了新的途徑，具有廣泛的推廣和實(shí)用價(jià)值。

表8 綜合試驗(yàn)結(jié)果