預(yù)浸-氰化浸出回收濕法煉鋅渣中的銀和金

張濟(jì)文，張偉曉，閭娟沙，杜成剛

(靈寶靈金科技有限公司，河南 靈寶，472500)

當(dāng)前世界鋅產(chǎn)量中用濕法冶煉占85%以上，每生產(chǎn)l t 電解鋅要產(chǎn)出1.0～1.05 t 煉鋅渣，全國每年產(chǎn)生幾百萬噸酸性鋅浸出渣，并且逐年增長的速度較快，如果這些鋅浸出渣得不到有效的處理，不僅造成很大的資源浪費，而且環(huán)境還會受到嚴(yán)重的污染[1-3]。在濕法煉鋅過程中，鋅精礦中的銀幾乎全部富集于酸浸渣中。中國濕法煉鋅工廠產(chǎn)出的酸浸渣中含銀量約100～600 g/t，同時還含鋅約20%和少量其它有價元素[4-5]。其中，銀存在形態(tài)復(fù)雜，回收困難。隨著銀用量的不斷增長和資源的日益匱乏，銀的價格日益攀升，從含銀的濕法煉鋅高酸浸出渣中回收銀意義重大[6]。

從高酸浸出渣中回收銀的方法有浮選[7-9]、堿熔法、硫脲法、氯鹽法、酸化焙燒-氯鹽浸出等[10-16]。生產(chǎn)實踐中銀的回收率大多低于60%，同時存在堿耗大、成本高、能耗大、污染環(huán)境等問題。為了解決從鋅浸出渣中回收銀的有關(guān)工藝問題，本研究提出了采用預(yù)浸-氰化浸出工藝，從高酸浸出渣中回收銀、金。

1 實驗部分

1.1 浸出渣多元素分析

對浸出渣加水后攪拌，測定溶液pH 值(測得pH=3.2)?；瘜W(xué)多元素分析結(jié)果如表1，其中含銀381.28 g/t，金1.02 g/t，具有一定的回收價值。

表1 鋅浸出渣多元素分析結(jié)果Tab. 1 The multi-element analysis results of zinc hydrometallurgy residue

1.2 粒度分析

取1000 g 鋅浸出渣進(jìn)行粒度分析，并根據(jù)粒度分析結(jié)果化驗不同粒度范圍內(nèi)銀的含量，圖1 為粒度分析及其銀相對分布率圖。由圖1 可知，浸出渣粒度細(xì)，其-200 目含量為96.06%，銀嵌布粒度極細(xì)，67.07%的銀存在于-0.043 mm 的粒級中。

圖1 粒度分析及其銀含量相對分布結(jié)果Fig. 1 The results of particle size analysis and the relative distribution of silver content

1.3 實驗步驟

1.3.1 工藝流程

為系統(tǒng)研究鋅浸出渣中銀的回收工藝，先后進(jìn)行了浮選、硫脲浸出、直接氰化浸出等試驗，這些方法浸出效果不佳。最終確定采用預(yù)浸-溶液硫化沉淀-預(yù)浸渣氰化浸出-浸出液鋅粉置換工藝，流程如圖2 所示。

圖2 實驗流程Fig. 2 The flow chart of the experiment

1.3.2 預(yù)浸

實驗中使用藥劑均為分析純，藥劑A 為一種堿性化工制劑。取一定量的鋅浸出渣，按一定的液固比加入水和預(yù)浸劑，在設(shè)定溫度下攪拌預(yù)浸。用含預(yù)浸劑的溶液洗滌液洗預(yù)浸渣兩遍，再用清水洗滌兩遍后烘干得到預(yù)浸后渣。稱重，計算渣率。

1.3.3 氰化浸出

預(yù)浸后渣氰化浸出液固比為2:1。用石灰調(diào)漿至pH=10.5，加30%氰化鈉溶液(控制氰根濃度為3 g/L)常溫浸出30 h，浸出結(jié)束后過濾、洗滌、烘干，測定其中的金、銀品位，計算浸出率。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)浸劑的選擇

濕法冶煉鋅渣中的銀在鋅冶煉過程中，由于焙燒、酸浸過程中產(chǎn)生的鐵酸鹽(主要是鐵酸鋅)、硅酸鹽均會對銀形成包裹，因此鋅渣中的銀勘布粒度極細(xì)，給進(jìn)一步回收銀帶來一定的難度[17]，影響銀的回收率。采用預(yù)浸方式打破包裹，是提高后續(xù)銀、金浸出率的重要措施。

常見的預(yù)浸劑有酸類、氨類、堿類，為盡可能地將該鋅浸出渣中的有用金屬回收，進(jìn)行了酸浸、氨浸、藥劑A 等預(yù)浸實驗對比。酸浸時，硫酸初始濃度為30%，浸出溫度50℃，液固比3:1，浸出時間5 h；氨浸時，起始氨濃度為10%、常溫浸出時間24 h，液固比3:1；藥劑A 浸出時，藥劑A 濃度300 g/L，浸出溫度50℃，浸出時間3 h，液固比為3:1。預(yù)浸結(jié)束后，過濾、洗滌、烘干，然后按1.3.3的操作進(jìn)行氰化浸出。不同種類預(yù)浸劑對比結(jié)果如表2 所列。從表2 可以看出，使用氨作預(yù)浸劑，其浸出效果最差，對銀幾乎沒有浸出作用，浸出率僅為3.7%。將酸預(yù)浸和藥劑A 對比可以看出，采用酸預(yù)浸可以有效提高金浸出率，但銀浸出效果明顯低于藥劑A。濕法冶煉鋅渣顯酸性，利用氨預(yù)浸不會減少其預(yù)浸渣質(zhì)量，而通過酸浸、藥劑A 預(yù)浸后，其渣率分別為25.5%、62.2%，說明酸預(yù)浸可以有效破壞硅酸鹽、鐵酸鋅的包裹體，使其溶解并充分暴露銀。但由于酸度過高，防腐問題難以解決，同時不可避免的使SiO2溶出，形成難以過濾、沉淀的膠體，很難用于實際生產(chǎn)中。從原料多元素分析結(jié)果看，金的回收價值低于銀，綜合考慮，采用金、銀浸出率可分別80.5%、94.0%的藥劑A 作為預(yù)浸劑，進(jìn)行預(yù)浸條件優(yōu)化實驗。

表2 不同預(yù)浸劑試驗結(jié)果Tab. 2 Test results of different pre-leaching regnants

2.2 預(yù)浸條件實驗

2.2.1 預(yù)浸劑濃度

為使金、銀達(dá)到最佳的浸出效果，并節(jié)約藥劑成本，進(jìn)行藥劑A 濃度實驗。預(yù)浸過程控制浸出液固比3:1，浸出溫度50℃，浸出時間3 h，預(yù)浸后渣采用1.3.3 方案進(jìn)行氰化浸出，結(jié)果列于表3。表3數(shù)據(jù)表明，金、銀浸出率隨藥劑A 濃度的增加呈先增加后緩慢下降的趨勢。當(dāng)藥劑A 濃度從100 g/L增加至200 g/L 時，金、銀浸出率分別由85.2%、88.9%迅速增加到88.4%、94.3%，繼續(xù)增加藥劑A用量，浸出率不再明顯增長?？紤]到藥劑成本等問題，綜合選擇藥劑A 最佳用量為200 g/L。

表3 藥劑濃度試驗結(jié)果Tab. 3 Pharmaceutical concentration test results

2.2.2 預(yù)浸液固比

設(shè)定預(yù)浸時間為3 h，浸出溫度50℃，藥劑A濃度為200 g/L，改變預(yù)浸液固比，進(jìn)行預(yù)浸-氰化浸出，結(jié)果如表4 所列。表4 中在3 種液固比條件下渣率分別為80.0%、66.0%、62.4%。隨著液固比的增加，鐵酸鋅以及硅酸鹽等對銀的包裹程度減少，銀的浸出效果不斷改善。但當(dāng)液固比由2:1 增加到3:1 時，浸出率增長不再明顯，可以確定當(dāng)液固比為2:1 時，藥劑A 對鹽類包裹的破壞程度已經(jīng)達(dá)到最大值。綜合考慮，預(yù)浸液固比最佳值為2:1。

表4 液固比試驗結(jié)果Tab. 4 The result of the liquid-solid ratio test

2.2.3 預(yù)浸溫度

預(yù)浸液固比2:1，藥劑A 濃度200 g/L，浸出時間3 h，改變預(yù)浸溫度進(jìn)行預(yù)浸-氰化浸出，結(jié)果如表5 所列。浸出溫度的變化對銀浸出效果的影響不大；但當(dāng)浸出溫度由室溫25℃上升至50℃時，金浸出率由85.6%增加至90.2%，預(yù)浸渣率由70.00%降低到66.80%。浸出溫度在一定范圍內(nèi)升高可以增加藥劑濃度的活性，選擇預(yù)浸溫度為50℃。

表5 浸出溫度試驗結(jié)果Tab. 5 The results of the leaching temperature test

2.2.4 預(yù)浸時間

預(yù)浸液固比2:1，藥劑A 濃度200 g/L，浸出溫度50℃，改變預(yù)浸時間進(jìn)行預(yù)浸-氰化浸出，結(jié)果如表6 所列。預(yù)浸時間3 h 時，金、銀浸出率最高。

表6 浸出時間試驗結(jié)果Tab. 6 The results of the leaching time test

2.3 綜合條件實驗結(jié)果

根據(jù)預(yù)浸實驗獲取的最佳條件，在液固比2:1，藥劑A 藥劑濃度為200 g/L，50℃浸出3 h 進(jìn)行預(yù)浸；預(yù)浸渣后續(xù)進(jìn)行氰化浸出，進(jìn)行3 次實驗，結(jié)果列于表7。多批次實驗結(jié)果得到的金、銀平均回收率分別為85.7%、92.9%。

表7 綜合條件實驗結(jié)果Tab. 7 The result of the comprehensive condition experiment

3 結(jié)論

1) 濕法冶煉鋅渣中的銀在冶煉過程中被包裹，對比實驗結(jié)果表明，相較硫酸預(yù)浸和氨預(yù)浸，藥劑A 預(yù)浸后銀、金都具有較高的浸出回收率。

2) 最佳預(yù)浸條件為浸出液固比2:1，藥劑A 濃度200 g/L、50℃浸出3 h。多批次綜合實驗表明預(yù)浸渣率為66%，金、銀的氰化浸率分別為85.7%、92.9%，相較直接處理25.5%、2.9%的浸出率，金、銀的回收率大幅提高。