鋅浸出渣浮選銀的高效藥劑工業(yè)試驗研究

〔摘 要〕主要闡述了某濕法煉鋅浮選回收銀過程中應(yīng)用一種新型高效浮選銀藥劑替代原丁胺黑藥的工業(yè)對比試驗，探討了該藥劑相比黑藥的優(yōu)勢點(diǎn)，最經(jīng)濟(jì)的用藥量，藥劑組合嘗試及解決了生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，提出了銀浮選系統(tǒng)指標(biāo)的控制方向。在不改動現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上銀回收率可以提高8.25%，在該冶煉廠搬遷工藝升級后， 進(jìn)一步跟蹤取樣試驗，銀回收率仍取得提高9.87%良好效果。

〔關(guān)鍵詞〕銀浮選藥劑；黑藥；氧化銀；鋅浸出渣

中圖分類號：TD952? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1004-4345（2023）0５-000９-05

Industrial Test Study on Effective Reagent for Silver Flotation in Zinc Leaching Residue

GU Weisheng

（Hunan Zhuye Nonferrous Metals Co.， Ltd.， Hengyang， Hunan 421500， China）

Abstract? ?This article mainly elaborates on the industrial contrast test of using a new high-efficiency flotation silver reagent to replace the original butylamine black agent in the silver flotation & recovery of a certain zinc hydrometallurgical process， makes a discussion of the advantages of this reagent compared to black agent， the most economical dosage of the reagent， attempts to combine the reagents， and solves the problems that arise in production， and proposes the control direction of silver flotation system indicators. On the basis of not changing the existing process， the silver recovery rate can be increased by 8.25%. After the relocation of the smelter and and process upgrading， further tracking sampling test showed that the silver recovery rate still achieved a good effect of increasing by 9.87%.

Keywords? silver flotation reagent; black agent; silver oxide; zinc leaching residue

2012年5月，中南大學(xué)向平、劉朗明等研究人員[1]對某廠鋅Ⅰ系統(tǒng)浸出礦漿開展了浮選銀的小型試驗研究，發(fā)現(xiàn)原礦具有酸度高、溫度高、鋅離子濃度高、氧化銀含量高、細(xì)粒級含量高、銀在細(xì)粒級中的分布率高等“六高”基本特性[2]。該試驗藥劑分別采用丁銨黑藥和自主研發(fā)的XQ102，設(shè)備采用自吸式BF型浮選機(jī)，處理量為500 t/d。研究表明，用自主研發(fā)的XQ102對銀礦物的選擇性捕收力比丁銨黑藥強(qiáng)，在獲得精礦品位相當(dāng)?shù)臈l件下，XQ102獲得的銀浮選回收率比丁銨黑藥高10%。進(jìn)一步的工業(yè)試驗研究表明[1]，用“XQA+XQ101+ XQ102”藥方取代“丁銨黑藥+2號油”組方，在沒有渣漿洗降鋅、沒有改動工藝配置的條件下，銀回收率可提高13.4%。

2013年，該廠鋅Ⅱ系統(tǒng)浮選銀工序改造后投入生產(chǎn)，采用了主動充氣式浮選機(jī)，但因原料復(fù)雜，含銀物相不穩(wěn)定且品位低，尾礦指標(biāo)不佳。為進(jìn)一步探索提高該廠鋅Ⅱ系統(tǒng)浮選銀產(chǎn)量和回收率的方法，該廠又進(jìn)行了采用“XQ101-4+XQ102”藥方取代丁銨黑藥的工業(yè)試驗，并在此基礎(chǔ)上提出工藝優(yōu)化方案。本文擬針對該廠2013年以來對鋅Ⅱ系統(tǒng)浮選銀工序的兩次工業(yè)試驗及其結(jié)果進(jìn)行研究，以期用較小的投入為企業(yè)創(chuàng)造更好的效益。

1? ?工業(yè)試驗前鋅Ⅱ系統(tǒng)浮選銀情況

該廠鋅II系統(tǒng)[1]焙燒采用109 m2沸騰爐，鋅焙砂進(jìn)中性浸出，中性浸出投料量約（25±5） t/h。為更好地回收銀，該廠將浸濾工段的10#、6#、7#酸性槽改作酸性浸出槽，中性浸出的底流通過酸性濃縮槽濃縮后，再進(jìn)行銀浮選，處理量約為300 t/d。浮選產(chǎn)出銀精礦送鉛廠回收，浮選后的尾礦浸出渣進(jìn)入揮發(fā)窯處理。

2013年1月，該廠改造完成后重新投入生產(chǎn)，恢復(fù)銀浮選，工藝配置為一級粗選+三級精選+三級掃選，其工藝流程見圖1。

1.1? 工藝特點(diǎn)

當(dāng)時，該廠鋅Ⅱ系統(tǒng)及浮選回收銀工藝主要有以下兩個特點(diǎn)。

1）實(shí)施預(yù)中和底流獨(dú)立氧化后送銀浮選。直浸預(yù)中和采用焙砂作為中和劑，中和后焙砂中的銀進(jìn)入高酸渣和硫渣，其中進(jìn)入硫渣的銀因硫渣無法處理，導(dǎo)致銀無法得到有效回收，造成資源浪費(fèi)。同時，含有粗顆粒的預(yù)中和底流經(jīng)過還原濃密機(jī)后，進(jìn)入了直浸反應(yīng)器，造成反應(yīng)器磨損嚴(yán)重。為了降低直浸反應(yīng)器的磨損并提高銀的回收率，該廠對預(yù)中和底流進(jìn)行獨(dú)立氧化，即通過通氧和加入中和劑使預(yù)中和底流氧化沉鐵后，再通過浸濾酸性出口溜槽送至酸性濃縮槽，從而保證預(yù)中和底流可以進(jìn)行銀浮選。

2）用鼓風(fēng)式浮選機(jī)取代吸氣式浮選機(jī)。鋅Ⅱ系統(tǒng)銀浮選改造后，采用了CLF和XCF/KCF浮選機(jī)。該浮選機(jī)屬于充氣攪拌式浮選機(jī)，既裝有機(jī)械攪拌裝置，起到攪拌礦漿和分布?xì)饬鞯淖饔?，同時又利用外部風(fēng)機(jī)強(qiáng)制吹入空氣。與之前Ⅰ、Ⅱ系統(tǒng)銀浮選所使用的吸氣式浮選機(jī)相比，該設(shè)備具有以下特點(diǎn)：（1）充氣量可根據(jù)需要增減，易于調(diào)節(jié)，且能保持恒定，有利于提高浮選機(jī)的處理能力和選別指標(biāo)；（2）葉輪不起吸氣作用，因此轉(zhuǎn)速低，功率消耗少，磨損小，且脆性礦物不易產(chǎn)生泥化現(xiàn)象。

1.2? 原礦中銀的分布及走向

原礦粒度用200目過篩，篩上物占10.0%～15.0%，有少量沙狀顆粒物，銀在細(xì)粒級中的分布率高，易于浮選選礦。該廠Ⅱ系統(tǒng)產(chǎn)出的酸性浸出渣中銀的[5-6]主要成分構(gòu)成、分布如表1所示。

由表1可見，銀主要以硫化銀和銀的形態(tài)存在，兩者相加有68.2%，除脈石結(jié)合的銀和難溶包裹銀難浮選外，大部分銀是可以回收的。經(jīng)過幾年優(yōu)化，浮選銀回收率一直在63.0%左右，因此還具有較大的提升空間。鋅II系統(tǒng)銀浮選回收情況見表2。

另外，浮選后的尾礦浸出渣進(jìn)入揮發(fā)窯處理回收渣中的有價金屬銀。但在這一過程中，有約20%的銀進(jìn)入窯渣，從而也造成了銀的損失，對企業(yè)的綜合回收效益損失很大。

2? ?鋅Ⅱ系統(tǒng)浮選銀工業(yè)對比試驗

2.1? 第一階段工業(yè)試驗

2015年11—12月期間，該廠分兩次進(jìn)行了華麒XQ101改進(jìn)型新型藥劑XQ101-4和XQ102的生產(chǎn)試驗。其中，XQ101-4是活化劑，用于降低尾礦含銀，共使用了9 t；XQ102是捕收劑，用于替代黑藥，共使用了2 t。

為了探索新藥劑最經(jīng)濟(jì)的用量及使用比例，驗證新型藥劑與黑藥差異，鋅浸出廠采用鋅II系統(tǒng)現(xiàn)有銀浮選設(shè)備及控制要求進(jìn)行藥劑試驗：1）試驗期間沒有搭配高銀礦，保持配料基本穩(wěn)定；2）焙燒球磨機(jī)按照每周一次的頻率檢查加球；３）浮選pH值為3.5～5.0；４）體積質(zhì)量為1.6～1.7 g/cm3；５）流量為25～35 m3/h；６）鼓風(fēng)風(fēng)量為25～30 m3/h；７）風(fēng)壓為0.4～0.5 MPa。各級藥劑加入制度基本不變，兩種新藥劑分別加入各級浮選。此試驗分兩個月多個階段進(jìn)行。

2.1.1? 丁胺黑藥工業(yè)試驗

用丁胺黑藥進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)測試期間，丁胺黑藥的單耗及指標(biāo)見表３。由表3可見，銀浮選回收率達(dá)到65.09%。

2.1.2? 最低藥量及最佳比例工業(yè)試驗

該廠之前采用的 “XQ101+XQ102” 試驗藥方，XQ101與XQ102的藥劑質(zhì)量比為5.0∶1，因此本次“XQ101-4+XQ102”藥方的XQ101-4與XQ102的藥劑比為1.5、3.0、5.0三種，不同藥劑的工業(yè)試驗結(jié)果見表4。

由表4可見，XQ102單耗為1.00 g/kg，藥劑比例為5.1∶1時，銀浮選回收率可達(dá)到73.28%，接近理論回收率76.3%，比單用黑藥時的銀回收率提高8.19%。但當(dāng)XQ102單耗由1.00 g/kg左右降到0.56 g/kg時，銀回收率降幅顯著，下降到了58.32%，因此可以判斷XQ102的最經(jīng)濟(jì)用量為1.0 g/kg， XQ101-4與XQ102的最佳藥量比例為5.0∶1。

2.2? 第二階段工業(yè)試驗

2.2.1? 前原礦尾礦含銀情況分析

該廠２０１５—2017年原礦尾礦含銀情況統(tǒng)計，見表5。

根據(jù)表5數(shù)據(jù)可以看出，原礦含銀量連年下降，2017年達(dá)到最低值。雖然尾礦含銀也在逐年下降，2017年尾礦中銀含量已降到100～110 g/t，再進(jìn)一步降低尾礦中銀含量、提高浮選回收率的難度增大。實(shí)踐證明，隨著原料銀品位的下降，即使丁銨黑藥的藥劑用量不斷增加，浮選銀的回收率依舊沒有提高。

2.2.2? 原礦含銀主要構(gòu)成情況

原礦主要來源為鋅Ⅱ系統(tǒng)浸出渣，其中最新的銀物相分析見表6。

由表6可見，新的銀物相構(gòu)成主要以硫化銀和氧化銀的形態(tài)存在， 兩者相加有74.28%，難浮選包裹銀占20.98%。黑藥對氧化銀捕收能力有限，但新型藥劑中XQ101-4可以回收大部分氧化銀。

2.2.3? 試驗對比

針對原礦中銀物相新的分布情況，2017年1月，該廠進(jìn)行了第二次工業(yè)試驗進(jìn)一步驗證新藥劑的應(yīng)用效果。本次試驗全部采用常規(guī)鋅浸出渣。為使試驗的生產(chǎn)條件和設(shè)備處于基本正常、差別不大的對比條件下，選擇使用了2017年1月18日—2017年1月25日和2017年12月26日—2018年1月2日兩段時間分別試驗進(jìn)行對比。

1）丁胺黑藥生產(chǎn)情況。2017年12月26日—2018年1月2日，共8 d使用黑藥進(jìn)行浸濾，每天3班，每班約使用40 kg，期間沒有搭配高銀礦，結(jié)果見表7。

2）組合藥劑生產(chǎn)情況。2017年1月18日—2017年1月25日，共8 天使用“XQ 101-4 + XQ 102”新組合藥劑進(jìn)行浸濾，計劃比例為4.8∶1（每班使用XQ 101-4 120 kg、 XQ 102 25 kg），期間沒有搭配高銀礦，結(jié)果見表8。

對比發(fā)現(xiàn)，在處理低品位礦時，使用XQ101-4與XQ102”藥量比為5.0∶1時，XQ102單耗為1.35 kg/kg時已為最經(jīng)濟(jì)用量，再減少回收率將明顯下降。生產(chǎn)實(shí)際中，該精礦產(chǎn)出率比黑藥的降低1.39%，銀浮選回收率可以提高8.25%，同時也驗證了第一階段工業(yè)試驗結(jié)果。

3? ?新銀浮選工藝工業(yè)對比試驗

根據(jù)政府對湘江環(huán)境保護(hù)與治理的要求，以及企業(yè)轉(zhuǎn)型、轉(zhuǎn)移、綠色發(fā)展的需求，2018年12月，該公司將鋅生產(chǎn)系統(tǒng)整體搬遷至湖南有色銅鉛鋅產(chǎn)業(yè)基地，并實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。

新基地的鋅浸出部分采用的是亞熱酸浸出工藝[4-6]，尾槽酸質(zhì)量濃度在20 g/L以上，因此在送銀浮選前增加了調(diào)漿、中和以及濃密工藝，以提高浮選效果。同時，在粗選前增加了快選工序，快選泡沫直接進(jìn)精選，礦漿則進(jìn)粗選。新基地銀浮選工藝中精選和掃選各配置4次，具體工藝流程見圖2、圖3。

從圖2、圖3可以看出，新基地的工藝與原來相比做了較大的改進(jìn)，但藥劑仍然采用的是丁胺黑藥。因此，新基地需要重新原礦可浮選性質(zhì)以及新型藥劑的效果展開對調(diào)查。

2019年4—5月，該廠采用新基地浮選的原礦鋅浸出渣模擬基地工藝重新進(jìn)行了新藥劑與黑藥的對比試驗。

3.1? 試驗工藝設(shè)計及條件

模擬基地銀浮選工藝設(shè)計試驗工藝流程如圖4所示。

試驗條件如下：體積質(zhì)量為（1.5±0.1） g/cm3；pH值為3.0～5.0；粗選溫度為50～60 ℃；XQ102捕收劑的噸原礦用量為（100±50）g，XQ 101-4與XQ102的用量比例為5∶1。

3.2? 試驗過程及結(jié)果分析

3.2.1? 原礦分析

試驗采用2019年4月新基地浮選原礦的礦漿進(jìn)行基本試驗及銀物相分析。由于當(dāng)時新基地投產(chǎn)不久，析出鋅的產(chǎn)量達(dá)到500～600 t/d。新基地浮選原礦分析結(jié)果見表9，鋅浸出渣浮選原礦銀物相分析結(jié)果見表10。

由表9、表10中的數(shù)據(jù)可知，新基地浮選原礦的銀含量不高，約為200 g/t。其中，硫化銀比例最大，氧化銀比例次之，其他難選銀比例達(dá)到11.6%，原礦粒度200目以下達(dá)到88%，可選性比較好，但礦漿pH值較低，需要模擬進(jìn)行調(diào)漿、加溫和中和，將pH值提到4.0以上再進(jìn)行浮選試驗。

3.2.2? 試驗準(zhǔn)備及過程

將活化劑ＸＱ101-4的質(zhì)量濃度配置成為50 g/L備用，ＸＱ102質(zhì)量濃度配置成為10 g/L備用。兩種新藥劑加入比例為wXQ 101-4 ∶ wXQ102=5.0∶1。藥劑用量比例及各段試驗時間見表11。

粗選后期為自然降溫，粗選和掃選采用0.75 L不銹鋼浮選機(jī)，精選采用0.25 L浮選機(jī)，轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速不進(jìn)行調(diào)整，保持一致。

3.2.3? 新藥劑用量對選銀的影響

按照以上條件進(jìn)行新藥劑用量閉路影響試驗，得到的結(jié)果見表12。

由表12分析可見，新藥的閉路試驗尾礦中的銀質(zhì)量濃度可降到30～50 g/t，全閉路試驗銀回收率最高到86.88%，平均可達(dá)85%以上；在其他條件正常情況下，從指標(biāo)和成本角度優(yōu)選，新基地新藥使用最經(jīng)濟(jì)單耗控制在每噸原礦使用100 g XQ102和500 g XQ101-4。

3.2.4? 丁胺黑藥選銀試驗

采用丁胺黑藥，按照同樣的選銀流程進(jìn)行試驗。取現(xiàn)場丁胺黑藥，藥劑用量和生產(chǎn)工藝參數(shù)按照表13的藥劑制度添加。使用黑藥用量閉路影響試驗得到的結(jié)果見表14。

由表14分析可見，新基地浮選黑藥用量變化對浮選回收率影響較大，用量在200 g/t時，銀回收率達(dá)到76.03%，平均銀回收率為72.89%。

由上述試驗可見，在新基地用丁銨黑藥浮選與之前鋅Ⅰ、Ⅱ系統(tǒng)銀回收率相比提高約10%，有較大提升。按生產(chǎn)實(shí)際用量對比，用新型藥劑比黑藥（用量在200 g/t時）還要提高9.87%，提升效果達(dá)到了12.98%，效果也很明顯。因原料變化因素，具體工業(yè)生產(chǎn)時藥劑的經(jīng)濟(jì)用量還需進(jìn)一步探索。

在高效捕收劑與黑藥相同用量情況下，銀回收率分別提高16.15%和10.85%。

4? ?結(jié)論

1）通過多次在某廠鋅II系統(tǒng)銀浮選組織華麒新型藥劑工業(yè)對比試驗表明，使用鼓風(fēng)式浮選機(jī)，在原料含銀品位下降幅度較大情況下，單獨(dú)處理鋅浸出渣時，采用的XQ101-4和XQ102的藥量比為5.0∶1時，XQ102單耗為1.35 kg/kg時是最經(jīng)濟(jì)用量，該精礦產(chǎn)出率比用黑藥的降低1.39%，銀浮選回收率達(dá)到69.51%，比用黑藥可以提高8.25%，各項指標(biāo)均優(yōu)于完全用黑藥的水平。

2）該廠原礦來源復(fù)雜，銀品位和構(gòu)成變化波動較大，可浮選性能不穩(wěn)定。與黑藥相比，新型藥劑對回收氧化銀更有優(yōu)勢，更應(yīng)取得有更好的尾礦指標(biāo)。

3）在該廠新基地鋅浸出渣進(jìn)行銀浮選試驗表明，采用漿洗、中和工藝處理后的原礦采用華麒新組合藥劑，在兩種新藥劑XQ101-4與XQ102的最佳比例為 5.0∶1，XQ102最經(jīng)濟(jì)用量為每噸原礦使用100 g，在比重1.60 g/cm3、pH值為4.5～5.0以及粗選溫度50～60 ℃的情況下，銀回收率可以達(dá)到85.9%。按生產(chǎn)實(shí)際用量對比，銀回收率比黑藥（用量在200 g/t時）提高9.87%，具有良好推廣應(yīng)用價值和前景。試驗證明，在該廠新基地采用華麒新藥比使用丁銨黑藥浮選以及之前的鋅Ⅰ、Ⅱ系統(tǒng)相比，銀回收率提高了近10%。

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收稿日期：2023-02-01

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（61860206014）

作者簡介：谷衛(wèi)勝（1972—），男，高級工程師，主要從事鋅冶煉浸出渣資源化利用的研究工作。