快速浮選提高鋅渣中銀回收率的試驗(yàn)研究

黃萬撫， 王金敏， 文金磊， 張宏廷

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州341000；2.湖南有色金屬研究院，長(zhǎng)沙410015）

快速浮選提高鋅渣中銀回收率的試驗(yàn)研究

黃萬撫1， 王金敏1， 文金磊2， 張宏廷1

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州341000；2.湖南有色金屬研究院，長(zhǎng)沙410015）

針對(duì)某鋅冶煉廠高溫高酸工藝得到的難選鋅渣，進(jìn)行物質(zhì)組成及銀賦存狀態(tài)和組合捕收劑及調(diào)整劑對(duì)銀浮選指標(biāo)影響的研究.試驗(yàn)結(jié)果表明，在丁胺黑藥+乙硫氮按2∶1配比800 g/t，六偏磷酸鈉600 g/t，硫化鈉800 g/t的最佳藥劑制度下，開路工藝流程經(jīng)優(yōu)化后可獲得銀品位為2 301 g/t、回收率為57.29%的綜合銀精礦，比未優(yōu)化開路工藝流程獲得的銀精礦回收率（40.05%）提高17.24%.采用“快速浮選，一粗二精二掃”的工藝進(jìn)行閉路試驗(yàn)，可獲得銀品位3 087 g/t、回收率5.67%的銀精礦1，銀品位2 186 g/t、回收率61.23%的銀精礦2，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銀的回收.

高溫高酸鋅渣；銀賦存狀態(tài)；快速浮選；組合捕收劑

目前，煉鋅工藝主要有火法工藝和濕法工藝，采用濕法工藝生產(chǎn)的電鋅產(chǎn)量約占總鋅產(chǎn)量的80%[1]，這必然會(huì)產(chǎn)出大量的濕法浸出鋅渣，且渣中一般含100～600 g/t銀[2].濕法煉鋅工藝主要有常規(guī)浸出法工藝、高溫高酸浸出工藝、直接浸出工藝等[3].

回收濕法浸出鋅渣中的銀主要有浮選法、浸出法、選冶結(jié)合工藝[4-6]等.許多礦業(yè)工作者[7-11]針對(duì)常規(guī)濕法浸出鋅渣中銀的回收進(jìn)行了理論及工藝的研究，結(jié)果表明，常規(guī)法浸出鋅渣中大約80%的銀以硫化物或單體形態(tài)存在，且90%以上的銀分布在≤0.0 74 mm可浮選粒級(jí)范圍內(nèi)，因此可采用直接浮選法或預(yù)處理后再浮選的方法回收浸出鋅冶煉渣中的銀.目前，國(guó)內(nèi)國(guó)外已有很多廠家采用浮選工藝來回收鋅浸出渣中的銀[12-14]，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益.

然而，對(duì)高溫高酸鋅冶煉工藝產(chǎn)生的鋅渣（又稱高溫高酸鋅渣）中的銀，則一直沒有有效回收[15].通過MLA礦物自動(dòng)檢測(cè)儀器詳細(xì)地研究了高溫高酸鋅渣的物質(zhì)組成和銀賦存狀態(tài)，提出了快速浮選提高高溫高酸鋅渣中銀的回收率的回收工藝，實(shí)現(xiàn)了銀回收.

1 浸渣物質(zhì)組成

試樣為某鋅冶煉公司的高溫高酸鋅渣.該鋅浸出渣組成較為復(fù)雜，既有原生礦物，也有冶煉中形成的次生物質(zhì).通過MLA礦物自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備測(cè)得高溫高酸鋅渣的礦物組成如表1所示.

表1 鋅渣物質(zhì)組成Table 1 Material composition of zinc leach residue

由表1可知，試樣中主要物質(zhì)為水鐵礬、含鋅氧化鐵、硅膠.銀物相分析結(jié)果如表2所示.

表2 銀物相分析結(jié)果Table 2 Phase analysis of silver

由表2可知，高溫高酸鋅渣中銀礦物主要是螺狀硫化銀、氯角銀礦.高溫高酸鋅渣中銀主要與錳礦物、閃鋅礦、銅礦物膠結(jié)在一起.氯角銀礦主要與錳礦物共生（見圖1），螺狀硫化銀則呈細(xì)粒狀零星分布于水鐵礬和硅膠的混合物（見圖2）、含鋅氧化鐵（見圖3）等物質(zhì)中.

圖1 BSE圖像樣品中氯角銀礦（Chlorargyrite）包含于硬錳礦（Psilomelane）中Fig.1 BSE image sample shows that chlorargyrite is included in psilomelane

圖2 BSE圖像樣品中細(xì)粒螺狀硫銀礦（Acanthite）分布于水鐵礬（FeSO）和硅膠（SiO2）集合體中Fig.2 BSE image sample shows that acanthite is included in the aggregate of FeSO and SiO2

圖3 BSE圖像樣品中細(xì)粒螺狀硫銀礦（Acanthite）.零星分布于含鋅氧化鐵（ZnFeO）中Fig.3 BSE image sample shows that acanthite is included in ZnFeO

2 試驗(yàn)研究

由高溫高酸鋅渣的物質(zhì)組成及銀賦存狀態(tài)研究可知，該渣中的銀主要為氯角銀礦、螺狀硫化銀.氯化銀、螺狀硫化銀、硫銅銀礦（共占69.44%）屬于易浮礦物[16]，而存在于銅礦物及閃鋅礦表面的微細(xì)粒銀可隨銅礦物和閃鋅礦一起上浮，而存在于含鋅氧化鐵、硅膠等氧化礦或是硅酸鹽礦中的銀是無法回收的.

綜合以上因素，試驗(yàn)進(jìn)行了分散劑六偏磷酸鈉、水玻璃，活化劑硫化鈉、硫脲，捕收劑丁胺黑藥、乙硫氮、丁基黃藥等對(duì)鋅渣中銀浮選影響的研究，試驗(yàn)流程見圖4.

圖4 單因素條件試驗(yàn)流程圖Fig.4 Test flow chart of univariate condition

2.1 銀粗選試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

該鋅渣礦樣為結(jié)塊泥狀，其自然粒度比較細(xì)，但由于堆放風(fēng)干，浸出渣凝結(jié)成塊狀，故需要進(jìn)行磨礦.據(jù)鋅渣中銀礦物性質(zhì)，按照?qǐng)D4試驗(yàn)流程，以磨礦產(chǎn)品中≤0.037 mm含量來考察磨礦細(xì)度對(duì)銀浮選指標(biāo)影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5.

圖5 磨礦細(xì)度對(duì)銀浮選指標(biāo)的影響Fig.5 Effect of grinding fineness affect on silver flotation

由圖5可知，隨磨礦細(xì)度增加，精礦銀品位下降，回收率升高.磨礦細(xì)度在≤0.037 mm占75%時(shí)，精礦銀品位最高.當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)≤0.037 mm占90%以上時(shí)，精礦銀品位急劇下降，原因是渣塊過粉碎導(dǎo)致礦漿泥化嚴(yán)重，泡沫夾帶大量細(xì)泥使得精礦銀品位急劇下降.最終，磨礦細(xì)度定為≤0.037 mm占90%.

2.1.2 酸堿度條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度≤0.037 mm占90%，按圖4試驗(yàn)流程，采用硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH，考察不同pH值對(duì)銀浮選指標(biāo)影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖6.

圖6 礦漿pH值對(duì)銀浮選試驗(yàn)的影響Fig.6 Effect of pH value of pulp affect on silver flotation

由圖6可知，隨pH升高，銀精礦品位有所下降，回收率略有提高.為了有效回收鋅渣中銀，要盡量提高粗選作業(yè)銀回收率.故確定鋅渣選銀pH值為5.0.

2.1.3 捕收劑條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度≤0.037 mm占90%、礦漿pH值為5，按圖4試驗(yàn)流程，進(jìn)行捕收劑種類、用量和組合配比試驗(yàn).

1）捕收劑種類試驗(yàn).固定捕收劑用量800 g/t（組合按1∶1的配比），分別考察了丁銨黑藥、丁基黃藥、乙硫氮及組合藥劑對(duì)銀浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示.

由表3可知，丁基黃藥和丁銨黑藥獲得了較高銀品位，說明它們對(duì)銀具有良好的選擇性.乙硫氮獲得的銀回收率高，但精礦銀品位偏低，表明其捕收能力強(qiáng).考慮到溶液中Zn2+濃度很高，文獻(xiàn)[17]表明，乙硫氮可一定程度地抑制Zn2+對(duì)銀浮選的不利影響.故確定丁銨黑藥+乙硫氮組合為選銀的捕收劑.

2）捕收劑配比試驗(yàn).固定捕收劑（乙硫氮+丁胺黑藥）用量800 g/t，考察了不同捕收劑配比對(duì)銀浮選指標(biāo)影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖7.

表3 捕收劑種類對(duì)銀浮選的影響Table 3 Effect of collector on silver flotation

圖7 捕收劑配比對(duì)銀浮選試驗(yàn)的影響Fig.7 Effect of collector ratio on silver flotation

由圖7可知，隨丁胺黑藥用量增加，銀精礦品位增加，但回收率卻明顯下降，這可能是丁胺黑藥對(duì)銀的具較高選擇性.確定捕收劑配比為2∶1.

2.1.4 調(diào)整劑試驗(yàn)

由鋅渣物質(zhì)組成及銀賦存狀態(tài)研究可知，高溫高酸鋅渣自然粒度細(xì)，經(jīng)磨礦后，礦漿中≤0.037 mm占90%，且部分銀礦物也比較微細(xì)呈零星分布在一些被氧化了的銅礦物、閃鋅礦中，因此，按圖4試驗(yàn)流程分別考察了分散劑六偏磷酸鈉、活化劑硫化鈉對(duì)浸出渣中銀浮選指標(biāo)的影響.

1）六偏磷酸鈉用量.試驗(yàn)固定硫化鈉用量400 g/t，考察了六偏磷酸鈉用量對(duì)銀浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖8.

圖8 六偏磷酸鈉用量對(duì)銀浮選的影響Fig.8 Effect of amount of（NaO3P3）6on silver flotation

由圖8可知，隨六偏磷酸鈉用量增加，精礦銀品位變化不大，回收率先增大后略有減小，六偏磷酸鈉用量600 g/t時(shí)，精礦銀回收率達(dá)60%，再增加六偏磷酸鈉用量精礦銀回收率略降低.確定六偏磷酸鈉用量600 g/t.

2）硫化鈉用量試驗(yàn).固定六偏磷酸鈉用量600 g/t，考察硫化鈉用量對(duì)銀浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖9.

圖9 硫化鈉用量對(duì)銀浮選指標(biāo)影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Effect of amount of Na2S on silver flotation

由圖9可知，隨硫化鈉用量增加，精礦銀品位和回收率先增加后減少，當(dāng)硫化鈉用量在800 g/t時(shí)銀浮選指標(biāo)最佳，此時(shí)精礦銀品位為1 160 g/t，回收率為63.15%.

2.2 開路試驗(yàn)及工藝優(yōu)化

2.2.1 開路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用“一粗二精二掃”工藝進(jìn)行了開路試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果如表4所示.

由表4可知，經(jīng)過二次精選獲得精礦含銀3 151 g/t，回收率40.05%.在中礦1和中礦3中有25%左右的銀，精礦銀指標(biāo)不是很理想，且大量銀集中于中礦.

表4 開路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Open circuit test results

2.2.2 工藝流程優(yōu)化試驗(yàn)

在實(shí)際浮選過程中發(fā)現(xiàn)部分銀礦物極易上浮，浮選開始時(shí)泡沫產(chǎn)品較好，故在粗選前增加快速浮選，將這部分易浮的銀礦物先浮出，再將掃選一的中礦和粗選的精礦集中，補(bǔ)加捕收劑（乙硫氮+丁胺黑藥=2∶1）進(jìn)行精選，從而進(jìn)一步將中礦中的銀礦物回收，優(yōu)化后的開路試驗(yàn)流程見圖10.試驗(yàn)結(jié)果如表4所示.

圖10 優(yōu)化后開路試驗(yàn)流程圖Fig.10 Optimized open circuit test flow chart

由表4結(jié)果可知，優(yōu)化后開路試驗(yàn)可獲得銀品位2 301 g/t，回收率57.29%的綜合銀精礦（銀精礦1+銀精礦2），比未優(yōu)化的開路試驗(yàn)獲得的精礦銀回收率提高17.24%，為之后的閉路試驗(yàn)打下良好基礎(chǔ).

2.3 閉路試驗(yàn)

在開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路試驗(yàn).試驗(yàn)流程見圖11，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示.

由表5閉路試驗(yàn)結(jié)果可知，采用“快速浮選，一粗二精二掃”浮選工藝回收高溫高酸浸出鋅渣中的銀，可獲得含銀3 087 g/t，回收率5.67%的銀精礦1；含銀2 186 g/t，回收率61.23%的銀精礦2.綜合銀精礦的銀品位2 242 g/t，回收率為66.9%.

圖11 閉路試驗(yàn)流程圖Fig.11 Experiment flow sheet of closed circuit

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Experiment results of closed circuit

3 結(jié) 論

1）高溫高酸鋅渣物質(zhì)組成復(fù)雜，其中主要物質(zhì)為水鐵礬、含鋅氧化鐵、硅膠等，銀礦物主要是氯角銀礦和螺狀硫化銀礦，銀礦物主要與錳礦物、閃鋅礦、銅礦物有關(guān).

2）開路優(yōu)化試驗(yàn)表明，增加快速浮選工藝及掃選一中礦合并于粗選精礦并補(bǔ)加藥劑，獲得了更高的精礦銀綜合回收率.

3）在分散劑六偏磷酸鈉，活化劑硫化鈉，丁胺黑藥+乙硫氮組合用藥的藥劑制度下，采用“一快速浮選、一粗二精二掃”工藝的閉路試驗(yàn)，可獲得含銀3 087 g/t、回收率5.67%的銀精礦1，含銀2 186 g/t、回收率61.23%的銀精礦2.

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Increasing silver recovery from zinc leach residue by fast flotation

HUANG Wanfu1,WANG Jinmin1,WEN Jinlei2,ZHANG Hongting1
（1.School of Resource and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000，China; 2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha 410015，China）

To handle the refractory zinc leach residue out of the high-temperature and high-acid leaching zinc process,the effects of material composition,silver occurrence,the combination collectors and modifiers on the flotation indexes of silver are studied in this paper.The results showe that under the optimal pharmacy system of ammonium dibutyl dithiophosphate and B sulfur nitrogen（2:1）as assemble collector 800 g/t,（NaO3P）6600 g/ t,Na2S 800g/t,the silver concentrate can be get after open process optimized whose grade is 2 301 g/t with the recovery rate of 57.29%.The recovery increases by 17.24%compared to the unoptimized open circuit test（40.05%）.Silver concentrate whose silver grade is 3 087 g/t,recovery rate 5.67%,and the other silver concentrate whose silver grade is 2 186 g/t,recovery rate 61.23%are achieved by the closed circuit process.

high temperature and high zinc leach residue;silver occurrence;fast flotation;assemble collector

TD952.3

A

1674-9669（2015）05-0085-06

10.13264/j.cnki.ysjskx.2015.05.016

2015－04－15

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAB10B03）

黃萬撫（1962- ），男，教授，博導(dǎo)，主要從事液膜分離、礦物加工和廢水處理技術(shù)的研究，E-mail：sim2008@sina.com.