銀精礦全濕法處理富集貴金屬的研究應用

王 軍， 譚永仁， 劉傳澤

(1.陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726000； 2.廣西南丹吉朗銦業(yè)有限公司， 廣西 南丹 547200；3.湖南永興鵬洋銀鉛有限公司， 湖南 郴州 423300)

近年來，由于鋅精礦原料含雜高，鋅主品位及有價金屬、貴金屬含量偏低(含Ag 10～30 g/t)，致使浮選原料焙砂酸浸渣含Ag也偏低(60～130 g/t)。同時為保證浮選Ag回收率，適當增加了銀精礦產(chǎn)量，使銀精礦品位偏低(1.5～2.5 kg/t)，導致銀精礦后續(xù)富集處理成本偏高，外售計價也較低。同時大量銀精礦庫存積壓，占用場地及資金。2015年之前，鋅冶煉酸浸渣浮選所得銀精礦銀品位可達3.0 kg/t以上。2013年初，某鋅冶煉公司貴金屬綜合回收工序?qū)Ω∵x銀精礦采用自主研發(fā)的濕法硫脲提銀工藝[1]進行工業(yè)生產(chǎn)應用，三年來產(chǎn)出商品銀錠23 t，黃金40 kg。2017年5月對該工藝改進后再進行生產(chǎn)投運。一年半來，產(chǎn)出商品銀錠10 t，黃金15 kg。

2016年以來，某廠濕法煉鋅的浸出渣經(jīng)浮選所得的銀精礦的成分見表1。

表1 浮選所得銀精礦成分 %

在未經(jīng)預處理前，直接進行酸性硫脲浸出，其中的賤金屬Cu、Fe、Zn 等不同程度被浸出，其絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)(PK)由大到小依次為Au>Cu>Ag>Fe>Zn[2]。直接進行浸出，不但增加硫脲消耗，也使鋅粉置換所得的銅銀綿含銅較高，后續(xù)除雜(Cu、Zn)工序難度加大需多次氧化酸浸。同時，Zn、Fe離子不斷富集升高，溶液黏度增大，造成飽和結(jié)晶、堵塞管道，使置換后液循環(huán)利用周期變短，部分自然冷卻含硫脲后液外排頻次升高，對鋅系統(tǒng)造成潛在影響。

1 銀精礦的全濕法處理及工藝原理

銀精礦的預處理，有火法和濕法兩種工藝。

火法工藝：添加配料硫磺進行沸騰焙燒、球磨，然后進行酸浸預處理，將貴金屬與賤金屬分離，含貴金屬的預浸渣得到富集，預浸渣進行硫脲提銀富集貴金屬。如廣西某廠采用此法，因有閑置的小焙燒爐，火法集中處理經(jīng)濟可行。如另建小爐焙燒，估算增加投資400元/t礦，折16萬元/t銀，不環(huán)保也不經(jīng)濟。

濕法工藝：即常壓氧化中酸浸出預處理(常壓有氧酸浸)，將大部分易浸出的Fe、Cu、Zn等賤金屬氧化浸出進入溶液而分離，使銀精礦所含的Fe、Cu、Zn等賤金屬含量降低，貴金屬品位升高，從而有利于采用硫脲提銀工藝生產(chǎn)。輔材硫脲用量可降低1/3左右，成本降低、效益提高，成為具有競爭力的濕法處理工藝。

銀精礦預處理(常壓有氧酸浸)工藝原理見反應式(1)～(3)。

(1)

(2)

(3)

硫脲提銀工藝原理見反應式(4)～(7)。

(4)

(5)

(6)

(7)

2 試驗研究

2.1 實驗儀器、試劑及試驗條件

實驗儀器：數(shù)字電子稱，電加熱板，可調(diào)速攪拌裝置，溫度計，抽濾器，3.0～5.0 L燒杯等。

試劑：硫脲、硫酸、雙氧水等。

試驗條件：常壓酸浸溫度75～85 ℃，中速攪拌，終酸20～40 g/L，反應時間3～4 h，硫脲浸出溫度75～85 ℃，中速攪拌，過程pH 2.0～3.0，反應時間3.5～4 h，硫脲濃度～30 g/L，雙氧水加入量15 mL/次，加3～4次，液固比(體積比)均為(4～6)∶1。

2.2 酸浸試驗數(shù)據(jù)對比及結(jié)論

酸浸試驗結(jié)果見表2、表3。

由表2可知，酸浸相比于酸洗(終點pH 3.0)，F(xiàn)e和Cu浸出率有較大提升，Zn浸出率也有部分提升。這樣可使銀精礦中的賤金屬更多地氧化浸出進入溶液而與貴金屬分離，投料量可降低約30%(預浸渣比銀精礦產(chǎn)率降低30%)，如生產(chǎn)中鼓入壓縮風(有氧酸浸)，ZnS的浸出更易進行。循環(huán)液是指將第一次酸浸液返回作為新投礦的浸出液，適當補酸調(diào)整循環(huán)利用。如此可降低酸浸液外排量，提高賤金屬Cu、Fe、Zn的濃度，有利于系統(tǒng)回收利用(為銅渣脫氯補充銅離子)。

表2 銀精礦酸洗液與酸浸液成分對比 g/L

表3 銀精礦與預浸渣成分對比 %

由表3可知，預浸渣比銀精礦含銅更低，同時貴金屬Ag品位提升接近50%，其他元素雖變化不大，但預浸后物料比原投礦重量降低30%左右。

銀精礦的預浸處理，具有較好的富集作用，同時可將銅鐵含量降低，為下一步硫脲提銀做好準備。該工藝既可保障降低硫脲用量，又可提高貴金屬參與反應的品位。

2.3 硫脲浸出試驗結(jié)果

硫脲浸出試驗結(jié)果見表4、表5。

從表4、表5可知，銀精礦與預浸渣硫脲浸出的一浸渣，含F(xiàn)e、Cu、Ag的質(zhì)量百分比相差較大，可看出預浸料具有優(yōu)勢。同時硫脲浸出液含貴、賤金屬濃度也相差較大，特別是銅、銀，這為下一步鋅粉置換得到質(zhì)量更優(yōu)的銅銀綿提供了保障，因此增加銀精礦酸浸預處理十分必要。

表4 銀精礦與預浸渣硫脲浸出渣結(jié)果對比 %

表5 銀精礦與預浸渣硫脲浸出液成分對比 g/L

3 生產(chǎn)流程及應用效果

在原有的生產(chǎn)流程上優(yōu)化，并進行了一個月的中試生產(chǎn)，效果令人滿意，回收率高且生產(chǎn)成本大幅降低，主、輔材硫脲用量降低近一半，生產(chǎn)成本也下降一半[1]。

3.1 優(yōu)化后的工藝流程圖

優(yōu)化后的工藝流程見圖1、圖2。

3.2 中試過程及結(jié)果

中試條件同試驗條件。

常壓鼓風酸浸在20 m3不銹鋼反應罐內(nèi)進行，貴金屬回收率大于98%，預浸結(jié)果見表5。

硫脲提銀均在3個1 m3的反應缶內(nèi)進行。銀浸出率為97%，置換率大于99%，總回收率為94%～96%，輔材硫脲消耗為45 kg/kg銀。

圖1 常壓鼓風酸浸流程圖

圖2 硫脲提銀工藝流程圖

表5 中試銀精礦與預浸渣成分對比 %

4 結(jié)論

對鋅焙砂常規(guī)浸出渣浮選所產(chǎn)出的銀精礦，可用全濕法處理富集貴金屬，即先將銀精礦進行常壓鼓風酸浸，渣漿化水洗用于硫脲提銀生產(chǎn)高品位的銅銀綿，該法貴金屬富集效果良好。預浸液循環(huán)幾次后，含鋅、銅、鐵達到一定濃度，可用于銅渣脫氯中補充銅離子，節(jié)約鮮銅渣的用量。硫脲提銀產(chǎn)生的二次外排渣，作為鋅精礦配料入爐，回收其中的鋅、硫等，使得全部有價元素得到循環(huán)利用，硫脲提銀置換后液也循環(huán)利用。該法處理銀精礦既簡單易行又經(jīng)濟環(huán)保，可進行推廣應用。