从锌冶炼渣中回收银的试验研究.pdf

第3 3 卷第2 期 2 0 1 3 年0 4 月 矿冶工程 d 田町N GA N DM 瞳T A L I ．I m G I C A LE N G D 疆雹R I N G V 0 1 ．3 3 №2 A p r i l2 0 1 3 从锌冶炼渣中回收银的试验研究① 黄汝杰，谢建宏，刘振辉 西安建筑科技大学材料与矿资学院，陕西西安7 1 0 0 5 5 摘要某锌冶炼渣含高品位银3 6 0g ／t ，银在浸出渣中的形态比较复杂，且绝大部分银被黄钾铁矾包裹，回收困难。根据浸出渣性 质进行了试验研究，最终采用焙烧浸出除铁、焙烧浸出渣浮选富集银，得到的银精矿品位为38 9 9g ／t ，银回收率为8 8 ．0 9 ％，实现了 资源的综合回收。 关键词锌冶炼渣；焙烧酸浸；浮选银；二次资源；综合回收 中图分类号7 I 嘲5 2文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 删．2 0 1 3 ．0 2 ．0 1 3 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 2 0 0 5 2 一0 4 ’ E x p e r i e 埘a lS 觚l y 伽鲫v e rR e c o v e r yf I 伽lH y 山姗e t a l l l 心c a lZ 妇删d u e H U A N GR u - j i e ，X I EJ i 蛐- h o n g ，U UZ h e n h u i 咖旷胍l 栅池删施，删飚o z 嬲，面’勰‰妙矿4 商妣蒯死渤础啊，墨’帆7 1 0 0 6 5 ，航卿撕，傩讹 A b ；t l 麓c t T h es i l v e rc o n t e n ti nah y d r o m e t a U u r g i c a lz i n cr e s i d u ei s3 6 0g ／t ，舳dt I l eo c c u n ．e n c ef o mo fs i l v e rt l l e r e i ni s r e l a t i V e l yc o m p l i c a t e d ，m o s to fw h i c hw e r ec o a t e dw i t hj a r o s i t e ，r e s u l t i n gi nd Ⅲi c u l t yi nt h es i l v e rr e c o v e r y ． B a s e do n t I l e s ec h a r a c t e r i s t i c s ，a I le x p e r i m e n t a l s t u d yw a sc o n d u c t e d ， a n dar o a s t i n g 吨c i dl e a c h i n g 印p r o a c hw 鹊a d 叩t e dt o r e m o v ei r o na n dan o t a t i o np r o c e s sw a si n t r o d u c e dt oe 埘c hs i l v e rf 而mt l l el e a c h i n gr e s i d u e ．T h es i l v e rc o n t e mo fs i l v e r c o n c e n 扛砒ea c h i e V e d38 9 9 ∥t 埘t har e c o v e r yo f8 8 ．0 9 ％，t l l r j o u g hw h i c ht l l e r e s o u r c e sc 龃b ec o m p r e h e n s i v e l y I e c l a i m e d ． K e yw o r d s h y d r o m e t a l l u 蟛c a lz i n cr e s i d u e ；m 鹊t i n ga n da c i dl e a c h i n g ；s i l v e rn o t a t i o n ；s e c o n d a r yI I l i n e r a lr e s o u r c e s ； c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y 大部分冶炼厂都采用湿法浸出- 电解的方法来生 产锌，其浸出渣常含有一定量的银。随着银的价格上 涨，尾矿坝中堆存的浸出渣成了重要的二次资源，特别 是提倡循环经济的今天，对它进行综合回收就显得意 义重大了。由于渣的性质复杂，银的赋存状态多样，回 收方法也颇多，效果各异。近年来，科技人员就银回收 进行了大量的试验研究⋯，但是还存在一系列问题， 如银的回收率太低、银精矿品位不高忙J 、处理成本高 等。如何寻找更合理、更经济、更有效的回收工艺一直 是研究者共同努力的方向。本文对某地高品位、堆存 已久的锌浸出渣进行了单一浮选、水浸一浮选以及硫酸 化焙烧浸出等一系列试验研究旧，最终确定焙烧浸出一 浮选工艺流程效果最佳，银回收率高、精矿品位高。 1 矿石性质 某含银复杂锌冶炼渣化学多元素分析结果见表 1 。原渣x 一射线衍射分析结果见表2 ，银物相分析结果 见表3 。 表l锌冶炼渣化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 1 单位为g ／t 。 由表1 可知，A g 品位3 6 0g ／t ，全铁含量为 2 7 ．0 6 ％。金属矿物含量相对较少，主要可回收有价元 素为银。 表2 原渣一射线衍射分析结果 质量分数 ／％ ①收稿日期2 0 1 2 - l O - 2 7 基金项目西安建筑科技大学学科重点培育计划人才培养专项基金资助项目 x l 2 0 1 2 0 5 作者简介黄汝杰 1 9 6 9 一 ，女，西安户县人，讲师，主要从事矿产资源综合利用的相关教学科研工作。 万方数据 第2 期黄汝杰等从锌冶炼渣焙烧除矾．浮选收银试验研究 由表2 可知，冶炼渣中绝大多数为炼锌除铁工艺 中生成的黄钾铁矾。 裹3 银物相分析结果 从表3 看出，冶炼渣中以硫化银和氧化银为主，其 中硫化银占所有银的“．2 6 ％。 工艺矿物学表明冶炼渣的主要矿物组分为石英、 黄钾铁矾、磁铁矿、赤铁矿、羟钙石、银、铜等。银含量 为3 6 0g ／t 。矿石中银矿物主要为硫化银和氧化银，银 的赋存状态复杂，且大多数银被黄钾铁矾包裹。 2 选矿试验研究 针对本锌冶炼渣的特点，分别进行了单一浮选流 程、水洗．浮选流程、焙烧浸出- 浸渣浮选联合流程试 验。由于该冶炼渣性质复杂，且银矿粒度较细，绝大多 数银被黄钾铁矾所包裹H 】。经试验证明，采用焙烧浸 出．浸渣浮选联合流程指标优于其它流程指标。通过 调整焙烧条件，很好的将黄钾铁矾形成的包裹层去除， 使含银矿物暴露出来，并通过浮选将银富集达到合格 银精矿标准，回收率也较高。 2 ．1 焙烧条件试验 2 ．1 ．1 焙烧酸用量条件试验焙烧中要将一定量的 浓硫酸与冶炼渣混合拌匀 硫酸用量及水用量均为相 对于矿物的质量百分含量 ，使冶炼渣与酸均匀有效 地接触；然后置于炉中保温，使二者充分反应。酸的用 量在焙烧过程中有重要影响，酸用量太少，使得反应不 够完全，而酸用量过多则又会造成资源的浪费，成本的 加大。为此，进行了焙烧酸用量试验。试验流程见图 1 ，试验结果见图2 。 壁堕签堕 图1 焙烧酸用量条件试验流程 零 ＼ 题 喀 。 函 硫酸用量／％ 图2 焙烧酸用■条件试验结果 由图2 可见，随着硫酸用量增加，铁的浸出率都有 不同幅度的提高，在用量为4 0 ％时，增幅较大，其后趋 于平缓，为此选取硫酸的最佳用量为4 0 ％。 2 ．1 ．2 焙烧水用量条件试验焙烧中加入一定量的 酸后，由于酸的用量有限，不能使得冶炼渣与酸均匀混 合，从而不能彻底反应，加入一定量的水，则可以使得 冶炼渣与酸溶液接触充分均匀，从而更好地焙烧。但 是水不能加入过多，加入过多的水，矿呈现粘结状态， 且由于焙烧温度较高，水分蒸发严重，水蒸气与硫酸分 解生成的三氧化硫反应，在炉壁、出口等处生成硫酸， 设备腐蚀严重，为此需进行水用量试验。试验流程见 图l 硫酸用量为4 0 ％，水用量为变量，其余条件不 变 ，试验结果见图3 。 图3 焙烧水用量条件试验结果 由图3 可以得出，加入适量的水分可以提高金属 的浸出率，但是过量的水分使铁的浸出率有所降低，考 虑到对焙烧设备的损伤，选取水用量为5 ％为宜。 2 ．1 ．3 焙烧时间条件试验任何化学反应都存在一 定的反应时间，焙烧时间在试验过程中也是一个重要 的因素。焙烧时间太短，冶炼渣与硫酸反应不够彻底， 而焙烧时间过长，则又有可能使得反应生成物变质，形 成其他物质，同时造成资源的浪费。因此，进行了焙烧 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 时间试验。试验流程见图l 硫酸用量为4 0 ％，焙烧时 间为变量，其余条件不变 ，试验结果见图4 。 焙烧时间／h 图4 焙烧时间条件试验结果 由图4 可以看出，随着焙烧时间增加，铁的浸出率 在焙烧时间2h 时达到最大值，且焙烧时间越长硫酸 的损失越大，对后续的浸出试验越不利，且成本越高。 综合考虑焙烧成本，选取最佳焙烧时间为2h 。 2 ．1 ．4 浸出时间条件试验试验流程见图1 硫酸用 量为4 0 ％，浸出时间为变量，其余条件不变 ，试验结 果见图5 。 浸出时间／h 图5 浸出时间条件试验结果 由图5 可以看出，焙烧酸浸渣中铁的品位在浸出 4h 时取得最小值，即黄钾铁矾的溶解效果最佳。这 是因为焙烧渣加水进行浸出，由于焙烧渣中有残酸 存在，加水搅拌后放热，利用这一热量使溶液保持一定 的温度；浸出3h 时，酸浸不够充分；丽浸出超过4h ， 由于放热有限，溶液逐渐冷去，有部分溶铁因为温度降 低而重新沉淀，使得溶渣中铁品位升高，试验效果变 差。为此，选取最佳浸出时间为4h 。 2 ．1 ．5 焙烧温度条件试验合适的焙烧温度条件，对 焙烧结果有着重要的影响。浓硫酸的分解温度为3 2 0 ℃，为此，焙烧温度不得超过3 2 0 ℃。而焙烧温度过低 不能加快冶炼渣与酸反应，为此，需要确定一个适宜的 焙烧温度。试验流程见图l 硫酸用量为4 0 ％，焙烧温 度为变量，其余条件不变 ，试验结果见图6 。 基 ＼ 迥 喀 函 焙烧温度／℃ 图6 焙烧温度条件试验结果 由图6 可以得出，在焙烧温度为2 4 0 ℃时，铁的浸 出率最高，且铜、锌的浸出率也较高，考虑到硫酸随温 度升高，分解也加剧，选取最佳焙烧温度为2 4 0 ℃。 2 ．2 焙烧酸浸渣浮选试验 通过焙烧酸浸条件试验可以得出最佳除铁条件。 通过酸浸可以去除黄钾铁矾包裹层，从而使得含银矿 物裸露出来，但是由于酸浸后银品位在l4 0 0g ／t 左 右，达不到银精矿产品的标准，为此需进行酸浸渣再富 集试验。 浮选是目前最常用的选矿方法之一，其主要原理 是利用矿物表面物理化学性质的差异使矿石中一种或 一组矿物有选择性地附着于气泡上，升浮至矿液面，从 而将有用矿物与脉石矿物分离。在浮选过程中要添加 各种浮选药剂，增加有用矿物与脉石矿物之间表面物 理化学性质的差异。 2 ．2 ．1 浮选探索试验通过焙烧浸出试验可知，焙烧 条件对后续渣处理影响最大的因素即为硫酸用量，在 取得最佳焙烧条件下，选取酸用量的焙烧浸出条件的 渣进行了浮选探索试验。试验流程见图7 ，试验结果 见图8 。 药剂单位鲈 l ∞0 l 咖 l 咖 l 咖 铵黑药2 0 0 2 ∞ l ∞ 银精矿尾矿 圈7 浮选探索试验流程 万方数据 第2 期 黄汝杰等从锌冶炼渣焙烧除矾一浮选收银试验研究 乒 弋 3 趔 喀 ∞ 硫酸用量／％ 图8 浮选探索试验结果 浮选探索试验实际为焙烧酸用量条件浮选试验， 由试验结果可以看出，随着酸用量增加，银精矿品位也 越来越高，在酸用量为4 0 ％时，银精矿品位达到30 0 0 g ／t 以上。但是酸用量超过4 0 ％后，银回收率有所下 降，且尾矿中银品位增幅很大。 2 ．2 ．2 捕收剂用量试验通过试验结果可知。整个浮 选试验的银精矿中银的回收率都较低，考虑到浸渣中银 品位已达到10 0 0g ／t ，为此进行了捕收剂用量试验。 我国选厂常用的捕收剂有乙黄药、丁黄药、丁铵黑 药“ 1 等，起泡剂多用2 ’油。多种捕收剂混合使用往往 能提高浮选指标 协同效应 。黄药类捕收剂性能强， 而黑药类捕收剂选择性好，并有起泡性能，因此，根据 该矿石的特点，为提高银的回收指标，采用黄药和黑药 混合使用富集银。选择适用的调整剂来提高产品质量 和回收率。试验流程见图7 丁基黄药 丁铵黑药用 量为变量，其余条件不变 ，试验结果见图9 。 捕收剂用量／ g f ‘ 图9 捕收剂用■试验结果 由图9 可以得出，随着捕收剂用量增加，银精矿品 位依次增加，回收率也逐渐递增，在捕收剂用量为7 0 0 7 0 0g ／t 后，银回收率趋于平缓，银精矿品位也变化较 小。为此选取捕收剂最佳用量为7 0 0 7 0 0 ∥t 。 2 ．2 ．3 闭路试验在探索性试验、条件试验的基础上 完成了综合条件开路试验，继而进行了工艺流程闭路 试验。试验流程见图1 0 ，试验结果见表4 。 墼药剂单位舭 s 曲} 鬻钠勰 3m i I l 术戊基黄药 丁铵黑药7 0 叶7 ∞ 3 m i l I 木2 。油 l 帅 鬻钠潞s 蒜。i oN 如s 的，翮o ’r 一⋯⋯。 戊基黄药 豫慧} 3 血蜘o 5 0 0 ’r 一‘j m m 2 。油 木j n 血 IS m i I I I 银精矿 六偏磷酸钠5 0 0 ；N a s 湖 N 如S i o I 姗 戊基黄药 丁铵黑药3 帅 枷 2 ’油 l ∞ 尾矿 图l O 闭路试验流程 表4 闭路试验结果 闭路试验获得的银精矿品位为38 9 9g ／t ，回收率 为8 8 ．0 9 ％，且尾矿品位为2 6 3 ∥t ，银得到了很好的回 收，试验结果理想。 3 结语 1 银在浸出渣中的形态比较复杂，但大部分为硫 化银和自然银，且银被黄钾铁矾包裹严重，常规选矿工 艺难以将其富集，为此进行了焙烧浸出除铁试验，将 8 0 ％以上的铁溶解，使得银裸露出来，便于回收。 2 采用焙烧浸出除铁、浮选富集银工艺流程，获 得的银精矿品位为38 9 9g ／t ，银回收率为8 8 ．0 9 ％，成 功解决了锌冶炼渣中银的回收率、银精矿品位低的 问题。 参考文献 [ 1 ] 陈卫华，邹学付．浅谈湿法炼锌浸出渣的综合回收[ J ] ．金属矿 山，2 0 0 6 1 9 8 一1 0 0 ． [ 2 ]程永彪，文书明，吴文丽．浸出渣银浮选工艺试验研究[ J ] ．云南 冶金，2 0 l O 1 0 1 2 2 l ， [ 3 ]黄礼煌．金银提取技术[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 3 ． [ 4 ]王顺才，张豫．热酸浸出黄钾铁矾工艺的生产实践[ J ] ．有色 冶炼，2 0 0 1 4 1 9 2 2 ． [ 5 ]张泾生．现代选矿技术手册 第二册浮选与化学选矿 [ M ] ．北 京冶金工、l k 出版社，2 0 1 1 ． 伽彻姗姗姗|奏|喜姗枷姗 ≮ 一一一蛐 万方数据