锌浸出渣中浮选回收银的试验研究.pdf

第3 5 卷第6 期 2 0 1 5 年1 2 月 矿冶 工 程 M 田岫N GA N DM 町A L L U R G I C A LE N G 姗E R D i G V 0 1 ．3 5 卜b 6 D e c e m b e r2 0 1 5 锌浸出渣中浮选回收银的试验研究① 张二星，焦芬，覃文庆，甘晓文，薛凯 中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要对湖南某湿法炼锌厂含银3 2 5g ／t 的锌浸出渣进行了浮选回收银试验研究。为了消除锌离子对含银矿物浮选的不利影响， 采用二次造浆工艺，以丁铵黑药为捕收剂，同时利用乳化煤油的聚团作用增强对细粒级银的回收，通过一粗一精二扫浮选工艺，最 终获得银品位为24 7 6 ．5 0g ／t 、回收率8 0 ．0 6 ％的银精矿，实现了锌浸出渣中银的回收利用。 关键词聚团浮选；锌浸出渣；银精矿 中图分类号T D 9 2 3文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／汹s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 5 ．0 6 ．0 1 6 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 5 0 6 0 0 6 4 一0 4 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nR e c o V e r i n gS n V e r f r o mZ i n cL e a c l l i n gI k s i d u eb yF l o t a t i o n Z H A N GE r - x i n g ，J I A OF e n ，Q I NW e n q i n g ，G A Nx i a D w e n ，x U EK a i ．s c 砌o Z 矿施聊r n bP r 0 棚s 垤。趔日汤e 喈i 眦 昭，c e 眦r 口Z 勘“琥跏眈r s 渺，傩o ，炉 口4 1 0 0 8 3 ，肌M n ，蕊i 凡Ⅱ A b s t r a c t n o t a t i o nt e s t sw e r ec o n d u c t e dt or e c o v e rs i l v e rf 而mz i n cl e a c h i n gr e s i d u ec o n t a i n i n g3 2 5g ／to fs i l v e rf r o ma z i n ch y d m m e t a l l u r g yf a c t o r yi nH u n a nP r o V i n c e ．A no r ew a s h i n ga n dp u I pr e m i x i n gp r o c e s sw a si n t m d u c e dt oe l i m i n a t e t h ea d v e r s ee H ’e c to fz i n ci o n so nn o t a t i o no fs i l V e 卜b e d n gm i n e r a l s ．A Ⅱo w s h e e tc o m p r i s i n go fo n es t a g eo fr o u g h i n g ，o n e s t a g eo fc l e a n i n ga n dt w os t a g e so fs c a v e n g i n gw i t h 锄m o n i u md i b u t y ld i t h i op h o s p h a t ea st h ec o l l e c t o rw a sa d o p t e d ， t o g e t l l e rw i t ht } l ea g g l o m e r a t i o ne ￡f b c to fe m u l s i 6 e dk e m s e n e t oe n h a n c et h er e c o V e r yo ff i n es i I V e rm i n e r a l s ，r e s u l t i n gi n as i l V e rc o n c e n t r a t ew i t hs i l V e rc o n t e n ta n dr e c o V e r yo f24 7 6 ．5 0g ／ta n d8 0 ．0 6 ％，r e s p e c t i V e l y ，r e c l a i m e df 而mt h i sz i n c 1 e a c h i n gr e s i d u e ． K e yw O r d s a g g l o m e r a t i o nn o t a t i o n ；z i n cl e a c h i n gr e s i d u e ；s i l v e rc o n c e n t r a t e s 目前，湿法炼锌是生产锌的主要方法，通常采用焙 烧．浸出．电积工艺J ，其浸出渣中常含有一定量的银， 用浮选方法回收这部分银能增加锌冶炼企业效益，同 时对资源综合回收利用意义重大‘4 。。国内一些湿法 炼锌企业采用常规浮选方法回收锌浸出渣中的银，由 于浸出渣性质特殊，加之锌浸出与电积工艺对浮选条 件要求较高，银浮选指标一直不理想。本文采用洗矿 工艺，使用煤油聚团浮选的方法回收湖南某湿法炼锌 厂产出的浸出渣中的银，获得了良好的指标。 1 渣样性质 试样取自湖南某湿法炼锌厂低温常规浸出工段。 对试验所用锌浸出渣进行了化学多元素分析、银物相 分析，结果分别见表l 和表2 。 表1 渣样多元素分析结果【质量分数 ／％ 名称含量／ g t - 1 占有率／％ ①收稿日期2 0 1 5 0 6 1 4 作者简介张二星 1 9 8 9 一 ，男，陕西延安人，硕士研究生，主要研究方向为矿物加工工程。 通讯作者焦芬 1 9 8 3 一 ，女，山西运城人，讲师，博士，主要研究方向为矿物加工工程。 万方数据 第6 期 张二星等锌浸出渣中浮选回收银的试验研究 由分析结果可知，该浸出渣中含银3 2 5g ／t 左右，银 主要以自然银和硫化银形态存在，二者所含银占总银的 7 1 ．5 2 ％，属于易浮选矿物。为了进一步了解试验渣样中 银的粒度组成，对渣样进行了筛析分析，结果见表3 。 表3 粒度分析结果 由表3 可以看出，该锌浸出渣中银嵌布粒度很细， 同时该浸出渣具有很好的水溶性，主要是可溶性硫酸 盐。分析水溶物中锌离子含量为4 2g ／L ，锌离子对银 矿物及银矿物- 捕收剂浮选体系腐蚀电化学影响的腐 蚀极化图“ 1 表明，自然银电极的腐蚀电流受锌离子浓 度的影响，并随锌离子浓度增加，银的腐蚀电流下降。 从浮选意义上来说，锌离子浓度增加会导致捕收剂对 银的捕收能力下降。因此，锌离子浓度对浸出渣中银 的浮选至关重要。 2 浮选试验结果与讨论 试验回收的矿物主要为自然银和硫化银，故选择 丁铵黑药作捕收剂，六偏磷酸钠作分散剂，M I B C 为起 泡剂，采用图l 所示浮选流程进行试验。 精矿 图1 浮选试验流程 尾矿 2 ．1 磨矿细度试验 由于长期堆存，渣样出现结块现象，银嵌布粒度很 细，为了使银矿物达到有效的单体解离，采用x F D Ⅲ 1 ．5L 型单槽浮选机，固定六偏磷酸钠用量1 0 0g ／t ， 丁铵黑药用量4 5 0g ／t ，M I B c 用量2 0g ／t ，考察了磨矿 细度对浮选指标的影响，结果见表4 。 表4 磨矿细度对浮选指标的影响 由试验结果可以看出，适度的磨矿对银浮选指标 有所改善，银回收率有较大提升。磨矿5m i n 后粒度 筛析结果显示银在一0 ．0 4 1m m 粒级中的分布率达 9 8 。6 ％，较不磨矿时的8 8 ．4 ％增加了1 0 。2 个百分点，在 一0 ．0 2 5m m 粒级中的分布率达9 1 ．3 ％，较不磨矿时的 7 8 ．4 ％增加了1 2 ．9 个百分点。浸出渣中银嵌布粒度较 细，通过球磨可使被包裹的银单体解离，有利于浮选， 但粒度太细会降低矿物颗粒与气泡发生碰撞粘附的几 率，恶化浮选指标。 2 ．2 洗矿对银浮选指标的影响 锌浸出渣中含有大量的可溶性硫酸盐，使得浮选 矿浆中出现大量锌离子，对银浮选十分不利。为了消 除这种不利影响，拟采用洗矿的方法，即将浸出渣造浆 后过滤，再二次造浆后用于浮选∞J 。 将试样加入到水中搅拌至水溶物充分溶解后过滤， 滤渣用于浮选。采用Ⅺm Ⅲ 1 ．5L 型单槽浮选机，磨 矿至一0 ．0 2 5m m 粒级占9 1 ．3 ％，固定六偏磷酸钠用量 1 0 0g ／t ，丁铵黑药用量4 5 0g ／t ，M I B C 用量2 0 ∥t ，在相 同的浮选浓度条件下对比洗矿与否对浮选指标的影 响，结果见表5 。 表5 洗矿试验结果 万方数据 矿冶工程第3 5 卷 由表5 分析可知，经过洗矿后精矿产率有所增加， 银回收率上升了5 ．1 4 个百分点，可见洗矿工艺有利于 浮选，提高了银回收率。 2 ．3 添加乳化煤油对银浮选指标的影响 微细粒矿物的浮选一直以来都是选矿的难点，矿 物颗粒太细，其与捕收剂和气泡碰撞粘附的几率很小， 致使浮选指标不理想，解决这一问题主要有两种思路 一种是减小气泡直径，即用一定方法产生直径足够小 的气泡，这样在矿浆中气泡与吸附了药剂的矿物颗粒 碰撞粘附的几率就会大大增加，从而实现微细粒级矿 物的浮选。另一种是增大矿物的表观粒度，可通过添 加比表面积大的载体，或添加某些药剂使得微细粒矿 物颗粒之间相互联接聚团，把小颗粒变成大颗粒，从而 实现聚团浮选“ ‘9 j 。本文拟采用第二种方法来回收微 细粒银，通过添加乳化煤油来强化聚团浮选，使得细粒 级矿物颗粒相互聚集在一起，结合成为大颗粒，进而与 气泡碰撞粘附上浮，实现浮选分离0 。1 1J 。 在浮选过程中，由于非极性油表面较强的疏水性， 致使其在矿浆中的分散效果不好，未乳化的煤油在矿 浆中只能靠强烈的机械搅拌作用得以分散，而且是以 较大的液滴形式存在，无法在矿浆中形成细小的分散 相，因而液滴数量较少，这就大大降低了煤油与矿粒发 生碰撞的几率，而且部分煤油即使被分散成小液滴，这 些小液滴在短时间内还会聚集成较大的油滴，漂浮在 矿浆液面，因而不能发挥捕收剂的作用2 ’1 引。乳化后 的煤油经调浆后可较快地分散成细小油滴，这样不仅 可提高煤油的利用效率，还可提高分选效率，并且合适 的乳化剂还能对矿化泡沫起到稳定作用，减少矿化泡 沫中有用矿物颗粒的二次脱落从而加快矿化速度4 | 。 按照图1 所示浮选流程，考察了乳化煤油对银浮 选的影响，结果见表6 。 表6 添加乳化煤油浮选试验结果 对比表5 结果发现，使用乳化煤油后银精矿回收 率增加了7 ．2 5 个百分点，可以看出添加乳化煤油对银 的浮选效果有很大改善，分析原因，一方面煤油对自然 银有一定的捕收效果，另一方面煤油对已经表面疏水 的细粒矿物有选择性，在矿物表面形成油膜，增大矿物 表观粒度的同时也增强了矿物表面的疏水性，继而发 生了聚团⋯，增强了对细粒级银的回收。 2 ．4 p H 值对浮选指标的影响 矿物颗粒表面的亲水性和电性受p H 值影响较 大，同时浮选药剂的解离及有效离子的生成与p H 值 有直接关系，而且某种矿物只有在适宜的p H 值条件 下才能有效地进行浮选分离。试样经洗矿后矿浆p H 值为6 ．8 ，由于一般硫化矿适宜的分选条件为酸性，故 通过添加硫酸使之成为酸性矿浆，从而利于硫化矿的 浮选。 秤取5 0 0g 试样，经洗矿后球磨至一0 ．0 2 5m m 粒 级占9 1 ．3 ％，进入浮选，向矿浆中添加稀硫酸以调节矿 浆p H 值，按图1 所示流程进行试验，考察了p H 值对 银浮选指标的影响，结果见图2 。 冰 ＼ * 擎 回 图2p H 值对银浮选指标的影响 由图2 可知，随着矿浆p H 值减小，粗精矿产率增 加，回收率上升，当p H 5 时得到最佳指标，此时银精 矿品位为l0 4 8 ．5 0 ∥t ，回收率达到8 5 ．1 3 ％。之后再 降低p H 值，银回收率下降。这一特点基本符合硫化 矿浮选的规律，故最终设定浮选矿浆最佳p H 值为5 。 2 ．5 闭路试验 在条件试验的基础上进行了闭路试验，闭路流程 见图3 ，结果见表7 。 塑蔓咝选盟 药剂单位鲈 磨矿由．o ．0 2 5 m m 占9 1 3 ％ 2 2 0 3 3 0 舯 2 0 3m 岫} 丁铵黑药3 03n l i 矗} 丁铵黑药l ∞ 2 m h } M m C 5 2 m ．m } M m C l O 精矿 3 m i Ⅱ} 丁铵黑药 3 0 2 m i n l 皿C 1 0 图3 闭路试验流程 自 酸药油 5磷黑煤c仁偏铵化珊凹六丁乳醐‘t●●t●●t●●t●}Ⅱn ⅡnⅢm Ⅲ珊 3 3 2 2 万方数据 第6 期 张二星等锌浸出渣中浮选回收银的试验研究 6 7 表7 闭路试验结果 通过一粗一精二扫、中矿顺序返回的浮选闭路流 程，最终可获得银品位为24 7 6 ．5 0g ／t 、回收率为8 0 ．0 6 ％ 的银精矿，实现了锌浸出渣中银的有效回收。 3 结论 对湖南某湿法炼锌厂产出的浸出渣渣样进行了锌 浸出渣浮选回收银的工艺流程试验研究，得出以下 结论 1 该锌浸出渣中银浮选的难点在于渣中银嵌布 粒度较细，同时浸出渣的浮选矿浆中有大量锌离子，对 银的浮选产生不利影响。研究表明，在浮选之前增加 洗矿作业可使残留在浸出渣中的可溶性锌盐溶解，进 而改善银的浮选指标，同时进一步回收渣中的锌。 2 通过实验室小型浮选试验研究，将原料进行洗 矿处理，采用六偏磷酸钠作分散剂，丁铵黑药作捕收 剂，采用乳化煤油强化聚团浮选，通过一次粗选、两次 扫选、一次精选闭路工艺最终获得了良好的指标，精矿 中银品位达24 7 6 ．5 0g ／t ，回收率为8 0 ．0 6 ％。 参考文献 [ 1 ] 李若贵．我国铅锌冶炼工艺现状及发展[ J ] ．中国有色冶金，2 0 1 0 6 1 3 2 0 ． [ 2 ] 黄汝杰，谢建宏，刘振辉．从锌冶炼渣中回收银的试验研究[ j ] ． 矿冶工程，2 0 1 3 2 5 2 5 5 ． [ 3 ]叶富兴，李秀娟，邹坚坚，等．氧化铜精矿酸浸渣综合回收银铅试 验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 4 1 2 8 3 1 ． [ 4 ] 李珊珊．锌冶炼废渣资源化利用的研究[ D ] ．长沙中南大学化学 化工学院，2 0 1 2 ． [ 5 ]周国华．提高锌浸出渣中银浮选回收率的工艺与理论研究[ D ] ． 长沙中南大学资源加工与生物工程学院，2 0 0 2 ． [ 6 ]周玉琳．提高锌浸出渣中银浮选回收率的工艺改进[ J ] ．有色金 属选矿部分，2 0 1 4 1 3 9 4 2 ． [ 7 ]尚旭，张文彬，刘殿文，等．微细粒矿物的分选技术及设备探讨 [ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 7 1 3 卜3 5 ． [ 8 ] 张斌，林月琼．选矿过程的细粒回收问题[ J ] ．国外金属矿选 矿，1 9 9 3 9 5 2 3 ． [ 9 ]胡岳华．矿物浮选[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 1 0 ． [ 1 0 ] 罗 闻，J 卢比奥．利用疏水性聚合物载体浮选细粒矿物的方 法[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 7 1 1 6 一1 1 ． [ 1 1 ] s 松，崔洪山，李长根．细粒方铅矿和闪锌矿的絮团浮选[ J ] ． 国外金属矿选矿，2 0 0 l ，3 8 4 6 一1 1 ． [ 1 2 ] 宋少先，卢寿慈．非极性油对水中微粒矿物疏水絮凝强化作用的 研究[ J ] ．有色金属，1 9 9 2 3 2 9 3 5 ． [ 1 3 ]张婷．细粒脆硫锑铅矿和铁闪锌矿的聚团浮选行为及其机制 研究[ D ] ．长沙中南大学资源加工与生物工程学院，2 0 1 4 ． [ 1 4 ]吕玉庭，王劲草，吕一波．D R 煤油乳化液的制备与应用[ J ] ，选 煤技术，2 0 0 3 6 7 6 7 8 ． 上接第6 3 页 由于该磁选精矿镍品位过低，且成分复杂，不宜进 一步精选提存，也不适宜人炉冶炼，但其铁品位相对较 高，因此可作为企业内部冶金硫化焙烧工艺中的添加 料，其所含的铁、镍、硫均可得到充分利用。 另外，值得注意的是，工业试验所选设备是超期服役 的，高能耗目工作状况不佳的磨选设备，导致浮选技术指 标不稳定，在采用新型节能选矿设备后，该选矿技术指标 还将得到进一步提高。由于现场尾矿造浆浓度较低，矿 浆量较大，容易导致重选粗选作业处理能力不足，生产实 践中应保证足够的螺旋溜槽以满足生产要求。 4 结论 镍品位4 ．5 2 ％、回收率1 7 ．0 1 ％ 相对于总原矿 的镍精 矿和产率6 ．8 9 ％、镍品位1 ．1 0 ％、回收率6 ．1 9 ％ 相对 于总原矿 的磁选精矿。 2 经过重选工艺，库内尾矿中的大量工业垃圾及 脉石矿物与细泥可明显脱出。由于尾矿当中残留部分 选矿药剂，重选精矿补加少量药剂后即可进行浮选。 3 利用季节性生产的方式处理尾矿库堆存资源， 每年可多回收镍金属2 5t ，铁精矿40 0 0t ，在一定程度 上缓解了公司原料紧张的状况，经济效益显著。 参考文献 1 对某铜镍矿石尾矿进行了实验室小型试验与 工业试验。采用重选．浮选一磁选联合流程，在原矿 库[ 2 ] 内尾矿 镍品位0 ．3 8 ％的情况下，可得到产率1 ．4 6 ％、 [ 3 ] 刘绪光．提高某高品位铜镍矿石镍金属回收率的工业实践[ J ] 矿业工程，2 0 1 3 ，l l 6 3 3 3 6 ． 孙玉波．重力选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 1 ， 谢广元．选矿学[ M ] ．北京中国矿业大学出版社．2 0 0 1 ． 万方数据