湿法炼锌高浸渣浮选回收银的生产实践

刘玉芹， 李 龙， 朱建伟



稀贵金属

湿法炼锌高浸渣浮选回收银的生产实践

刘玉芹， 李 龙， 朱建伟

以湿法炼锌高浸渣为原料，采用药剂浮选的方法回收其中的银。针对生产实践中银回收率低的问题，结合物料性质和工艺特点，分析影响银回收的因素，介绍了改进措施。

湿法炼锌； 高浸渣； 银浮选； 银铁矾； 银回收率

0 前言

国内某公司湿法炼锌采用具有自主知识产权的“高酸浸出—低污染沉矾除铁”工艺，生产过程中有大量的高浸渣产生。高浸渣平均含银200 g/t左右，含锌5%以下。按年产电解锌21万t/a计算，每年产生的高浸渣近13.5万t。为了回收高浸渣中的银，提高企业经济效益，公司与武汉理工大学、中国恩菲工程技术公司等科研院所合作，在大量试验的基础上，建设了一条高浸渣浮选回收银生产线。该生产线运行一年多，取得了一定经济效益，但生产中也存在诸多因素影响银精矿产量和回收率。为此，公司组织开展技术攻关，取得了较好的成果。2014年全年回收金属银13.4 t，银精矿品位平均大于6 000 g/t,浮选银回收率在60%以上，达到了该项目可研设计指标。

1 工艺流程

该项目实施后，炼锌系统和高浸渣浮选银之间是两个相对独立的闭路系统，各自系统可连续稳定生产，互不影响。高浸渣洗涤降低了渣含锌，有利于银浮选，酸性洗液返回浸出，锌金属得到回收，炼锌系统不会产生体积膨胀；高浸渣浮选的尾矿水在浮选系统循环，尾矿水含锌循环累积达到40 g/L以上时，加入中和剂沉锌排出碱式硫酸锌固体渣，尾矿水循环利用，浮选残留药剂不会对炼锌系统造成任何影响。工艺流程如图1。

图1 湿法炼锌高浸渣综合回收银工艺流程图

针对高浸渣中银的存在形式，采用高浸渣洗涤、浆化、预处理、硫化物活化、组合药剂捕收的载体矿物浮选工艺。高浸渣浮选银采用一次粗选、两次精选、三次扫选、中矿单独再选的工艺流程。浆化液用石灰中和pH在4～5之间，加入选择性分散剂分散矿浆泥团，经过硫化钠活化，载体浮选，用丁基胺黑药等组合捕收剂捕收。通过浮选机的充气搅拌，具有疏水性的硫化银等矿物颗粒附着于气泡上浮，形成富银精矿。

2 生产现状

高浸渣回收银生产线2013年7月试生产以来，虽然取得了较好的指标，但很不稳定，浮选银的回收率、精矿品位均波动很大。2014年6月浮选银月平均回收率仅为29.5%，银精矿品位个别批次降到1 000 g/t以下。公司针对存在的问题进行了深入研究，通过小型试验和调整生产方式，查找问题根源,进行技术攻关，通过一系列改进措施，稳定了高浸渣浮选银产量，提高了银回收率。2014年下半年开始，银浮选回收率和产量均保持稳定提高的态势。随机抽取的部分生产指标见表1。

表1 2014年8月～2015年2月部分生产指标

由表1可见，采取改进措施以后，浮选尾矿含银能够达到51 g/t，银平均回收率73.6%。浮选银回收率远远超出可研设计60%的水平。

3 存在问题分析

3.1 银在浸出过程中的行为

在浸出过程中，焙砂中的硫酸银被溶解，与焙砂中硫化锌反应呈硫化物形式沉淀于闪锌矿的表面或形成黄钾铁矾型化合物。反应如下：

(1)

(2)

另外湿法炼锌系统溶液中都含有100～500 mg/L的氯离子，当溶液中银离子含量大于氯化银溶度积平衡值时，溶液中的氯离子和硫酸银溶解产生的银离子发生沉淀反应，生成氯化银沉淀；当溶液中银离子含量小于氯化银溶度积平衡值时，氯化银沉淀溶解。主要反应如下：

(3)

中性浸出过程控制终酸pH 5.2～5.4。沉矾后液返回中性浸出时，体系含三价铁离子，在局部短时间会生成一定量的银铁矾。

预中和过程，用高浸上清液和中浸底流进行配液中和反应，要求温度在70～80 ℃、pH1.5～2、溶液中含有三价铁及少量银离子，如果终点或局部的pH升高，温度满足银铁矾生成条件，将有银铁矾生成。反应如下：

2AgFe3(SO4)2(OH)6↓+5H2SO4

(4)

生成的银铁矾性质稳定，在高酸浸出条件下难以分解。

在高酸浸出条件下，焙砂中氧化不完全的闪锌矿颗粒表面溶解，产生H2S气体，与溶液中的银进一步反应。反应如下：

(5)

浸出过程中，高浸渣中银主要以单质银、硫化银、硫酸银、氯化银、氧化银、硅酸银及铁矾银形式存在，这些银及其化合物或以粒间单体自然存在，或以在银的载体矿物上连生、包裹、嵌布形式存在[1-2]。

3.2 高浸渣中银的赋存状态和对浮选回收率的影响

2014年银浮选出现回收率单边大幅度下降后，公司从银浮选工艺和高浸渣中银的可选性两方面进行查证，对两个炼锌系统的高浸渣在相同条件下分别进行浮选，结果发现两个相同工艺炼锌系统产出的高浸渣，采用相同条件浮选，生产指标相差悬殊。两系统高浸渣分开浮选的生产数据见表2。

经过分析确定，造成银回收率大幅度下降的因素不在浮选工艺或浮选操作上，而是两个系统高浸渣的渣性出现了问题，高浸渣性质的变化是影响回收率的主要因素。分别对这一时期炼锌两系统的高浸渣取样分析，结果见表3。

根据文献资料[3]，在锌浸渣浮选银的硫酸化体系中，用黑药等组合药剂浮选银，铁氧化物和硅酸盐中的银属不可选银。物相分析结果和生产数据也证实了这一点。炼锌一系统高浸渣中铁等氧化物中的银占77.88%，形成了稳定的铁矾银，难以选择性上浮；二系统高浸渣中铁等氧化物中的银占8.08%，自然银等可选银占比则较大。因此，调整高浸渣中银物相组成，在炼锌工艺过程中控制银铁矾等不可选银化合物形成，是提高高浸渣浮选银指标的关键。

表2 湿法炼锌两系统高浸渣浮选银指标对比

表3 湿法炼锌两系统高浸渣银物相分析 g/t

4 工艺改进

分析银在炼锌工艺过程中的行为发现，在浸出过程中，操作控制条件不同，产物的形态也将不同。银可能以单质银、硫酸盐或硫化物的形式进入高浸渣，也有可能与黄钾铁矾共沉淀进入高浸渣或者沉矾渣。为了减少炼锌过程中银的分散损失，加强高浸渣中银的富集，提高浮选银的回收率和产量，在工艺方面做了如下改进：

(1)控制锌精矿配料中的硅含量，控制焙烧温度850～920 ℃，焙砂中可溶硅含量不超过2.5%，使焙砂在浸出工序较好地澄清，获得好的上清液；减少渣中硅酸盐量，降低矿浆粘度。

(2)加强预中和工艺操作管理，减少铁矾银的生成。保证上清液质量，杜绝跑浑。

(3)沉矾过程中，严格控制上清液质量，避免沉矾上清返回浸出工序带入铁矾晶种。

(4)对设备进行改造，改善浮选给矿稳定性。高浸渣浮选银每天的给矿量取决于炼锌系统产出的渣量。而且高浸渣浮选不同于原生矿的浮选，浮选精矿产率极低，平均不到2%，各级浮选作业泡沫层极薄，对浮选液面的稳定控制更高要求。原设计浮选矿浆从两个Φ9.5 m×9.5 m罐出口直接泵入厂房内两个串联的药剂搅拌罐，溢流进入浮选机。浮选机的给矿量随浆化泵流量波动，负荷不满时，浮选机液面忽高忽低、泡沫不能正常刮出。对此，将第一个药剂缓冲槽加高作为高位槽，并改为下出液，出口加阀门控制流量，罐上部设回流管，多余浆化液返回Φ9.5 m×9.5 m罐。改造后矿浆自流进入浮选机粗选作业，消除了流量波动对浮选作业的影响。

(5)降低高浸渣中的可溶锌。锌浸渣浮选银矿浆中锌离子浓度增加，会导致浮选捕收剂对银的捕收能力下降[4]。生产中发现，矿浆中锌离子含量高，调节矿浆pH值的难度增大，当pH接近5时，矿浆粘度明显增大，恶化浮选过程，影响浮选矿化泡沫上浮，降低精矿品位。对此采取如下措施： 加强高浸渣洗涤、过滤作业操作管理，控制渣含锌5 g/L以下； 在尾矿槽加入中和剂沉锌，沉锌后的压滤水返回调浆，循环尾矿水锌离子浓度≤10 g/L；加快浮选尾矿水萃取提锌的工业试验研究，使渣中水溶锌得到回收。

(6)加强人员技术操作管理。项目开车试生产期间，由于操作人员的技能水平参差不齐，对于设备和工艺的控制存在一定差异。为了消除人为因素，定期对员工进行操作技能培训，职工的操作技能有了较大幅度提高，避免了操作不当造成跑槽、冒槽、刮量不均等事故。

5 结语

生产实践表明，高浸渣采用渣洗涤、预处理、载体浮选、尾矿水沉锌再循环工艺回收银可行。公司2014年全年生产银金属13.4 t，金金属75 kg，经济效益可观。通过改进湿法炼锌系统工艺条件，改善高浸渣渣性，完善浮选工艺设备，加强生产操作管理，高浸渣浮选银回收率、精矿品位和产量大幅提高。该工艺为高浸渣综合回收银找到了一种新方法。

[1] 金云虹.湿法炼锌浸出渣中银的赋存状态研究[J].北京矿业研究总院学报，1993,(1).

[2] J.E.Dutrizac,柯家骏译. 湿法炼锌流程中银的行为[Z]. Zinc’85: 707-727.

[3] 周国华. 提高锌浸出渣中银浮选从回收率的工艺与理论研究[D].中南大学，2002.

《特厚大矿体高效连续自然崩落法开采技术研究》科技成果通过专家鉴定

中国恩菲和中条山有色金属集团有限公司(以下简称“中条山集团”)合作完成的《特厚大矿体高效连续自然崩落法开采技术研究》科技成果通过鉴定。

中条山集团铜矿峪铜矿是由中国恩菲设计、国内目前唯一采用自然崩落法生产的矿山。二期工程设计规模为600万t/a。随着开采深度增加，存在地应力大、底部结构破坏严重、卡斗频繁、二次破碎量大、生产效率低、放矿控制困难、采矿强度难以提高、生产规模难以扩大、安全程度低等技术难题，经过多年联合攻关研究，这些难题已成功解决，保证了矿山顺利投产和达产，取得了显著的经济效益和社会效益。目前，二期工程已建成投产，矿山生产能力已经超过600万t/a，是当前我国规模最大的地下金属矿山。

来自中国有色金属学会、中国有色金属工业协会、北京矿冶研究总院、中南大学、中国矿业大学、北京科技大学和鑫泉科贸有限公司等单位的知名专家、教授认真听取了成果汇报，经过质询和答辩，对项目成果给予了高度评价。专家组认为项目整体技术达到国际先进水平，其中主、副层相结合的开采方式等方面达到了国际领先水平。

(赤峰中色锌业有限公司, 内蒙古 赤峰 024000)

Practice of flotation recovery of silver from high acid leaching residue in zinc hydrometallurgy

LIU Yu-qin, LI Long, ZHU Jian-wei

With high acid leaching residue in zinc hydrometallurgy as raw materials, the silver was recovered through method of reagent flotation. According to problem of low silver recovery in the production practice, combined with material properties and process characteristics, affecting factors of the silver recovery were analyzed, the improvement measures were introduced.

zinc hydrometallurgy; high acid leaching slag; silver flotation; silver recovery; silver iron vitriol; silver recovery rate

刘玉芹 (1972—)， 女， 陕西吴堡人，中专学历，助理工程师，从事有色冶炼生产工作。

2015- 03- 05

2015- 05- 27

TF813； TF832

B

1672- 6103(2015)06- 0048- 04