快速浮选提高锌渣中银回收率的试验研究

黄万抚， 王金敏， 文金磊， 张宏廷

（1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州341000；2.湖南有色金属研究院，长沙410015）

快速浮选提高锌渣中银回收率的试验研究

黄万抚1， 王金敏1， 文金磊2， 张宏廷1

（1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州341000；2.湖南有色金属研究院，长沙410015）

针对某锌冶炼厂高温高酸工艺得到的难选锌渣，进行物质组成及银赋存状态和组合捕收剂及调整剂对银浮选指标影响的研究.试验结果表明，在丁胺黑药+乙硫氮按2∶1配比800 g/t，六偏磷酸钠600 g/t，硫化钠800 g/t的最佳药剂制度下，开路工艺流程经优化后可获得银品位为2 301 g/t、回收率为57.29%的综合银精矿，比未优化开路工艺流程获得的银精矿回收率（40.05%）提高17.24%.采用“快速浮选，一粗二精二扫”的工艺进行闭路试验，可获得银品位3 087 g/t、回收率5.67%的银精矿1，银品位2 186 g/t、回收率61.23%的银精矿2，实现了对银的回收.

高温高酸锌渣；银赋存状态；快速浮选；组合捕收剂

目前，炼锌工艺主要有火法工艺和湿法工艺，采用湿法工艺生产的电锌产量约占总锌产量的80%[1]，这必然会产出大量的湿法浸出锌渣，且渣中一般含100～600 g/t银[2].湿法炼锌工艺主要有常规浸出法工艺、高温高酸浸出工艺、直接浸出工艺等[3].

回收湿法浸出锌渣中的银主要有浮选法、浸出法、选冶结合工艺[4-6]等.许多矿业工作者[7-11]针对常规湿法浸出锌渣中银的回收进行了理论及工艺的研究，结果表明，常规法浸出锌渣中大约80%的银以硫化物或单体形态存在，且90%以上的银分布在≤0.0 74 mm可浮选粒级范围内，因此可采用直接浮选法或预处理后再浮选的方法回收浸出锌冶炼渣中的银.目前，国内国外已有很多厂家采用浮选工艺来回收锌浸出渣中的银[12-14]，取得了良好的经济效益.

然而，对高温高酸锌冶炼工艺产生的锌渣（又称高温高酸锌渣）中的银，则一直没有有效回收[15].通过MLA矿物自动检测仪器详细地研究了高温高酸锌渣的物质组成和银赋存状态，提出了快速浮选提高高温高酸锌渣中银的回收率的回收工艺，实现了银回收.

1 浸渣物质组成

试样为某锌冶炼公司的高温高酸锌渣.该锌浸出渣组成较为复杂，既有原生矿物，也有冶炼中形成的次生物质.通过MLA矿物自动检测设备测得高温高酸锌渣的矿物组成如表1所示.

表1 锌渣物质组成Table 1 Material composition of zinc leach residue

由表1可知，试样中主要物质为水铁矾、含锌氧化铁、硅胶.银物相分析结果如表2所示.

表2 银物相分析结果Table 2 Phase analysis of silver

由表2可知，高温高酸锌渣中银矿物主要是螺状硫化银、氯角银矿.高温高酸锌渣中银主要与锰矿物、闪锌矿、铜矿物胶结在一起.氯角银矿主要与锰矿物共生（见图1），螺状硫化银则呈细粒状零星分布于水铁矾和硅胶的混合物（见图2）、含锌氧化铁（见图3）等物质中.

图1 BSE图像样品中氯角银矿（Chlorargyrite）包含于硬锰矿（Psilomelane）中Fig.1 BSE image sample shows that chlorargyrite is included in psilomelane

图2 BSE图像样品中细粒螺状硫银矿（Acanthite）分布于水铁矾（FeSO）和硅胶（SiO2）集合体中Fig.2 BSE image sample shows that acanthite is included in the aggregate of FeSO and SiO2

图3 BSE图像样品中细粒螺状硫银矿（Acanthite）.零星分布于含锌氧化铁（ZnFeO）中Fig.3 BSE image sample shows that acanthite is included in ZnFeO

2 试验研究

由高温高酸锌渣的物质组成及银赋存状态研究可知，该渣中的银主要为氯角银矿、螺状硫化银.氯化银、螺状硫化银、硫铜银矿（共占69.44%）属于易浮矿物[16]，而存在于铜矿物及闪锌矿表面的微细粒银可随铜矿物和闪锌矿一起上浮，而存在于含锌氧化铁、硅胶等氧化矿或是硅酸盐矿中的银是无法回收的.

综合以上因素，试验进行了分散剂六偏磷酸钠、水玻璃，活化剂硫化钠、硫脲，捕收剂丁胺黑药、乙硫氮、丁基黄药等对锌渣中银浮选影响的研究，试验流程见图4.

图4 单因素条件试验流程图Fig.4 Test flow chart of univariate condition

2.1 银粗选试验

2.1.1 磨矿细度试验

该锌渣矿样为结块泥状，其自然粒度比较细，但由于堆放风干，浸出渣凝结成块状，故需要进行磨矿.据锌渣中银矿物性质，按照图4试验流程，以磨矿产品中≤0.037 mm含量来考察磨矿细度对银浮选指标影响，试验结果见图5.

图5 磨矿细度对银浮选指标的影响Fig.5 Effect of grinding fineness affect on silver flotation

由图5可知，随磨矿细度增加，精矿银品位下降，回收率升高.磨矿细度在≤0.037 mm占75%时，精矿银品位最高.当磨矿细度达≤0.037 mm占90%以上时，精矿银品位急剧下降，原因是渣块过粉碎导致矿浆泥化严重，泡沫夹带大量细泥使得精矿银品位急剧下降.最终，磨矿细度定为≤0.037 mm占90%.

2.1.2 酸碱度条件试验

固定磨矿细度≤0.037 mm占90%，按图4试验流程，采用硫酸和氢氧化钠调节矿浆pH，考察不同pH值对银浮选指标影响，试验结果见图6.

图6 矿浆pH值对银浮选试验的影响Fig.6 Effect of pH value of pulp affect on silver flotation

由图6可知，随pH升高，银精矿品位有所下降，回收率略有提高.为了有效回收锌渣中银，要尽量提高粗选作业银回收率.故确定锌渣选银pH值为5.0.

2.1.3 捕收剂条件试验

固定磨矿细度≤0.037 mm占90%、矿浆pH值为5，按图4试验流程，进行捕收剂种类、用量和组合配比试验.

1）捕收剂种类试验.固定捕收剂用量800 g/t（组合按1∶1的配比），分别考察了丁铵黑药、丁基黄药、乙硫氮及组合药剂对银浮选指标的影响，试验结果如表3所示.

由表3可知，丁基黄药和丁铵黑药获得了较高银品位，说明它们对银具有良好的选择性.乙硫氮获得的银回收率高，但精矿银品位偏低，表明其捕收能力强.考虑到溶液中Zn2+浓度很高，文献[17]表明，乙硫氮可一定程度地抑制Zn2+对银浮选的不利影响.故确定丁铵黑药+乙硫氮组合为选银的捕收剂.

2）捕收剂配比试验.固定捕收剂（乙硫氮+丁胺黑药）用量800 g/t，考察了不同捕收剂配比对银浮选指标影响，试验结果见图7.

表3 捕收剂种类对银浮选的影响Table 3 Effect of collector on silver flotation

图7 捕收剂配比对银浮选试验的影响Fig.7 Effect of collector ratio on silver flotation

由图7可知，随丁胺黑药用量增加，银精矿品位增加，但回收率却明显下降，这可能是丁胺黑药对银的具较高选择性.确定捕收剂配比为2∶1.

2.1.4 调整剂试验

由锌渣物质组成及银赋存状态研究可知，高温高酸锌渣自然粒度细，经磨矿后，矿浆中≤0.037 mm占90%，且部分银矿物也比较微细呈零星分布在一些被氧化了的铜矿物、闪锌矿中，因此，按图4试验流程分别考察了分散剂六偏磷酸钠、活化剂硫化钠对浸出渣中银浮选指标的影响.

1）六偏磷酸钠用量.试验固定硫化钠用量400 g/t，考察了六偏磷酸钠用量对银浮选指标的影响，试验结果见图8.

图8 六偏磷酸钠用量对银浮选的影响Fig.8 Effect of amount of（NaO3P3）6on silver flotation

由图8可知，随六偏磷酸钠用量增加，精矿银品位变化不大，回收率先增大后略有减小，六偏磷酸钠用量600 g/t时，精矿银回收率达60%，再增加六偏磷酸钠用量精矿银回收率略降低.确定六偏磷酸钠用量600 g/t.

2）硫化钠用量试验.固定六偏磷酸钠用量600 g/t，考察硫化钠用量对银浮选指标的影响，试验结果见图9.

图9 硫化钠用量对银浮选指标影响的试验结果Fig.9 Effect of amount of Na2S on silver flotation

由图9可知，随硫化钠用量增加，精矿银品位和回收率先增加后减少，当硫化钠用量在800 g/t时银浮选指标最佳，此时精矿银品位为1 160 g/t，回收率为63.15%.

2.2 开路试验及工艺优化

2.2.1 开路试验

在条件试验的基础上，采用“一粗二精二扫”工艺进行了开路试验.试验结果如表4所示.

由表4可知，经过二次精选获得精矿含银3 151 g/t，回收率40.05%.在中矿1和中矿3中有25%左右的银，精矿银指标不是很理想，且大量银集中于中矿.

表4 开路试验结果Table 4 Open circuit test results

2.2.2 工艺流程优化试验

在实际浮选过程中发现部分银矿物极易上浮，浮选开始时泡沫产品较好，故在粗选前增加快速浮选，将这部分易浮的银矿物先浮出，再将扫选一的中矿和粗选的精矿集中，补加捕收剂（乙硫氮+丁胺黑药=2∶1）进行精选，从而进一步将中矿中的银矿物回收，优化后的开路试验流程见图10.试验结果如表4所示.

图10 优化后开路试验流程图Fig.10 Optimized open circuit test flow chart

由表4结果可知，优化后开路试验可获得银品位2 301 g/t，回收率57.29%的综合银精矿（银精矿1+银精矿2），比未优化的开路试验获得的精矿银回收率提高17.24%，为之后的闭路试验打下良好基础.

2.3 闭路试验

在开路试验的基础上，进行闭路试验.试验流程见图11，试验结果如表5所示.

由表5闭路试验结果可知，采用“快速浮选，一粗二精二扫”浮选工艺回收高温高酸浸出锌渣中的银，可获得含银3 087 g/t，回收率5.67%的银精矿1；含银2 186 g/t，回收率61.23%的银精矿2.综合银精矿的银品位2 242 g/t，回收率为66.9%.

图11 闭路试验流程图Fig.11 Experiment flow sheet of closed circuit

表5 闭路试验结果Table 5 Experiment results of closed circuit

3 结 论

1）高温高酸锌渣物质组成复杂，其中主要物质为水铁矾、含锌氧化铁、硅胶等，银矿物主要是氯角银矿和螺状硫化银矿，银矿物主要与锰矿物、闪锌矿、铜矿物有关.

2）开路优化试验表明，增加快速浮选工艺及扫选一中矿合并于粗选精矿并补加药剂，获得了更高的精矿银综合回收率.

3）在分散剂六偏磷酸钠，活化剂硫化钠，丁胺黑药+乙硫氮组合用药的药剂制度下，采用“一快速浮选、一粗二精二扫”工艺的闭路试验，可获得含银3 087 g/t、回收率5.67%的银精矿1，含银2 186 g/t、回收率61.23%的银精矿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

国家“十二五”科技支撑计划项目（2012BAB10B03）

黄万抚（1962- ），男，教授，博导，主要从事液膜分离、矿物加工和废水处理技术的研究，E-mail：sim2008@sina.com.