兰坪低品位难选氧化锌矿浸出试验研究

刘羽溪等

摘 要：为探究氧化锌矿氨法溶蚀活化浮选规律，文章从浸出体系、磨矿细度、总氨浓度、氨/铵比、固液比、搅拌强度等因素对云南兰坪低品位氧化锌矿进行了详细的试验研究。通过试验确定了最优浸出条件：磨矿细度-0.074mm占98%，总氨（铵）浓度8mol/L，液固比4：1，浸出时间3h，搅拌强度为400r/min。在此条件下，获得了锌最终浸出率86.38%的优良指标。

关键词：氧化锌矿；氨浸；影响因素；浸取率；浮选

云南兰坪氧化锌矿氧化程度深、锌的氧化率平均高达91.36%；含泥量多，并有大量的细粉、土状矿物，极易过磨生成次生矿泥；矿石中矿物组成复杂，矿物品种多；褐铁矿化非常严重。正由于这些特点造成了该矿采用常规的选矿方法难于加工处理。对于这些难选的氧化锌矿如采用现存的火法炼锌，其生产工艺势必较复杂，能耗较高。为了确保该矿样的生产效益，有必要提出一种新工艺来处理这些难选的低品位氧化锌矿。文章正是根据氧化锌矿的性质以及氨水（铵盐）对金属有选择性吸附的特点，采用氨-铵体系处理难选氧化锌矿石，并对其机理进行了初步研究。该研究对于充分利用该类氧化锌矿资源具有十分重要的理论价值和现实意义。

1 实验矿样与实验方法

1.1 实验矿样

试验所用原料为云南兰坪难选氧化锌矿，为了掌握原矿中各主要矿物的矿物种类，尤其是氧化锌矿物中锌的含量分布，对原矿进行了锌物相分析，其结果为：碳酸锌8.56%、硅锌矿0.52%、硫化物0.90%、锌铁尖晶石0.27%。由物相结果可知，原矿中总锌含量为10.25%，锌的氧化率高达91.22%，属于高氧化率氧化锌矿。

1.2 浸出原理

氧化锌矿中的各种形态的锌与氨，铵盐溶液反应，锌呈锌氨络离子进入溶液，生成锌氨配合物（主要是四氨合锌配合物），从而实现其与脉石的分离。

主要反应为：

ZnO+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++H2O （1）

ZnCO3+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++H2O+CO2↑ （2）

ZnO·SiO2·H2O+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++SiO2+3H2O（3）

ZnCO3·2Zn（OH）2+6NH4++6NH3

=3[Zn（NH）4]2++5H2O+CO2↑（4）

1.3 实验条件

在确保可变条件的前提下，试验的其余固定条件为：温度25℃，氨-铵浸出体系，液固比，浸出剂总氨浓度，氨铵比，搅拌速度，浸出时间。试验过程中，为减少氨及溶液的挥发，试验在密闭的三颈底烧中进行，浸出渣进行烘干、制样，样品送检分析。

2 实验结果与分析

2.1 磨矿细度实验

对于浸出过程而言，矿石的磨细程度对目的矿物的浸出效果具有非常明显的影响。磨矿细度不够时，目的矿物没有实现最大程度的单体解离，且较大的粒径对浸出不利。另一方面，如果有用矿物被包裹，浸出效果不理想，同时所消耗的药剂量会大大增加。本试验可变浸出条件为不同的磨矿细度，考察对不同磨矿细度对锌浸出率（%）的影响。磨矿细度实验结果表明，锌的浸出率随磨矿细度的增加而升高。但磨矿细度过高，会使矿浆黏度增大，反而降低浸出速率，同时会增加磨矿成本，当磨矿细度时间为21min时，磨矿细度为-0.074毫米占98%，此时锌的浸出率为71.43%。综合考虑浸出条件和浸出效率，该氧化锌矿合适的磨矿细度为-0.074毫米占98%。

2.2 氨-铵浸出体系实验

锌矿物的氨溶蚀浸出过程受到诸多因素的影响，而在影响其浸出程度的主要因素中，首先应考虑浸出体系。因而，文章在保证其他条件不变时考察浸出体系对浸出效果的影响。本试验可变浸出条件为不同的浸出体系，考察不同氨-铵体系（硫酸铵、碳酸铵、氟化铵、氯化铵）对锌浸出率的影响。从试验结果可以看出，对于该氧化锌矿，使用氨水与铵盐混合作为浸出剂的浸出体系效果较单一氨水体系较好。采用氨水和氟化铵体系，锌的浸出率为75.65%；采用氨水和硫酸铵水体系，锌的浸出率为73.60%，采用氨水和氯化铵体系，锌的浸出率为70.98%；采用氨水和碳酸铵体系，锌的浸出率为71.9%。因而，根据试验结果在氨水-铵盐混合体系选择上，确定氨水与氟化铵体系最适合于作为本矿石的浸出体系。

2.3 总氨浓度对锌浸取率的影响

为了考察浸出剂总氨（氟化铵与氨水体系）浓度（2mol/L、4mol/L、6mol/L、8mol/L、10mol/L）对锌浸出率的影响，试验可变浸出条件为不同的总氨浓度，由试验结果可知：锌的浸出率随着总氨浓度的增大而增加，当总氨浓度达到8mol/L时，此时锌的浸出率为79.98%。当总氨浓度大于8mol/L时，浸出率有所下降，根据浸出条件实验结果针对该氧化锌矿采用8mol/L的总氨浸出条件较合适。

2.4 氨/铵比对锌浸取率的影响

为了考察不同的氨/铵比对锌进出率的影响，本试验以氨/铵比为可变条件。由实验结果可知：随着浸出剂中铵盐的物质的量浓度越高，浸出率呈现出先升高后降低的趋势，当氨与铵盐比为1：1时锌的浸出效果较明显，可达81.98%，因而确定该氧化锌矿浸出的氨铵比为1：1。

2.5 液固比对锌浸取率的影响

为了考察液固比对锌浸出率的影响，本试验以液固比为可变条件。从试验结果可知：锌的浸出率随矿浆液固比的增大而提高，当液固比大于6：1之后，锌的浸出率增长缓慢，根据试验结果选择适合于本矿石的液固比为6：1。

2.6 浸出时间对锌离子浸取率的影响

为了研究浸出时间对锌浸出率的影响，本试验以浸出时间为变量。从试验结果可以看出，浸出时间越长，可浸出相的浸出率也越大，当浸出时间为3h时，总锌的浸出率为84.27%，根据浸出条件和试验结果，该矿合适的浸出时间为3h。

2.7 搅拌强度对锌离子浸取率的影响

为了考察不同的搅拌强度对锌浸出率的影响，本试验采用搅拌强度为变量进行试验，由试验结果可知，当搅拌速度在0r/min～400r/min范围内，氧化锌矿的浸出率有明显提升，但当搅拌速度超过400r/min时，其浸出率突然有所下降。分析其原因有可能是因为搅拌强度过大导致浸出剂中的有效组分挥发（或分解）所致，从而使浸出率有所下降。

2.8 全流程最优条件浸出试验

为了考察该氧化锌矿的最终浸出效果，本研究进行了上述条件的优化试验，试验固定条件为：温度25℃，选用氨水-氟化铵浸出体系，液固比6：1，浸出剂总氨浓度8mol/L，氨/铵比1：1的条件下，磨矿细度-0.074mm占98%，浸出时间为3h。针对含10.25%，氧化率为91.22%的原矿最终锌的浸出率为86.38%。

3 结束语

对兰坪低品位难选氧化锌矿进行了氨浸初探试验研究，主要得出以下结论：

（1）对于该低品位氧化锌矿石，采用单一铵盐为浸出剂时浸出效果差，以氨水或氨-铵混合体系作为浸出剂时浸出效果较好。 （2）浸出体系中的氨铵比、搅拌速度、浸出时间及粒度均会对浸出结果产生影响。（3）在氨水-氟化铵浸出体系、液固比6：1、浸出剂总氨浓度8mol/L、氨/铵比1：1、磨矿细度-0.074mm占98%、浸出时间为3h的条件下，针对含10.25%，氧化率为91.22%的原矿，最终锌的浸出率为86.38%。

*通讯作者：章晓林（1977，2-）。