一段锌浸出渣研磨方法改进研究

邓 磊，王 刚

（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，广东 韶关 512000）

在硫化锌精矿浸出过程中，粒度是影响锌浸出率的关键因素之一[1-2]，故硫化锌精矿研磨效果的好坏在一定程度上决定锌的浸出效果。影响磨矿粒度的因素主要有3 种。一是待磨物料的性质，如硬度等。二是磨机的结构属性，磨机选型后，研磨性能上限基本已定。三是磨矿操作条件，如介质属性、介质配比、磨矿时间、矿浆浓度和填充率等[3-8]。在磨机、锌精矿种类不变的前提下，针对深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂（简称丹霞冶炼厂）现有的研磨体系，本研究采用价格低廉的刚玉球取代价格昂贵的锆球，探索合适的介质尺寸和磨矿条件，改善一段锌浸出渣研磨效果。

1 试验方法

从丹霞冶炼厂取一定量的一段锌浸出渣，经过滤（滤液备用）、洗涤和干燥，称取400 g 干渣，按照现场矿浆浓度（35%），配制备用滤液。矿浆进行水浴加热，温度保持在70～75 ℃，用BJM-2 型棒式搅拌磨矿机球磨0.5 h。取磨后矿浆，称重，用热水过滤洗涤，烘干，计算样品浓度，取50 g 干渣筛分，计算粒度分布。

2 试验结果分析

2.1 分散剂对矿浆黏度的影响

木质素、羧甲基纤维素钠和糊精等分散剂对矿浆黏度的影响如图1、图2 和图3 所示，三者的加入都影响矿浆黏度。其中，木质素降低了矿浆黏度，而羧甲基纤维素钠和糊精都不同程度地提高了矿浆黏度，羧甲基纤维素钠和糊精对黏度的影响较大。明确不同分散剂对矿浆黏度的影响，有助于找到可降低矿浆黏度的分散剂，利于后续磨矿作业。

图1 木质素用量对矿浆黏度的影响

图2 羧甲基纤维素钠用量对矿浆黏度的影响

图3 糊精用量对矿浆黏度的影响

2.2 不同球径对磨矿效果的影响

磨矿时间为2 min，磨矿频率为30 Hz 时，不同球径的锆球和刚玉球的磨矿效果分别如表1、表2 所示。球径为3 mm 时，在相同输入功率的条件下，锆球磨矿效果要好于刚玉球，但是增大刚玉球径，同样可以达到锆球磨矿效果。从矿浆中粒径大于40 μm的颗粒含量来看，在磨矿时间2 min、频率30 Hz 的条件下，不同球径的刚玉球磨矿效果如图4 所示；在磨矿时间2 min、频率20 Hz 的条件下，不同球径的刚玉球磨矿效果如图5 所示。两种条件下，球径5 mm 的刚玉球磨矿效果均最好。球径为5 mm，磨矿时间为2 min 时，从矿浆中粒径大于40 μm 的颗粒含量来看，不同频率的刚玉球磨矿效果如图6 所示。球径为5 mm，磨矿时间为2 min，频率为20 Hz 时，从矿浆中粒径大于40 μm 的颗粒含量来看，不同矿浆浓度的刚玉球磨矿效果如图7 所示。但是，矿浆浓度越高，磨矿效果越不好，此时若增大转速（频率30 Hz），磨矿效果会变好。

图4 磨矿时间2 min、频率30 Hz 条件下不同球径的刚玉球磨矿效果

图5 磨矿时间2 min、频率20 Hz 条件下不同球径的刚玉球磨矿效果

图6 不同频率的刚玉球磨矿效果

图7 不同矿浆浓度的刚玉球磨矿效果

表1 锆球磨矿数据

表2 刚玉球磨矿数据

2.3 5 mm 刚玉球与1.2 mm 锆球磨矿效果对比

目前，丹霞冶炼厂采用1.2 mm 锆球进行磨矿。经试验对比，5 mm 刚玉球与1.2 mm 锆球的磨矿效果如表3 所示。从矿浆中粒径小于40 μm 的颗粒含量来看，5 mm 刚玉球要高于1.2 mm 锆球，5 mm 刚玉球磨矿效果强于1.2 mm 锆球。因此，可采用5 mm 刚玉球替代现使用的1.2 mm 锆球。

表3 5 mm 刚玉球与1.2 mm 锆球磨矿数据记录

2.4 分散剂对磨矿效果的影响

分散剂磨矿试验考察了木质素和糊精对刚玉球磨矿效果的影响。磨矿时间为2 min，球径为5 mm，频率为30 Hz 时，试验结果如图8、图9 所示。从矿浆中粒径大于40 μm 的颗粒含量来看，随着分散剂的加入，磨矿效果变差，尤其是木质素加得越多，磨矿效果越差，因此应合理使用分散剂，以免影响磨矿效果。从图10 可以看出，频率和线速度存在线性关系，说明试验期间线速度保持稳定。

图8 不同木质素用量的磨矿效果

图9 不同糊精用量的磨矿效果

图10 频率与线速度的关系

2.5 刚玉球磨矿产品的小型浸出试验

取刚玉球磨前和磨后的矿浆样品400 mL，当酸用量为Zn 摩尔质量的1.8 倍，分散剂用量为矿浆量的4‰，浸出时间为2 h，浸出温度为150 ℃时，进行浸出试验。由表4 可知，在磨矿前后，浸出效果有显著变化，渣率显著下降，粒度变化对浸出效果的改善是显而易见的。由表5 可知，粒度变化对浸出效果有很大影响。磨矿后，粒径小于40 μm 的颗粒含量增大，和磨前的浸出渣相比，磨后的浸出渣中，Zn品位下降，浸出效果比较理想。

表4 刚玉球磨前磨后物料参数

表5 化验分析数据

3 结论

用5 mm 刚玉球取代现在所用的3 mm 锆球，以价格低廉的材料取代昂贵的材料，可以节约生产成本，提高经济效益。相比3 mm 锆球，5 mm 刚玉球可以在更低的功耗条件（磨矿时间2 min，频率20 Hz）下达到生产要求，降低磨机能耗和生产成本。分散剂的加入可以降低矿浆黏度，但可能降低磨矿效果，在生产中应控制分散剂的加入。刚玉球磨一段锌浸出渣的浸出试验证明，5 mm 刚玉球可以提高磨矿效率和锌浸出率，尽可能多地回收锌资源，增加经济效益。