甄 勇

（四環(huán)鋅鍺科技股份有限公司，四川 雅安 625400）

濕法煉鋅技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要課題是冶煉尾渣中有價(jià)金屬的綜合回收和渣無(wú)害化處理[1]。銀在鉛銀渣中的賦存狀態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，有大量的銀黃鐵礬存在，導(dǎo)致鉛銀渣直接浮選效果很不理想。因此，研究開發(fā)一種高效回收利用黃鉀鐵礬渣中銀的工藝方法，不僅可以提高銀礦資源的回收利用率，同時(shí)也為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)的進(jìn)步提供更加有力的經(jīng)濟(jì)保障，這具有重要意義[2]。

四環(huán)鋅鍺科技股份有限公司（下稱“四環(huán)鋅鍺”）20萬(wàn)t鋅冶煉采用三個(gè)浸出系統(tǒng)運(yùn)行。四環(huán)鋅鍺20萬(wàn)t鋅冶煉采用一段中浸，一段酸浸的常規(guī)浸出工藝運(yùn)行，此工藝每年可產(chǎn)出浸出渣（鉛銀渣）20萬(wàn)t，渣中銀品位達(dá)到300～400 g/t。由于在工藝運(yùn)行過(guò)程中不可避免的有部分鐵離子在酸浸工序以草黃鐵礬的形式沉淀進(jìn)入浸出渣，對(duì)鉛銀渣造成污染，影響鉛銀渣中有價(jià)金屬Pb、Ag的品位。渣中Ag品位波動(dòng)較大，同時(shí)有價(jià)金屬Pb品位較低，不能產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益，造成了資源的浪費(fèi)。鉛銀渣粒度極細(xì)，-0.025 mm粒級(jí)達(dá)到75.74%。銀品位較低，銀礦物主要為鐵礬中的結(jié)合銀形態(tài)存在，在光學(xué)顯微鏡與電鏡下未發(fā)現(xiàn)有明顯的銀礦物顆粒。通過(guò)對(duì)草黃鐵礬采用堿性轉(zhuǎn)化，渣中主要成分變?yōu)獒樿F礦與硫酸鉛，銀礦物主要成分變?yōu)閱钨|(zhì)銀與硫化銀，實(shí)現(xiàn)鉛銀金屬單體分離，為浮選富集回收銀工藝創(chuàng)造條件。轉(zhuǎn)化-浮選工藝與其他鋅冶煉尾渣處理工藝相比，具有工藝流程短、能源消耗低、作業(yè)環(huán)境好等特點(diǎn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 鉛銀渣性質(zhì)

試驗(yàn)研究所用鉛銀渣（浸出渣）中主要有價(jià)金屬元素為銀、鉛、鋅、鐵，具有較高的回收利用價(jià)值。銀礦物主要形態(tài)為草黃鐵礬中的結(jié)合銀，在光學(xué)顯微鏡與電鏡下未發(fā)現(xiàn)有明顯的銀礦物顆粒。鉛銀渣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，篩分分析結(jié)果見表2。

表1 鉛銀渣化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 鉛銀渣篩分分析結(jié)果

由表2可知：該黃鐵礬渣粒度極細(xì)，基本上都在0.074 mm以下，其中除去溶解部分的渣，-0.025 mm粒級(jí)達(dá)到75.74%。銀品位隨著粒級(jí)的變細(xì)而上升，銀主要分布在-0.025 mm粒級(jí)渣中,這對(duì)浮選回收銀來(lái)說(shuō)相當(dāng)困難。

1.2 試驗(yàn)原理

（1）轉(zhuǎn)化。經(jīng)過(guò)洗滌后的鉛銀渣都是不溶性的化合物，其中有部分草黃鐵礬存在，鐵酸鹽、硅酸鹽化合物占的比例較高。試驗(yàn)采用氫氧化鈉進(jìn)行分解-轉(zhuǎn)化。氫氧化鈉和草黃鐵礬發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：

2A(SO4)2Fe3(OH)6+6NaOH==A2SO4+6FeOOH+3N a2SO4+6H2O

A—Na+、Ag+、NH4+等+1離子[3]。

（2）浮選。浮選是含有有價(jià)金屬的化合物表面在捕收劑的作用下形成親氣基（或疏水基），親氣基隨氣泡上浮形成泡沫層，刮泡回收氣泡上的精礦[4]。

1.3 試驗(yàn)儀器及藥劑

試驗(yàn)儀器：可控溫電爐、機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)、分析天平、XFDIII型掛槽式浮選機(jī)（1.5 L、1.0 L、0.5 L）、盤式過(guò)濾機(jī)、恒溫干燥箱。

試驗(yàn)藥劑：氫氧化鈉、硫化鈉、硫酸、丁銨黑藥、乙硫氮、異丙基黃藥、鉛銀渣。

2 結(jié)果與討論

2.1 轉(zhuǎn)化試驗(yàn)

前期已對(duì)四環(huán)鋅鍺浸出渣分解轉(zhuǎn)化進(jìn)行過(guò)大量試驗(yàn)，確定的最佳工藝條件為：轉(zhuǎn)化溫度≥80℃，轉(zhuǎn)化時(shí)間1 h，液固比3：1，堿用量80 kg/t。由于四環(huán)鋅鍺浸出工藝采用一段中浸、一段酸浸的常規(guī)浸出工藝，大部分的鐵不能浸出，僅有少部分的鐵以草黃鐵礬的形式進(jìn)入浸出渣中，因此試驗(yàn)僅對(duì)堿用量進(jìn)行了單因素考察。

試驗(yàn)條件：Pb-Ag渣原渣（干基）300g，液固比3：1，加藥溫度75℃，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間1h。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 氫氧化鈉用量對(duì)鉛銀渣分解轉(zhuǎn)化的影響

由表3可知：分解轉(zhuǎn)化后鉛銀渣中鋅、鐵、鉛、銀等品位均有較明顯的上升，渣中殘留的硫元素品位有較大幅度的下降。堿加入量直接影響鉛銀渣轉(zhuǎn)化效果，從渣中硫含量來(lái)看，隨著堿用量的減少硫含量在不斷升高，說(shuō)明渣中殘留的草黃鐵礬成分在逐漸升高，因此堿用量越大轉(zhuǎn)化效果越好；從最終pH來(lái)看，堿用量在40kg/t時(shí)，pH開始下降至8～10，考慮經(jīng)濟(jì)因素暫確定最佳堿用量為40 kg/t。

2.2 浮選單因素試驗(yàn)

2.2.1 pH值

圖1 pH對(duì)浮選指標(biāo)的影響

試驗(yàn)條件：溫度為常溫（約25℃），硫化鈉用量4kg/t，丁銨黑藥用量400g/t，乙硫氮用量200g/t，粗選時(shí)間4min，硫化時(shí)間20 min。pH對(duì)轉(zhuǎn)化后的黃鐵礬渣浮選的影響結(jié)果見圖1。

由圖1可知：隨著pH的增加，粗精礦Ag品位先增加后降低，而Ag回收率隨著pH的增加而增加，在pH增大到5以后，Ag回收率急劇增加；這是由于當(dāng)pH增加到5以后，浮選捕收劑的捕收能力與選擇性發(fā)生了變化，捕收劑的起泡性也進(jìn)一步的增強(qiáng)，選擇性變差，捕收能力增強(qiáng)，導(dǎo)致粗精礦產(chǎn)率增大，機(jī)械夾雜增加，Ag回收率大幅提高，但相應(yīng)的銀品位也較大幅度的下降。因此，浮選pH值為5.0左右時(shí)浮選指標(biāo)較佳。

2.2.2 硫化鈉用量及硫化時(shí)間

硫化鈉是浮選體系里很好的硫化劑，硫化鈉的用量與硫化時(shí)間對(duì)浮選有很大的影響。試驗(yàn)條件：溫度為常溫（約25℃），丁銨黑藥用量400g/t，乙硫氮用量200g/t，粗選時(shí)間4min，硫化鈉用量分別為1kg、3kg、5kg、7kg、10kg，硫化時(shí)間分別為10min、15min、20min、25min、30min。硫化鈉用量及硫化時(shí)間對(duì)浮選回收銀的影響結(jié)果分別見圖2、圖3。

圖2 硫化鈉用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖3 硫化時(shí)間對(duì)浮選指標(biāo)的影響

由圖2可知：隨著硫化鈉用量的增加，浮選粗精礦銀品位與回收率呈增加趨勢(shì)，當(dāng)硫化鈉用量超過(guò)5kg/t后趨于穩(wěn)定。考慮到藥劑成本，硫化鈉的適宜用量為5kg/t左右。

由圖3可知：隨著硫化時(shí)間的增加，浮選指標(biāo)逐漸變好，當(dāng)硫化時(shí)間達(dá)到20min左右以后，浮選指標(biāo)基本不再變化。因此，硫化時(shí)間控制在20min左右即可得到較好的硫化效果。

2.2.3 捕收劑

不同的捕收劑用量對(duì)浮選回收銀的影響不盡相同。在溫度為常溫（約25℃），硫化劑用量4 kg/t，粗選時(shí)間4min，硫化時(shí)間20 min的條件下，分別進(jìn)行了捕收劑丁銨黑藥和乙硫氮的用量試驗(yàn)，丁銨黑藥用量分別為100g/t、200g/t、400g/t、600g/t、800g/t，乙硫氮用量分別為40g/t、60g/t、80g/t、100g/t、120g/t。試驗(yàn)結(jié)果分別見圖4和圖5。

圖4 丁銨黑藥用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖5 乙硫氮用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響

由圖4可知：隨著丁銨黑藥用量的增加，銀品位先上升后下降，銀回收率逐漸增加。當(dāng)丁銨黑藥用量超過(guò)400 g/t后，銀品位大幅下降，這是因?yàn)椴妒談┒′@黑藥具有起泡性能，其用量增加后，浮選的機(jī)械夾雜過(guò)多所導(dǎo)致。

乙硫氮是銀的強(qiáng)化捕收劑，它可以一定程度的抑制Zn2+對(duì)浮選的影響，同時(shí)該藥劑對(duì)Ag礦物的捕收具有很好的加強(qiáng)作用，用量一般也較小，從圖5中可以看出，當(dāng)用量為100 g/t時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)較好。因此，確定乙硫氮用量為100 g/t。

2.2.3 最優(yōu)條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：溫度為常溫（約25℃），硫化鈉用量5 kg/t，丁銨黑藥用量400g/t，乙硫氮用量200g/t，粗選時(shí)間4min，pH值控制在5左右，活化時(shí)間20 min。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 最優(yōu)條件試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知：在最優(yōu)工藝條件下，經(jīng)過(guò)二次粗選粗精礦產(chǎn)率約15%左右，粗精礦銀品位達(dá)到2 kg/t以上，銀回收率在60%以上，鉛品位、鉛回收率均為20%左右。整體來(lái)看粗精礦銀品位達(dá)到了一定的富集效果，同時(shí)回收率也達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)，鉛品位較低需進(jìn)一步精選富集，鉛回收率也較低需進(jìn)一步粗選回收。

3 結(jié)論

（1）二期鉛銀精粉水洗最佳工藝條件（現(xiàn)行兩渣洗滌工藝）：溫度約為80℃，時(shí)間60min，液固比5：1，酸度(H2SO4)5g/L。洗滌后鉛銀精粉渣率為75%左右，銀品位提高至300～500g/t。

（2）鉛銀精粉分解轉(zhuǎn)化最佳工藝條件：液固比3：1，加堿溫度75℃，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間1h，氫氧化鈉用量40kg/t。轉(zhuǎn)化后鉛銀精粉中銀品位提高至400～500g/t左右。

（3）浮選最佳工藝條件：活化劑用量5kg/t，丁銨黑藥用量（400+200）g/t，乙硫氮用量（100+50）g/t，粗選時(shí)間（4+3）min，pH控制5左右，活化時(shí)間20min。浮選試驗(yàn)獲得的精礦銀品位為2375g/t，銀回收率達(dá)到80.08%。

由于洗滌后試驗(yàn)室過(guò)濾設(shè)備能力有限，在本試驗(yàn)中洗滌渣未進(jìn)行過(guò)濾只進(jìn)行沉降后將上清液抽除，因此洗滌渣中含水率在70%左右，造成洗滌渣中殘留了部分酸，在實(shí)際生產(chǎn)中氫氧化鈉加入量不會(huì)超過(guò)40 kg/t。