锌浸出渣银浮选回收试验初探.pdf

2 0 1 8 年第6 期有色金属 选矿部分 3 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 6 ．0 0 7 锌浸出渣银浮选回收试验初探 李琛，韩俊伟，刘维，张添富，朱林 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要某锌浸出渣中含银2 2 8 ．2 4s ／t ，该浸出渣具有粒度细、酸性强、银的物相分布复杂等特点。针对该浸出 渣，试验采用添加乳化煤油选择性絮凝矿浆中的微细颗粒增大表观粒度，并通过洗矿调节矿浆p H 值以及降低矿浆中 锌离子的浓度。试验结果表明在p H 值5 ．4 7 的条件下，以六偏磷酸钠为分散剂，丁基铵黑药为捕收剂，M I B C 为起泡 剂，采用一次粗选两次扫选浮选工艺流程，可获得含银34 3 9s ／t ，回收率为7 6 ．5 4 ％的浮选精矿。 关键词锌浸出渣；银浮选；综合回收；二次资源 中图分类号T D9 5 2 ．3 ；T I D 5 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 6 - 0 0 3 5 - 0 5 P r e l i m i n a r yS t u d yo ft h eS i l v e rF l o t a t i o nE x p e r i m e n tf r o m t h eZ i n cL e a c h i n gR e s i d u e UC h e n ，H A NJ u n w e i ，L I UW e i ，Z H A N Gn 口咖，Z 日UL i n S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h e r ei s2 2 8 ．2 4g ／ts i l v e ri nt h ez i n cl e a c h i n gr e s i d u e ，w h i c hh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so ff i n e p a r t i c l es i z e ，h i g ha c i d i t ya n dc o m p l i c a t e dd i s t r i b u t i o n o fs l i v e rp h a s e ．A i m e dt h el e a c h i n gr e s i d u e ，t h i s e x p e r i m e n tu s e dt h ee m u l s i f i e dk e r o s e n et of l o c c u l a t et h et i n yp a r t i c l e sf o ri n c r e a s i n gt h ea p p a r e n tg r a n u l a r i t yo f t h ep a r t i c l e si nt h ep u l p ，i na d d i t i o n ，b ym e a n so fd i f f e r e n tw a s h i n gt i m e so ft h eo r et oa d j u s tt h ep Ho ft h e p u l pa n de l i m i n a t et h ea d v e r s ee f f e c to fz i n ci o n so nf l o t a t i o n ．T h er e s u l ti n d i c a t e dt h a t ，a d j u s t i n gt h ep u l pp H i n5 ．4 7c o n d i t i o n s ，a d d i n gs o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t ea sd i s p e r s a n t ，a m m o n i u md i b u t y ld i t h i op h o s p h a t ea s t h ec o l l e c t o ra n dM I B Ca sf o a m i n ga g e n ta n du s i n gaf l o w s h e e to fo n es t a g eo fr o u g h i n ga n dt w os t a g e so f s c a v e n g i n gf o rt h es i l v e rf l o t a t i o nc a no b t a i n e das i l v e rc o n c e n t r a t ew i t hs i l v e rc o n t e n ta n dr e c o v e r yo f34 3 9g ／ta n d 7 6 ．5 4 ％． K e yw o r d s z i n cl e a c h i n gr e s i d u e ；f l o t a t i o n ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y ；s e c o n d a r ym i n e r a lr e s o u r c e s 国内外锌冶炼技术主要分为火法炼锌与湿法 炼锌两种，其中湿法炼锌占据着锌产出总量8 0 ％ 以上，每年产生出大量富含多种有价金属元素的 锌浸出渣，不仅对生态环境造成极大的影响，亦造 成了资源的极大浪费引。随着经济建设对矿物 资源的需求日益增加，可开采资源的日益贫瘠，因 此如何对二次资源进行充分有效的利用是亟待解 决的问题。 目前，国内外对于锌浸出渣浮选法回收银进行 了大量研究，主要方法有直接浮选、载体浮选、高温 浮选、浸出一浮选等M 4 1 ，均能在一定程度上实现对 银的富集回收。本试验针对该浸出渣的物料性质， 收稿日期2 0 1 8 - 0 5 1 4 修回日期2 0 1 8 - 1 0 1 6 作者简介李琛 1 9 9 3 ，男，湖南衡山人，硕士研究生。 通讯作者韩俊生 1 9 8 7 ，男，内蒙古鄂尔多斯人，博士，教授。 在直接浮选的基础上，采用添加絮凝剂的方法，增大 浮选颗粒表观粒度，实现对银的有效回收。 1 原料性质 试验原料来自于锌焙砂经还原焙烧两段浸出后 的浸出渣，其中有近9 0 ％的银进入渣中。由于为低 中酸两段浸出，该浸出渣具有较强的酸性，对银矿物 浮选影响较大。浸出渣经测定有9 0 ．3 ％的颗粒粒 度小于3 7 斗m ，仅有1 0 ．7 ％大于3 7 斗m ，颗粒粒度较 小，不利于浮选回收。表1 为该浸出渣的主要元素 含量，表2 为该浸出渣银物相分析，图1 为该浸出渣 X R D 物相分析。 万方数据 3 6 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 重室圣 堡些生竺墅璺生 含量 2 1 ．5 44 2 ．0 43 ．90 ．8 90 ．0 22 ．7 17 ．4 60 ．7 72 2 8 ．2 4 图l 还原焙砂浸出渣X P ．d D 物相分析图 F i g ．1 X R Dp a t t e r no fz i n cl e a c h i n gr e s i d u e 由图l 可以看出，该浸出渣主要金属成分为锌、 铁、铅等，含量占7 0 ％左右，其中铁含量较多，大多 以氧化铁或铁酸锌形式存在，锌以铁酸锌和硫化锌 形式为主。脉石矿物主要为硅、钙、硫等的氧化物。 浸出渣中的银含量为2 2 8 ．2 4g ／t ，主要为金属单质 银，其次为硫化银，并有少量银赋存于硫化物中，三 者所含银占总银的9 5 ％以上，属于易浮选矿物。该 矿可回收银含量高，具有较高的回收价值以及理论 回收率。 2 浮选试验结果与讨论 试验采用一次粗选两次扫选浮选流程。由于试 样物料粒度较细，不需再进行磨矿。试验中使用的 设备为X F D 型0 ．5L 单槽浮选机，试验工艺流程见 图2 。 2 ．1 捕收剂种类试验 试验中的目的矿物主要为金属银与硫化银以及 赋存于硫化物中的银，初始矿浆p H 值为2 ．2 ，为考 察该浸出渣提取银的可行性，试验选用对硫化物具 有较好的捕收性能的黄药类药剂为捕收剂，六偏磷 酸钠10 0 0g ／t 作为微细粒浮选分散剂，M I B C1 0g ／t 浮 中矿2浮选尾矿 图2 捕收剂种类试验工艺流程图 F i g ．2 T h ef l o w s h e e to fd i f f e r e n tc o l l e c t o rt e s t 作为起泡剂，在未洗矿调浆的情况下，分别对五种试 剂进行浮选试验。图3 为浮选精矿品位与回收率结 果，图4 为精矿与中矿混合所得的混合精矿的品位 与回收率。 由图3 、图4 试验结果可以看出，相较于其它四 种捕收剂，在单独采用丁基铵黑药作为捕收剂时，可 得到较高的精矿品位，具有较好的选择性。但由于 矿物颗粒过细，药剂不易吸附于矿物颗粒表面，并且 矿物颗粒与气泡碰撞黏附概率较小，从而使大量目 的矿物并未随着气泡上浮，导致回收率偏低哺- l o 】。 因此在以丁基铵黑药作为捕收剂的基础上，试验采 用添加乳化煤油作为微细粒浮选辅助捕收剂，进行 下一步试验。 2 ．2 乳化煤油用量试验 非极性油在微细粒浮选领域具有较多的研究， 在微细粒矿物的疏水絮凝分选中，非极性油增强了 万方数据 2 0 1 8 年第6 期 李琛等锌浸出渣银浮选回收试验初探 3 7 图3 捕收剂种类试验精矿结果 F i g ．3 T h et e s tr e s u l t so nd i f f e r e n tc o l l e c t o r s 图4 捕收剂种类试验混合精矿结果 F i g ．4 T h em i x e dc o n c e n t r a t er e s u l t s o nd i f f e r e n tc o l l e c t o r s 矿物的表面疏水性，并在矿物颗粒之间形成桥连带， 使微细颗粒团聚在一起，增大矿物的表观粒度，生成 更易于被捕收剂吸附的大型颗粒，从而更易于附着于 气泡上浮。煤油为非极性油的一种，具有良好的疏水 性和捕收能力，但由于其疏水性过强，表面张力过大， 在矿浆中易呈大液滴形态，从而不能很好的分散于矿 浆之中。煤油的乳化可使煤油具有更好的分散性，让 煤油以一种微细形态分布于矿浆中，乳化剂将煤油与 水之间的表面张力降低至几十分之一，煤油被搅拌分 散后，在油水表面形成一层隔离膜，防止小油滴之间 发生再次团聚成大液滴，使煤油具有良好的分散性， 从而增大了与目的矿物的附着概率1 。1 4 1 。 该段试验采用丁基铵黑药3 6 0g ／t 作为捕收剂， 六偏磷酸钠10 0 0g ／t 作为分散剂，起泡剂M I B C 添 加量为1 0g ／t 进行乳化煤油用量试验。图5 为试验 流程图，图6 为浮选精矿结果，图7 为混合精矿 结果。 浮选精矿 原矿 ●_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 2 | 六偏磷酸钠10 0 0 1 5 | K 丁基铵黑药3 6 0 1 I M I B C1 0 粗I 选 E 鲁亨5 弓 1 2 | 六偏磷酸钠5 0 0 2 I 丁基铵黑药1 8 0 1 I M I B C l 0 扫l 选I 2 2 I 六偏磷酸钠2 0 0 l 2 I 丁基铵黑药1 8 0 I1 I M I B C l 0 中矿1 扫l 选Ⅱ． 尸5 尹气 中矿2浮选尾矿 图5 乳化煤油用量试验工艺流程图 F i g ．5 T h ef l o w s h e e to nd o s a g e o fE m u l s i f i e dk e r o s e n e 图6 乳化煤油用量试验精矿结果 F i g ．6 T h et e s tr e s u l t so nd o s a g e o fE m u l s i f i e dk e r o s e n e 乳化煤油用量， g t - 1 图7 乳化煤油用量试验混合精矿结果 F i g ．7 T h em i x e dc o n c e n t r a t er e s u l t so n d o s a g eo fE m u l s i f i e dk e r o s e n e 由图6 可知，银精矿中银的回收率随着乳化煤 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 油用量的增加而增加，当乳化煤油用量为1 5 0g ／t 时，银精矿中银的回收率可达6 3 ．7 ％；而银精矿的 品位随着乳化煤油用量从0g ／t 增加到5 0g ／t ，银精 矿品位从11 0 2 ．2g ／t 增加到15 9 6 ．9g ／t ，增加乳化 煤油用量到8 0g ／t ，银精矿品位急剧下降，继续增加 乳化煤油用量，银精矿品位变化不大。因此适量的 乳化煤油不仅增强了浮选药剂对银矿物的选择性， 亦强化了对细粒级银矿物的回收，使浮选指标得到 很大的改善。图7 为混合精矿的银品位、回收率与 乳化煤油用量的关系，从图7 中可以看出银精矿品 位与回收率在乳化煤油用量为5 0g ／t 前后银品位急 剧下降，回收率上升，当乳化煤油用量超过5 0g ／t 时，回收率接近9 0 ％，但是此时的精矿品位偏低，由 于乳化煤油的过量添加导致药剂在矿浆中失去选择 性，将目的矿物与其它微细颗粒絮凝一起上浮被回 收，导致精矿品位的下降，从而浮选指标变差。因此 综合考虑，乳化煤油用量5 0g ／t 时为最理想的试验 条件。 2 ．3 矿浆p H 值对银浮选指标的影响 在银矿物的浮选过程中，锌离子浓度与矿浆p H 值均对浮选指标具有很大的影响。随着矿浆中锌离 子的浓度增加，银的腐蚀电流下降，对银矿物的浮选 产生了抑制作用，阻碍了银与黄药类捕收剂反应，从 而导致捕收剂对银的捕收能力下降。矿浆p H 值与 捕收剂性能及矿物表面电位密切相关。p H 值影响 着离子型捕收剂的解离，当p H 值过低时，黄药类捕 收剂解离受到抑制，在矿浆中无法分解成更多的有 效离子，导致浮选指标下降，只有在合适的p H 值条 件下，捕收剂中的有效离子才能得到更好的分解，更 有利于与目的矿物结合反应，从而得到合适的浮选 指标‘㈣1 。 综上所述，该阶段试验采用不同的洗矿次数得 到不同的矿浆p H 值条件进行浮选。通过洗矿不仅 可以调节矿浆p H 值亦可削弱矿浆中锌离子的影 响，从而得到不同的浮选条件。固定六偏磷酸钠用 量10 0 0g ／t ，乳化煤油用量5 0g ／t ，丁基铵黑药用量 3 6 0g ／t ，M I B C 用量1 0g ／t ，采用一次粗选两次扫选 试验流程。试验结果如图8 和图9 所示。 由图8 可看出当矿浆p H 值升高时，银精矿回 收率先增高后降低，但后续降低幅度不大。当矿浆 p H 值为3 时，银精矿中银回收率可达5 9 ．3 7 ％。而 银精矿品位随着p H 值升高而增加，在p H 值为5 ．4 7 时达到最大值，精矿品位从初始15 9 6 ．9g ／t 提高到 58 0 8 ．6g ／t ，增加了近4 倍，继续增加p H 值银精矿 冰 锝 擎 回 图8 矿浆p H 值试验精矿结果 F i g ．8 T h et e s tr e s u l t so nd i f f e r e n tp Hv a l u e 图9 矿浆p H 值试验混合精矿结果 F i g ．9 T h em i x e dc o n c e n t r a t er e s u l t s o nd i f f e r e n tp Hv a l u e 品位急剧下降，药效较差。图9 混合精矿品位及回 收率与图7 趋势相近。在矿浆p H 值为5 ．4 7 的条 件下，混合精矿品位可达34 3 9s ／t ，回收率达到 7 6 ．5 4 ％，虽回收率相较于p H 值为4 ．1 7 条件下下 降6 个百分点，但品位有明显的增加，提高将近一 倍。因此综合考虑，在矿浆p H 值为5 ．4 7 条件下银 精矿浮选可得最优的效果，最终得到浮选精矿品位 34 3 9g ／t ，回收率为7 6 ．5 4 ％的浮选指标。实现了对 锌浸出渣中银的有效回收。 2 ．4 起泡剂的添加对银浮选指标的影响 在矿浆p H 值为5 ．1 2 ，分散剂六偏磷酸钠10 0 0g ／t ， 捕收剂丁基铵黑药用量3 6 0g ／t ，乳化煤油用量 5 0g ／t ，起泡剂M I B C1 0g ／t 的条件下，进行银浮选， 考察起泡剂对银浮选影响。结果见表3 。由表3 可 知，添加起泡剂后，银精矿品位增加近10 0 0s ／t ，回 收率增加1 1 ．1 8 ％，浮选指标得到明显的改善，因 此，起泡剂的添加对银的浮选起到了重要作用。 万方数据 2 0 1 8 年第6 期 李琛等锌浸出渣银浮选回收试验初探 3 9 表3起泡剂添加试验结果 T a b l e3T h et e s tr e s u l t so nb l o w i n ga g e n t 原矿处理方式产品名称产秘％ 等等 回6 ％．- ／ 精矿 5 ．1 234 3 9 7 6 ．5 4 添加起泡剂尾矿 9 4 ．8 85 72 3 ．4 6 合计 1 0 0 ．0 2 3 0 ．5 11 0 0 ．0 3结论 1 该浸出渣中含银2 2 8 ．7g ／t ，矿物颗粒粒度 9 0 ％以上小于3 7I ．L m ，银存在形态较为复杂，主要以 金属银和硫化银为主，占总银的9 0 ％以上。其它矿 物以铁酸锌、褐铁矿以及硫化锌形态为主。脉石矿 物主要为硅、钙、硫等的氧化物。 2 浮选试验结果表明，以六偏磷酸钠为分散 剂，乳化煤油为辅助捕收剂，丁基铵黑药为捕收剂， M I B C 作为起泡剂，p H 值为5 ．4 7 ，采用一次精选两 次扫选工艺流程的试验条件下，开路试验所得银混 合精矿品位为34 3 9g ／t ，回收率为7 6 ．5 4 ％的良好 浮选指标，很好的实现了该浸出渣中银资源的综合 回收。 参考文献 [ 1 ] 彭容秋，任鸿久，张训鹏，等．锌冶金[ M ] ．长沙中南大 学出版社，2 0 0 5 1 - 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