锌精矿多种金属分离新工艺研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 1 3 锌精矿多种金属分离新工艺研究 曹耀华，杨绍文，冯安生，李琦，高照国，金梅 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州4 5 0 0 0 6 摘要以内蒙较大型锌矿选矿精矿为研究对象，最终确立焙烧一硫酸浸锌、铜一氰化浸银工艺。z n 、c u 、 A g 浸出率分别为9 5 ．0 1 ％、9 4 ．1 3 ％、8 9 ．1 0 ％，并具有试剂耗量低、技术简单、易实施等优势。 关键词锌精矿；分离；锌；铜；银 中图分类号T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 { 2 0 0 5 0 6 0 0 1 3 0 3 S t u d yo nE x t r a c t i o na n dS e p a r a t i o nP r o c e s sf r o mZ i n cC o n c e n t r a t e s C A OY a o h u a ，Y A N GS h a o w e n ，F E N GA n s h e n g ，L I 、Q i ，G A OZ h a o g u o ，J I NM e i Z h e n g z h o uI n s t i t u t eo fM u l f i p u r p 。s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ．C A G S ．z h e r I g z h o u ，H e ．a n4 5 0 0 0 6 ，C h i n a A b s t r a c t An e wm e t a le x t r a c t i o na n ds e p a r a t i o np r o c e s so fz i n c ／s i l v e r ／c o p p e rf r o mc o m p l e xz i n cc o n c e n t r a t e sh a s b e e nd e v e l o p e di nw h i c hz i n ci se x t r a c t e dt h r o u g hr o a s ta n ds u l p h u r i ca c i dl e a c h i n gw h i l et h er e s i d u ei st r e a t e db y c y a n i d a t i o nt ol e a c hs i l v e r ．W i t hl o wr e a g e n tc o n s u m p t i o n ，t h ep r o c e s si se a s i l yc a r r i e dc o r r e s p o n d i n gt ol e a c h i n g r a t e so f9 5 ．0 1 ％Z n ，9 4 ．1 3 ％C ua n d8 9 ．1 0 ％A g ，r e s p e c t i v e l y ． K e y w o r d s Z i n cC o n c e n t r a t e ；S e p a r a t e ；Z i n c ；C o p p e r ；S i l v e r 随着国民经济的高速发展及市场对有色金属的 需求急剧增长，容易选矿的矿产资源日益枯竭。而 分布在我国许多省份的难选冶复杂低含量锌、铜、铅 等有色金属矿产资源，以共生、伴生矿床形式出现居 多，储量非常可观，该类矿产资源由于采用选矿方法 选取单一精矿金属回收率低，效果不理想，使大量该 类资源长期呆滞。因此寻求可供利用的综合回收多 种金属工艺，提高金属回收率，解决难选冶复杂有色 金属矿产回收中的技术关键，使该类资源中多种元 素得到利用，对提高矿床价值，增加经济效益，具有 重要现实意义。 该研究以内蒙某大型硫化锌精矿为原料，通过 筛选并制定适宜的工艺流程，最终选用焙烧一酸溶 锌、铜一氰化浸银工艺，实现了锌、铜、银的分离。具 有工艺简单，z n 、C u 、A g 等元素回收率高，易实施等 特点。 1 试验部分 1 ．1 试验原料 试验原料为内蒙某较大型硫化锌矿选后锌精 矿，原料主要化学成分Z n4 8 ．7 6 ％、C u2 ．2 4 ％、P b 0 ．6 1 掰，S3 1 ．2 8 弼、F e8 ．2 7 ％、A g8 1 9 9 ／t 。 1 ．2 试验试剂及设备 试验试剂硫酸、双氧水、锌粉等。 试验设备恒温水浴锅、电动搅拌机、旋片式真 空泵、光电天平、p H 计、干燥箱、箱式电阻炉等。 1 ．3 试验方法的选择 该研究首先进行了直接浸出、添加氧化剂浸出、 氧化焙烧浸出探索试验。在硫酸用量、浸出时间相 - 同条件下，直接硫酸浸出、添加氧化剂硫酸浸出，锌 浸出率均低于2 0 ％，氧化焙烧浸出，锌浸出率大于 9 0 ％，因此，选择氧化焙烧一酸浸技术路线。 1 ．4 试验原理[ ’2 】 作者简介曹耀华 1 9 6 6 一 ，女，河南驻马店人．副研究员，硕士研究生 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 该研究通过氧化焙烧使锌精矿中不可浸的锌、 铜等转化为可浸的硫酸盐或氧化物，经硫酸浸出使 其进入溶液，银进入浸渣中，再进行分离锌、铜和浸 银工序。 工艺过程反应式如下 焙烧、酸浸 M e S 2 0 2 M e S 0 4 1 M e S 1 ．5 0 2 M e o S 0 2 十 2 M e O 2 H M 一 H ，O 3 原料中赊含Z n 外，还含c u 、F e 等；经焙烧后多 以氧化物存在。它们与硫酸反应，生成或部分生成 可溶性的硫酸盐进入溶液。该精矿中铁大部分进入 溶液，通过调整p H ，并经氧化使溶液中亚铁离子以 F e ”沉淀除去。除杂质反应式如下 2 F e 2 2 H H 2 0 2 2 F e 3 2 H 2 0 4 F e ” 3 0 H 一 F e O H 3 5 氰化浸银在氰化物溶液中，当有氧存在下，A g 的溶解按以下反应式表示 4 A g 8 N a C N 0 2 2 H 2 0 4 N a A g C N 2 4 N a O H 6 1 ．5 试验原则工艺流程 该工艺流程为锌精矿一氧化焙烧一硫酸浸出 锌和铜一氰化浸银一酸浸净化液沉铜。 2 试验结果及讨论 2 2 ．1 焙烧一酸浸试验影响因素 该试验首先进行矿物焙烧，然后对焙砂进行硫 酸浸出锌、铜试验。焙烧在箱式电阻炉内实现，焙烧 条件为1 0 0g 精矿、原料粒度一0 ．1m m 、焙烧温度 6 5 0 ℃、焙烧时间2h ，焙砂产率1 1 3 ．6 ％～1 1 6 ．4 ％。 试验对硫酸浸出过程中影响主元素锌回收指标 的因素如酸用量、浸出温度、浸出时间、液固比等分 别进行了考察。试验结果分别见图1 - 4 。 2 ．1 ．1 硫酸用量对锌浸出率影响 硫酸用量对锌浸出率影响见图1 。 由图1 看出，硫酸用量为理论量的8 0 ％时，锌 浸出率为9 3 ．2 7 ％，理论用量时，锌浸出率为 9 4 ．5 4 ％，再增加酸量浸出率提高微小。兼顾锌回收 率和试剂消耗，选择8 0 ％理论量的硫酸用量。 2 ．1 ．2 浸出温度对锌浸出率影响 浸出温度对锌浸出率影响见图2 。 浸出温度高反应速度加快，有利于反应进行，锌 的浸出率提高，由图2 看出，浸出温度达8 0 ℃，锌浸 出率已达最佳值。 董 婷 丑 璐 莲 将 丑 财 c 硫酸用量 理沦量 膈 图1 硫酸用量对锌浸出率影响 F i g 1 T h ee f f e c to fH 2 s 0 4a m o u n t o RZ nl e a c h i n gr a t e 图2 浸出温度对锌浸出率影响 F i g ．2 T h ee f f e c to ft e m p e r a t u r e o nZ nl e a c h i n gr a t e 1 ．3 浸出时间对锌浸出率影响 浸出时间对锌浸出率影响见图3 。 芒 碍 丑 型 图3 浸出时间对锌浸出率影响 F i g ．3 T h ee f f e c to ft i m eo nZ nl e a c h i n gr a t e 随着浸出时间的延长，锌的浸出率明显提高，当 浸出时间达2h 后锌浸出率趋于稳定。 2 ．1 ．4 浸出液固对与锌浸出率影响 浸出液固比对锌浸出率影响见图4 。 试验的液固比过大过小都不理想 锌浸出率均 较低 ，因为，液固比大酸浓度较低；液固比小料液粘 稠，不能与酸充分接触，从而影响锌的浸出率。 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 墨 * 亡三 蹦 c 图4 浸出液固比对锌浸出率影响 F i g ．4 T h ee f f e c to fL ／Sr a t i oo nZ nl e a c h i n gr a t e ‘ 根据试验结果，选择浸出条件为硫酸用量为理 论量的8 0 ％～1 0 0 ％、浸出温度8 0 ℃、浸出时问2h 、 浸出液固比3 1 。 2 ．2 浸出渣处理 该试验进行了用氰化钠、氯化铵、硫脲等试剂浸 银试验，最终选用氰化钠为银的浸出剂。 以浸出渣为原料的氰化浸银试验结果见图5 。 i 婚 丑 型 ∞ N a C N 用量／ k gt - i 图5 氰化钠用量对银浸出率影响 F i g ．5 T h ee f f e c to fs o d i u mc y a n i d e a m o u n to nA gl e a c h i n gr a t e 由上图选择氰化钠用量1 0k g ／t 。 浸出其它条件液固比3 1 、氰化时间4 8h 。 2 ．3 浸出液处理 2 ．3 ．1 氧化剂用量对铁去除率影响 氧化剂用量对铁去除率影响见图6 。 除铁其它试验条件调p H 时常温，氧化温度 9 0 ℃、时间4 ～6h 。 该试验浸出后部分F e 进入浸出液，溶液中F e 含量8 ．8 6g ／L 。采用理论量1 ．5 倍的氧化剂和适 宜的操作条件，F e 的氧化去除效果很好，处理后溶 液F e 含量3 9 ～1 0m g ／I ，，F e 去除率达9 9 ．5 ％以上。 鋈 爵 逝 粕 之 H 2 0 用量 理论量 ，％ 图6 双氧水用量对铁除去率影响 F i g ．6 T h ee f f e c to f1 1 2 0 2c o n c e n t r a t i o n o f fF er e m o v a lr a t e 2 ．3 ．2 铜的分离回收试验 该试验使用粒度1 7 5 ～3 5 0 , u m 的锌粉，用量约 为理论量的2 ．5 - - 3 ．0 倍；控制适宜的搅拌和锌粉加 入方法等试验条件，以加速C u 沉淀和防止已沉淀 的C u 返溶，常温下可使9 9 ％的C u 沉淀，海绵C u 含 C u 达7 5 ％以上。 2 ．4 综合条件试验结果 对以上选择的条件进行了重复试验，3 次浸出 平行试验结果分别为Z n 浸出率9 4 - 8 0 ％、 9 5 ．5 1 ％、9 4 ．7 2 ％，平均9 5 ．0 1 ％；C u 浸出率 9 3 ．8 0 ％、9 4 ．5 2 ％、9 4 ．0 8 ％，- 平均9 4 ．1 3 ％；A g 浸出 率8 9 ．0 5 ％、8 8 ．7 5 ％、8 9 ．5 0 ％，平均8 9 ．1 0 ％。 由以上数据可以看出，该工艺较好地解决了 Z n 、C u 、A g 的分离问题。 3 结语 针对该类锌精矿特点，有效地实现硫化物向硫 酸盐的转化，较好地解决了Z n 、C u 、A g 等金属的有 效分离技术，具有有价金属回收率高，易实施等特 点。 参考文献 [ 1 ] 梅光贵，王德润，周敬元湿法炼锌学[ M ] ．长沙中南 大学出版社，2 0 0 l 5 2 5 3 ；9 9 ． [ 2 ] 徐天允，徐正春．金的氰化与冶炼[ M ] 沈阳沈阳黄 金学院出版社，1 9 9 3 1 4 ． 万方数据