低品位氧化鋅礦浸出試驗研究

摘 要：文章以蘭坪低品位氧化鋅礦為研究對象，在銨鹽氨水、銨鹽-氨水混合體系中，詳細考察了反應溫度、攪拌強度、攪拌時間、液固比、不同磨礦細度及不同銨鹽的混合體系對浸出率的影響。試驗發現：在條件為氨水濃度4mol/L、氟化銨濃度4mol/L、-0.074mm占98%、液固比4：1、攪拌強度400r/min浸出時間3h時浸出效果最好，浸出率達到86.38%。

關鍵詞：氧化鋅礦；氨浸；浸出率；浮選；影響因素

云南蘭坪鉛鋅礦是目前我國儲量最大的鉛鋅礦床，礦物組成復雜，礦泥量大，鈣鎂含量高，鉛、鋅氧化率高，根據氧化鋅的兩性以及氨水對金屬有選擇性吸收的特點，本試驗采用氨-銨體系處理難選氧化鋅礦石，并對其機理進行了初步研究。

1 試驗概述

1.1 試驗方法

將試驗所需礦石用球磨機磨至所需粒度，稱取一定質量、已知粒度的氧化鋅礦加入到一定濃度和溫度的氨性浸出液中，使用恒溫水浴鍋進行加熱，精密增力電動攪拌器進行攪拌浸出。

1.2 試驗藥劑與設備

藥劑：氨水、氟化銨、硫酸銨、碳酸銨、氯化銨。

設備：錐形球磨機、恒溫干燥箱、數顯攪拌機、數顯恒溫水浴鍋、布氏抽濾裝置、三頸燒瓶、水銀溫度計等。

1.3 磨礦試驗

本試驗采用球磨機磨礦，每次取500g原礦并加272mL水，自11min開始，步長取2min逐漸遞增。將不同磨礦時間處理的產品使用200目標準篩進行篩分，并繪制磨礦細度曲線。由磨礦細度曲線可知：隨著磨礦時間的增加，磨礦產品中粒徑-0.074mm的礦石含量也不斷增加，當磨礦時間達到21min時，-0.074mm的礦石含量趨于穩定，且此時達到98%。

2 原礦性質

本試驗所選用的礦樣采自云南蘭坪，屬高品位氧化鋅礦，是一種具有代表性的礦石。對其分析結果如下：碳酸鋅8.56%、硅鋅礦0.52%、硫化物0.90%、鋅鐵尖晶石0.27%。由物相結果可知，原礦中總鋅含量為10.25%，鋅的氧化率高達91.22%，屬于高氧化率氧化鋅礦。

3 試驗機理

氧化鋅礦中的各種形態的鋅與氨，銨鹽溶液反應，鋅呈鋅氨絡離子進入溶液，生成鋅氨配合物（主要是四氨合鋅配合物），從而實現其與脈石的分離。主要反應為：

4 浸出條件試驗

4.1 氨-銨浸出體系選擇

分別以實驗室常見的氟化銨、氯化銨、硫酸銨、碳酸銨等幾種銨鹽與氨水組成不同氨-銨組合體系進行浸出，條件為水浴鍋恒溫25℃，攪拌速度400r/min，浸出時間3h，液固比為4：1。由試驗結果可知：在氨水-銨鹽混合體系中銨鹽的選擇試驗上，試驗結果相對較好的是氟化銨，其鋅的浸出率為75.65%，其次為硫酸銨，其鋅的浸出率為73.60%。所以，根據試驗結果在氨水-銨鹽混合體系選擇上，確定氨水與氟化銨體系最適合于作為本礦石的浸出體系。

4.2 磨礦細度對浸出率的影響

在溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，液固比為4：1，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1，攪拌速度400r/min，浸出時間3h的條件下，考察對不同礦物細度（磨礦時間）對鋅浸出率的影響。由試驗結果可知：鋅的浸出率隨磨礦細度的增加而升高，當磨礦細度-0.074mm占98%時，浸出率達到71.43%。但細度過細，會使礦漿黏度增大，反而降低浸出速率，同時增加磨礦費用，給固液分離作業造成困難。

4.3 總氨濃度對浸出的影響

由試驗結果可知：鋅的浸出率隨著總氨濃度的增大而增加，當總氨濃度在0～8mol/L范圍內，浸出率受總氨濃度的影響較大。當總氨濃度為8mol/L時，浸出率（%）達79.98%。當總氨濃度大于8mol/L時，浸出率基本保持不變，浸出率受總氨濃度的影響較小。

4.4 氨/銨比對鋅浸出率的影響

在溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，固定總氨濃度8mol/L，液固比為4：1，攪拌速度400r/min，磨礦細度-0.074mm占98%，浸出時間3h的條件下，考察不同的氨/銨比對鋅進出率的影響。由試驗結果可知：當總氨濃度相同時，浸出劑中銨鹽的物質的量濃度越高，浸出效果越弱，且單一氨水浸出體系的浸出效果與氨銨比為1：1時的氨-氟化銨浸出體系的浸出效果在高液固比條件下相差不大。氨與銨鹽比為1：1時鋅的浸出效果較明顯，可達81.98%。

4.5 液固比對鋅浸出率的影響

在溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1，攪拌速度300r/min，磨礦細度-0.074mm占98%，浸出時間3h的條件下，考察液固比對鋅浸出率（%）的影響。由試驗結果可知：鋅的浸出率隨礦漿液固比的增大而提高，當液固比大于4：1之后，鋅的浸出率增長緩慢。因此，確定最佳液固比為4：1。

4.6 浸出時間對鋅浸出率的影響

在溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，液固比4：1，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1，攪拌速度400r/min的條件下，磨礦細度-0.074mm占98%，考察浸出時間對鋅浸出率（%）的影響。由試驗結果可知浸出時間越長，可浸出相的浸出率也越大，當浸出時間達到3h時，浸出率達到最大值84.27%，因此，該礦的最宜浸出時間為3h。

4.7 攪拌強度對鋅浸出率的影響

在溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，液固比4：1，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1的條件下，磨礦細度-0.074mm占98%，浸出時間為3h，考察不同的攪拌強度對鋅浸出率的影響。由試驗結果可知：攪拌速度在0r/min-400r/min范圍內，氧化鋅礦的浸出率有明顯提升，但當攪拌速度為400r/min時，其浸出率突然下降。分析其原因有可能是因為攪拌強度過大導致浸出劑的揮發量增加，從而使浸出率下降。

4.8 全流程最優條件浸出試驗

為了考察該氧化鋅礦的最終浸出效果，本研究進行了上述條件的優化試驗，試驗固定條件為：溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，液固比4：1，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1的條件下，磨礦細度-0.074mm占98%，浸出時間為3h。針對原礦最終鋅的浸出率為86.38%。

5 結果討論

試驗采用氨浸法，所得結論如下：

（1）對于該高品位氧化鋅礦，單一氨水浸出體系效果最好，氨水-氟化銨浸出體系效果與之相近，氨水-氯化銨浸出體系效果最差。

效果排序為：單一氨水>氨水-氟化銨>氨水-硫酸銨>氨水-碳酸銨>氨水-氯化銨。

（2）對浸出效果影響最為顯著的是液固比和浸出溫度。

（3）在條件為氨水濃度4mol/L、氟化銨濃度4mol/L、磨礦細度-0.074mm占98%、液固比4：1、浸出時間3h時浸出效果最好，浸出率達到86.38%。

參考文獻

[1]鄧昕.國外鉛鋅資源概[J].世界有色金屬，2008（10）：41-46.

*通訊作者：章曉林（1977，2-）。