“浮選-焙燒-浸出”聯合工藝綜合回收硫精砂中有價金屬的試驗研究

徐飛飛，黃國賢

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

甘肅某硫精砂中有價金屬為銅、鉛、鋅、硫、鐵、金、銀，有價元素較多，含量較低，綜合利用難度較大，采用傳統浮選或單一化學浸出等方法難以實現綜合回收的目的。

本文針對此硫精砂進行了“硫精砂浮選-精礦氧化焙燒-焙燒渣酸浸提取銅鋅-酸浸渣無毒浸出提取金銀-金銀浸出渣回收鐵”工藝綜合回收有價金屬的研究，試驗結果表明技術方案可行，可為硫精砂資源綜合利用提供強有力的技術支撐[1]。

1 礦石性質

實驗原料為某多金屬選廠浮選尾礦，其多元素化學分析結果見表1，銅、鉛、鋅、鐵物相分析結果見表2～5。

表1 硫精砂多元素化學分析結果 /%

表2 銅物相分析結果/%

表3 鉛物相分析結果/%

表4 鋅物相分析結果/%

表5 鐵物相分析結果/%

由表1可知，該硫精砂中銅、鉛、鋅、硫、鐵、金、銀均可作為有價金屬綜合回收。表2-表5物相分析結果表明，鉛、鋅、鐵主要以硫化物形式存在，銅氧化率為15.28%。

2 實驗結果及討論

2.1 浮選試驗

圖1 閉路試驗流程

通過浮選，使硫精砂中銅、鉛、鋅、金、銀、鐵、硫得到進一步富集，減少雜質成分含量[2]，提高有價元素的品位，為后續工序提供高質量的原料，達到減少凈化除雜工序、簡化工藝流程、獲得較高產品質量的目的。為了尋求浮選的最佳指標，我們對硫精砂原料分別進行了磨礦細度、硫鐵礦活化劑選擇及用量、捕收劑（起泡劑）選擇及用量的條件調優試驗，最終獲得最佳條件。小型閉路試驗流程及條件見圖1，試驗結果見表6。試驗結果表明，經過浮選富集，獲得的硫精砂精礦硫品位達到49%以上，銅、鉛、鋅、金、銀、鐵等有價金屬也得到有效富集，獲得較好的回收率指標[3]。

表6 閉路試驗結果/%

2.2 氧化焙燒試驗

氧化焙燒試驗的原料為浮選精礦。在高品位的硫精砂精礦中，有價元素多以硫化物的形式存在，硫化物在較高溫度下焙燒，硫化銀和未被氧化的FeS2相互作用生成低熔點固溶體銀冰銅，這種形態的銀很難被浸出，而硫化銅則生成鐵酸銅，造成后續銅、金銀浸出工序難以獲得較好的浸出效果，因此，必須合理控制焙燒溫度，一方面使焙燒過程在較低溫度下進行，避免銅、銀生成不易浸出銀冰銅和鐵酸銅，另一方面又要使精礦中的硫充分氧化，確保焙燒渣中各種有價金屬裸露出來，以便有利于后續浸出工序有價元素的回收。

為了尋求氧化焙燒的最佳指標，采用單一變量法，對浮選精礦分別進行了氧化焙燒溫度、焙燒保溫時間的條件調優試驗。試驗流程見圖2氧化焙燒工藝及各工序試驗條件[4]。

最終確定氧化焙燒試驗綜合條件為：焙燒溫度700℃、焙燒時間為4h，獲得的焙燒渣中有價元素品位為銅0.59% 、鉛0.46%、鋅5.53%、硫0.41%、鐵59.82%、金2.21g/t、銀品位110g/t。鉛由于在氧化焙燒的過程中揮發了一部分（工業上揮發掉的鉛可從煙塵中回收），留在焙燒渣中的鉛回收價值不大，因此，對鉛沒有進行回收。

2.3 酸浸試驗

酸浸試驗以氧化焙燒渣為原料。焙燒渣中的銅、鉛、鋅、鐵主要以氧化物的形式存在，對焙燒渣進行酸浸，銅、鋅將以硫酸銅、硫酸鋅的形式留在酸浸液中，而鉛生成硫酸鉛沉淀留在酸浸渣中，鐵由于在焙燒過程中生成的氧化鐵顆粒表面鈍化比較嚴重，只有一小部分被浸出來損失在浸液中，絕大部分仍留在酸浸渣中，從而實現銅、鋅與鉛、鐵、金、銀分離的目的。

為了尋求酸浸的最佳指標，采用單一變量法，對焙燒渣分別進行了硫酸濃度、酸浸溫度、礦漿液固比、及酸浸時間的條件調優試驗。試驗流程見圖2酸浸工藝及各工序試驗條件。最終確定酸浸試驗綜合條件及試驗結果見表7。

表7 酸浸綜合條件試驗結果/%

由表7可知，銅、鋅浸出率分別為82.92%、92.95%，對應原料硫精砂的回收率分別為71.04%、87.16%，獲得的酸浸渣中有價元素品位為銅0.10% 、鉛0.49%、鋅0.40%、硫0.27%、鐵61.72%、金2.36g/t、銀品位117g/t，其中鐵的回收率96.47%，由于金銀不溶于硫酸，酸浸渣中金銀可視為無損失，該酸浸渣即為下一步提取金、銀的原料。

2.4 金銀浸出試驗

金銀浸出試驗以酸浸渣為原料，以石灰為礦漿pH調整劑，浸出劑采用我院自主研制的非氰浸出劑，該浸出劑主要成分為銨類及含氮化合物。

為了尋求金銀浸出的最佳指標，采用單一變量法，對酸浸渣分別進行了礦漿pH值、浸出劑濃度、礦漿液固比、浸出時間的條件調優試驗。

試驗流程見圖2金銀浸出工藝及各工序試驗條件。最終確定金銀浸出試驗綜合條件及試驗結果見表8。

表8 金銀浸出綜合條件試驗結果

由表8可知，金、銀浸出率分別為83.50%、70.46%，對應原料硫精砂的回收率分別為76.04%、61.24%，獲得的浸出渣即為鐵精礦，該鐵精礦中含鐵61.83%，鐵回收率87.62%，鐵精礦中其它元素含量分別為銅0.08% 、鉛0.49%、鋅0.34%、硫0.28%、鐵61.83%、金0.38g/t、銀34.5g/t，可作為鐵精礦出售。

3 結語

（1）原料分析結果表明，硫精砂中有價元素含量分別為銅0.36%、鉛0.96%、鋅3.03%、鐵34.55、金1.26g/t、銀65.00g/t、硫40.78%，總的來說，硫精砂中有價元素較多，含量較低，綜合利用難度較大。

（2）針對硫精砂物化性質，提出了可行的綜合回收工藝技術方案， 試驗結果表明，采用“硫精砂浮選-精礦氧化焙燒-焙燒渣酸浸提取銅鋅-酸浸渣無毒浸出提取金銀-金銀浸出渣回收鐵”的工藝方案，可實現從硫精砂中有效回收銅、鉛、鋅、鐵、金、銀等有價元素的目的。

綜合試驗獲得各有價元素的回收率分別為：銅回收率71.04%、鋅87.16%，金76.04%、銀61.24%。酸浸渣無毒浸出提取金銀后的浸出渣為鐵精礦，鐵精礦中鐵品位61.82%，鐵回收率87.62%。鉛由于在氧化焙燒的過程中揮發了一部分（工業上揮發掉的鉛可從煙塵中回收），留在焙燒渣中的鉛回收價值不大，因此，對鉛沒有進行回收。

該工藝的優點是工藝流程對環境污染小，后續可獲得經濟價值較高的產品（如焙燒渣酸浸后，浸出液用鋅粉置換銅可獲得海綿銅、硫酸鋅），綜合回收效果好。

（3）研發的環保型金銀浸出劑，其主要成分為銨類及含氮化合物，可有效提高金、銀浸出率，降低藥劑對環境的污染。