鉛銀渣轉化—浮選工藝研究

甄 勇

（四環鋅鍺科技股份有限公司，四川 雅安 625400）

濕法煉鋅技術發展過程中的一個重要課題是冶煉尾渣中有價金屬的綜合回收和渣無害化處理[1]。銀在鉛銀渣中的賦存狀態相當復雜，有大量的銀黃鐵礬存在，導致鉛銀渣直接浮選效果很不理想。因此，研究開發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，同時也為企業帶來經濟效益，為社會的進步提供更加有力的經濟保障，這具有重要意義[2]。

四環鋅鍺科技股份有限公司（下稱“四環鋅鍺”）20萬t鋅冶煉采用三個浸出系統運行。四環鋅鍺20萬t鋅冶煉采用一段中浸，一段酸浸的常規浸出工藝運行，此工藝每年可產出浸出渣（鉛銀渣）20萬t，渣中銀品位達到300～400 g/t。由于在工藝運行過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入浸出渣，對鉛銀渣造成污染，影響鉛銀渣中有價金屬Pb、Ag的品位。渣中Ag品位波動較大，同時有價金屬Pb品位較低，不能產生相應的經濟效益，造成了資源的浪費。鉛銀渣粒度極細，-0.025 mm粒級達到75.74%。銀品位較低，銀礦物主要為鐵礬中的結合銀形態存在，在光學顯微鏡與電鏡下未發現有明顯的銀礦物顆粒。通過對草黃鐵礬采用堿性轉化，渣中主要成分變為針鐵礦與硫酸鉛，銀礦物主要成分變為單質銀與硫化銀，實現鉛銀金屬單體分離，為浮選富集回收銀工藝創造條件。轉化-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、作業環境好等特點。

1 試驗部分

1.1 鉛銀渣性質

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

表1 鉛銀渣化學多元素分析結果

表2 鉛銀渣篩分分析結果

由表2可知：該黃鐵礬渣粒度極細，基本上都在0.074 mm以下，其中除去溶解部分的渣，-0.025 mm粒級達到75.74%。銀品位隨著粒級的變細而上升，銀主要分布在-0.025 mm粒級渣中,這對浮選回收銀來說相當困難。

1.2 試驗原理

（1）轉化。經過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。試驗采用氫氧化鈉進行分解-轉化。氫氧化鈉和草黃鐵礬發生的化學反應為：

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 試驗儀器及藥劑

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

試驗藥劑：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 結果與討論

2.1 轉化試驗

前期已對四環鋅鍺浸出渣分解轉化進行過大量試驗，確定的最佳工藝條件為：轉化溫度≥80℃，轉化時間1 h，液固比3：1，堿用量80 kg/t。由于四環鋅鍺浸出工藝采用一段中浸、一段酸浸的常規浸出工藝，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入浸出渣中，因此試驗僅對堿用量進行了單因素考察。

試驗條件：Pb-Ag渣原渣（干基）300g，液固比3：1，加藥溫度75℃，反應溫度80℃，反應時間1h。試驗結果見表3。

表3 氫氧化鈉用量對鉛銀渣分解轉化的影響

由表3可知：分解轉化后鉛銀渣中鋅、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化效果，從渣中硫含量來看，隨著堿用量的減少硫含量在不斷升高，說明渣中殘留的草黃鐵礬成分在逐漸升高，因此堿用量越大轉化效果越好；從最終pH來看，堿用量在40kg/t時，pH開始下降至8～10，考慮經濟因素暫確定最佳堿用量為40 kg/t。

2.2 浮選單因素試驗

2.2.1 pH值

圖1 pH對浮選指標的影響

試驗條件：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，粗選時間4min，硫化時間20 min。pH對轉化后的黃鐵礬渣浮選的影響結果見圖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pH增加到5以后，浮選捕收劑的捕收能力與選擇性發生了變化，捕收劑的起泡性也進一步的增強，選擇性變差，捕收能力增強，導致粗精礦產率增大，機械夾雜增加，Ag回收率大幅提高，但相應的銀品位也較大幅度的下降。因此，浮選pH值為5.0左右時浮選指標較佳。

2.2.2 硫化鈉用量及硫化時間

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間對浮選有很大的影響。試驗條件：溫度為常溫（約25℃），丁銨黑藥用量400g/t，乙硫氮用量200g/t，粗選時間4min，硫化鈉用量分別為1kg、3kg、5kg、7kg、10kg，硫化時間分別為10min、15min、20min、25min、30min。硫化鈉用量及硫化時間對浮選回收銀的影響結果分別見圖2、圖3。

圖2 硫化鈉用量對浮選指標的影響

圖3 硫化時間對浮選指標的影響

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，當硫化鈉用量超過5kg/t后趨于穩定?？紤]到藥劑成本，硫化鈉的適宜用量為5kg/t左右。

由圖3可知：隨著硫化時間的增加，浮選指標逐漸變好，當硫化時間達到20min左右以后，浮選指標基本不再變化。因此，硫化時間控制在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，粗選時間4min，硫化時間20 min的條件下，分別進行了捕收劑丁銨黑藥和乙硫氮的用量試驗，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。試驗結果分別見圖4和圖5。

圖4 丁銨黑藥用量對浮選指標的影響

圖5 乙硫氮用量對浮選指標的影響

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。當丁銨黑藥用量超過400 g/t后，銀品位大幅下降，這是因為捕收劑丁銨黑藥具有起泡性能，其用量增加后，浮選的機械夾雜過多所導致。

乙硫氮是銀的強化捕收劑，它可以一定程度的抑制Zn2+對浮選的影響，同時該藥劑對Ag礦物的捕收具有很好的加強作用，用量一般也較小，從圖5中可以看出，當用量為100 g/t時，試驗指標較好。因此，確定乙硫氮用量為100 g/t。

2.2.3 最優條件試驗

試驗條件：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，粗選時間4min，pH值控制在5左右，活化時間20 min。試驗結果見表4。

表4 最優條件試驗結果

由表4可知：在最優工藝條件下，經過二次粗選粗精礦產率約15%左右，粗精礦銀品位達到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。整體來看粗精礦銀品位達到了一定的富集效果，同時回收率也達到了預期的指標，鉛品位較低需進一步精選富集，鉛回收率也較低需進一步粗選回收。

3 結論

（1）二期鉛銀精粉水洗最佳工藝條件（現行兩渣洗滌工藝）：溫度約為80℃，時間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）鉛銀精粉分解轉化最佳工藝條件：液固比3：1，加堿溫度75℃，反應溫度80℃，反應時間1h，氫氧化鈉用量40kg/t。轉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，粗選時間（4+3）min，pH控制5左右，活化時間20min。浮選試驗獲得的精礦銀品位為2375g/t，銀回收率達到80.08%。

由于洗滌后試驗室過濾設備能力有限，在本試驗中洗滌渣未進行過濾只進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，在實際生產中氫氧化鈉加入量不會超過40 kg/t。