水浸—浮選法回收鋅濕法冶煉渣中銀的研究

摘要：浮選是回收鋅濕法冶煉渣中銀的重要手段之一。然而，冶煉渣中的可溶性離子對銀的浮選行為產(chǎn)生影響，同時冶煉渣粒度、礦物組成等參數(shù)亦對浮選效果產(chǎn)生影響。通過工藝礦物學(xué)分析與鋅冶煉工藝參數(shù)分析，優(yōu)化并設(shè)計了最佳浮選回收銀流程，并提出了改進(jìn)浮選法回收鋅濕法工藝的銀精礦冶煉方法。研究結(jié)果表明，常溫常壓水浸—浮選法所得的銀精礦產(chǎn)率及銀回收率均高于直接浮選。最終所得粗精礦銀品位3 262.46 g/t、回收率81.84 %，實現(xiàn)了銀精礦的充分回收。研究方法為銀精礦的高效回收提供了參考，有助于解決銀資源短缺的問題，并為銀的可持續(xù)利用提供了新的途徑。

關(guān)鍵詞：浮選法；銀精礦；濕法冶煉；鋅；冶煉渣；工藝改進(jìn)

[中圖分類號：TF111 文章編號：1001-1277（2025）03-0031-04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.11792/hj20250305 ]

引言

當(dāng)前，全球約80 %的鋅生產(chǎn)采用濕法冶金技術(shù)。鋅精礦中的銀經(jīng)過焙燒和浸出后，主要富集于鋅浸出渣內(nèi)［1］。鑒于全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，銀作為一種關(guān)鍵的貴金屬，在電子、通信、醫(yī)療、珠寶等多個領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景［2］。然而，由于近年來大規(guī)模的礦山開采及高品位銀礦的大量消耗，銀資源的存量日益緊張。因此，人們開始將注意力轉(zhuǎn)向二次資源的開發(fā)，特別是從鋅濕法冶煉渣等工業(yè)廢棄物中回收銀，這已成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)［3］。在資源日益稀缺、銀消耗量持續(xù)上升的背景下，從鋅浸出渣中回收銀對于合理利用資源、提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實意義［4］。本研究旨在對鋅濕法冶煉渣進(jìn)行工藝礦物學(xué)分析，并創(chuàng)新性地結(jié)合鋅冶煉工藝參數(shù)及流程優(yōu)化，設(shè)計出最佳的浮選回收銀流程，以期提高鋅濕法冶煉渣的綜合利用水平，并實現(xiàn)銀的高效回收。

1鋅濕法冶煉渣工藝礦物學(xué)

試樣預(yù)處理涉及物理操作去除雜質(zhì)和調(diào)整粒度。根據(jù)冶煉渣特性和礦物形態(tài)，選用化學(xué)試劑進(jìn)行浸出或溶解。浸出液經(jīng)過濾和洗滌去除不溶物。凈化處理包括沉淀、離子交換和萃取，以去除雜質(zhì)。選擇沉淀劑或電解條件，根據(jù)礦物特性沉淀或電解。對產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、干燥和煅燒，得到銀精礦或其他產(chǎn)物［5-6］。試樣制備流程如圖1所示。

由表1可知：鋅濕法冶煉渣中Ag品位較高，為624 g/t；SiO2、CaO、S等含量相對較高，這些元素可能以硅酸鹽、硫酸鹽等形式存在，可能對銀的回收產(chǎn)生一定影響［7-8］。同時，Zn、Pb、Cu等有色金屬元素的存在也表明該鋅濕法冶煉渣可能具有回收多種金屬的潛力［9-10］。

在鋅濕法冶煉渣中，銀的賦存狀態(tài)主要表現(xiàn)為兩種形式［11］：其一，銀以獨(dú)立礦物的形式存在，如銀黝銅礦、輝銀礦等，是主要賦存形態(tài)；其二，銀以類質(zhì)同象的方式嵌入到其他礦物的晶格中，即銀原子取代了晶格中相似原子的位置［12］。此外，銀也可能以吸附態(tài)存在于鋅濕法冶煉渣的表面或孔隙中，盡管這種賦存形態(tài)在直觀上不如獨(dú)立礦物明顯，但在礦石中，它亦是一種常見的銀賦存方式。

2浮選法回收鋅濕法冶煉渣中銀

在鋅濕法冶煉渣的浮選試驗中，金屬離子對工藝流程的影響顯著。鋅作為濕法冶煉渣中的主要金屬元素之一，其離子濃度的升高可能導(dǎo)致銀精礦指標(biāo)的惡化［13］，因為鋅離子與浮選藥劑的反應(yīng)降低了藥劑的選擇性和活性，從而導(dǎo)致銀回收率下降。其他金屬離子，如銅離子和鐵離子，在攪拌過程中，由于溶解而釋放出大量可溶性金屬離子，同樣嚴(yán)重干擾了礦漿浮選的結(jié)果［14］。鋅離子的水解反應(yīng)如式（1）～（3）所示，銅離子的水解反應(yīng)如式（4）、式（5）所示，鐵離子的水解反應(yīng)如式（6）、式（7）所示。

在藥劑種類及用量的選擇中，捕收劑的選取對于浮選銀礦物尤為關(guān)鍵。例如，改性黑藥類捕收劑CY-1在無堿條件下能夠顯著提高銀回收率。抑制劑的作用在于抑制無用礦物的上浮。礦漿pH的調(diào)節(jié)對礦物表面親水性、電性及捕收劑吸附效果具有重要影響，通過添加酸堿調(diào)節(jié)劑，如石灰、硫酸等，可以將礦漿的pH調(diào)整至適宜范圍［15］。礦漿濃度對浮選效率和精礦質(zhì)量有直接影響。礦漿濃度過低會導(dǎo)致回收率降低；而濃度過高則可能引起精礦質(zhì)量下降和能耗增加。通過試驗確定適宜的礦漿濃度范圍，在確保精礦質(zhì)量的同時提升回收率［16］。此外，還需考慮礦石性質(zhì)和浮選條件變化對礦漿濃度的影響。

3結(jié)果與討論

某冶煉公司采用一次粗選回收高酸鋅濕法冶煉渣中銀，但回收率較低。考慮到鋅濕法冶煉渣在浮選攪拌過程中溶出金屬離子影響銀浮選指標(biāo)，因此考慮水浸預(yù)處理去除溶出的金屬離子及可溶性鹽，以提高銀浮選回收率。

3.1水浸試驗

鋅濕法冶煉渣化學(xué)成分分析結(jié)果表明，其含有Zn、Cu、Fe，在酸性條件下易水解形成對應(yīng)的金屬離子，對銀浮選具有抑制作用，其中，Zn2+對銀浮選回收影響顯著，因此對浸渣進(jìn)行水浸試驗。由于液固比和攪拌時間是影響水浸效果的主要因素，因此對兩個重要影響因素進(jìn)行條件試驗，最大限度去除鋅濕法冶煉渣中可溶出的金屬離子及可溶性鹽。

3.1.1液固比試驗

鋅濕法冶煉渣為高酸渣，形成的礦漿為酸性，pH值3左右，有助于金屬離子溶出，因此常溫常壓下水浸即可。由于液固比直接影響金屬離子及可溶性鹽的溶出率，因此在攪拌時間10 min、攪拌速率500 r/min的條件下對其進(jìn)行條件試驗，試驗結(jié)果如表2所示。

由表2可知：隨著液固比逐漸增大，Zn、Cu、Fe的浸出率均逐漸升高。當(dāng)液固比大于4∶1時，三者浸出率變化不大。綜合考慮，確定水浸液固比為4∶1，此時Zn、Cu、Fe的浸出率分別為32.14 %、54.52 %、5.23 %。

3.1.2攪拌時間試驗

為探究短時間內(nèi)浸渣中可溶出物是否浸出完全，因此進(jìn)行水浸攪拌時間試驗，試驗結(jié)果如表3所示。

3.2浮選試驗

在鋅濕法冶煉渣中，銀主要以銀黝銅礦和輝銀礦的形態(tài)存在，而以類質(zhì)同象形式存在于硫化礦中的銀含量較少。在浸渣中，大量的金屬銀與硫元素結(jié)合，形成了粒徑較小的銀硫復(fù)合物。鑒于此，通過浮選技術(shù)可以有效回收浸渣中銀。

3.2.1磨礦細(xì)度試驗

磨礦是浮選前的必要步驟，不同的磨礦細(xì)度會影響鋅濕法冶煉渣中銀回收效果。通常情況下，磨礦細(xì)度直接影響礦石的解離程度，在適宜的磨礦細(xì)度下，礦石得到充分研磨，內(nèi)部的銀礦物得以充分暴露，有利于后續(xù)的浮選回收［14］。然而，磨礦細(xì)度過細(xì)可能增加浮選過程中的泥化現(xiàn)象，從而降低銀精礦的回收效果。因此，在六偏磷酸鈉用量500 g/t、硅酸鈉用量500 g/t、丁銨黑藥用量500 g/t、礦漿濃度20 %的條件下，考察磨礦細(xì)度對銀回收效果的影響，試驗結(jié)果如表5所示。

由表5可知：隨著磨礦細(xì)度的升高，粗精礦產(chǎn)率逐漸增大，粗精礦中銀品位逐漸降低、回收率先逐漸升高后降低；當(dāng)磨礦細(xì)度-0.038 mm占比高于90 %時，浸渣過磨泥化嚴(yán)重，脈石礦物易在目的礦物表面發(fā)生罩蓋現(xiàn)象，導(dǎo)致粗精礦中銀回收率降低。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.038 mm占比為90 %時，浮選效果最佳。

3.2.2調(diào)整劑用量試驗

由于浸渣中細(xì)粒級占比較大，且硅酸鹽脈石礦物含量較高，對浮選回收銀影響較大，因此試驗選用六偏磷酸鈉作為分散劑，硅酸鈉作為脈石礦物的抑制劑。在磨礦細(xì)度-0.038 mm占比90 %、丁銨黑藥用量500 g/t、礦漿濃度20 %條件下，探究調(diào)整劑用量對銀浮選指標(biāo)的影響，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知：隨著調(diào)整劑用量的增加，粗精礦中銀品位逐漸升高，回收率先升高后降低；當(dāng)六偏磷酸鈉和硅酸鈉用量為600 g/t+600 g/t時，粗精礦中銀回收率達(dá)到最高。綜合考慮，六偏磷酸鈉+硅酸鈉的最佳用量為600 g/t+600 g/t，最終可獲得銀品位3 582.15 g/t、銀回收率79.75 %的粗精礦。

3.2.3丁銨黑藥用量試驗

捕收劑是影響浮選回收率的主要因素之一，為最大限度回收浸渣中的銀，在上述條件試驗的基礎(chǔ)上，選用丁銨黑藥作為捕收劑。在磨礦細(xì)度-0.038 mm占比90 %、六偏磷酸鈉用量600 g/t、硅酸鈉用量600 g/t、礦漿濃度20 %、浮選時間3.5 min條件下，進(jìn)行丁銨黑藥用量試驗，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知：丁銨黑藥可以有效回收浸渣中的銀。隨著丁銨黑藥用量的增加，粗精礦中銀品位逐漸降低、回收率逐漸升高。當(dāng)丁銨黑藥用量超過600 g/t時，粗精礦中銀品位顯著降低、回收率變化不大，說明浮選泡沫夾帶脈石礦物較為嚴(yán)重。綜合考慮，最終確定丁銨黑藥最佳用量為600 g/t，此時粗精礦中銀品位達(dá)到3 262.46 g/t、銀回收率為81.84 %。

3.3對比試驗

為探究水浸—浮選和直接浮選兩種工藝的選礦指標(biāo)差異，在相同浮選藥劑制度下進(jìn)行了對比試驗。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占比90 %、六偏磷酸鈉用量600 g/t、硅酸鈉用量600 g/t、丁銨黑藥用量為600 g/t、礦漿濃度20 %。試驗結(jié)果見表8。

由表8可知：直接浮選粗精礦產(chǎn)率、銀品位和銀回收率分別為5.43 %、5 532.24 g/t、47.46 %；水浸—浮選粗精礦產(chǎn)率、銀回收率皆高于直接浮選，分別為17.18 %、81.84 %。整體來看，直接浮選方案能夠產(chǎn)生高品位的精礦，但產(chǎn)率較低，跑尾嚴(yán)重；水浸—浮選方案在精礦產(chǎn)率和銀回收率方面表現(xiàn)更好，精礦中的銀品位略低于直接浮選方案，但是銀精礦整體回收效果更好。

4結(jié)論

1）本研究通過工藝礦物學(xué)分析與鋅冶煉工藝參數(shù)分析，對浮選回收銀的流程進(jìn)行了優(yōu)化，并提出了改進(jìn)浮選法回收鋅濕法工藝的銀精礦冶煉方法。研究結(jié)果表明，水浸—浮選法相較于直接浮選法，在銀精礦產(chǎn)率和銀回收率上均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

2）直接浮選能夠產(chǎn)生高品位的精礦，但其產(chǎn)率較低。而采用常溫常壓水浸預(yù)處理后再進(jìn)行浮選，不僅有效去除了冶煉渣中可溶出的金屬離子及可溶性鹽，減少了這些雜質(zhì)對浮選過程的干擾，還使銀礦物得到了更充分的暴露和回收。因此，該方法在精礦產(chǎn)率和銀回收率方面均優(yōu)于直接浮選法。通過常溫常壓水浸—浮選法所得的粗精礦銀品位達(dá)到了3 262.46 g/t、銀回收率高達(dá)81.84 %。

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