王 軍， 譚永仁， 劉傳澤

(1.陜西鋅業(yè)有限公司， 陜西 商洛 726000； 2.廣西南丹吉朗銦業(yè)有限公司， 廣西 南丹 547200；3.湖南永興鵬洋銀鉛有限公司， 湖南 郴州 423300)

近年來，由于鋅精礦原料含雜高，鋅主品位及有價(jià)金屬、貴金屬含量偏低(含Ag 10～30 g/t)，致使浮選原料焙砂酸浸渣含Ag也偏低(60～130 g/t)。同時(shí)為保證浮選Ag回收率，適當(dāng)增加了銀精礦產(chǎn)量，使銀精礦品位偏低(1.5～2.5 kg/t)，導(dǎo)致銀精礦后續(xù)富集處理成本偏高，外售計(jì)價(jià)也較低。同時(shí)大量銀精礦庫存積壓，占用場地及資金。2015年之前，鋅冶煉酸浸渣浮選所得銀精礦銀品位可達(dá)3.0 kg/t以上。2013年初，某鋅冶煉公司貴金屬綜合回收工序?qū)Ω∵x銀精礦采用自主研發(fā)的濕法硫脲提銀工藝[1]進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，三年來產(chǎn)出商品銀錠23 t，黃金40 kg。2017年5月對該工藝改進(jìn)后再進(jìn)行生產(chǎn)投運(yùn)。一年半來，產(chǎn)出商品銀錠10 t，黃金15 kg。

2016年以來，某廠濕法煉鋅的浸出渣經(jīng)浮選所得的銀精礦的成分見表1。

表1 浮選所得銀精礦成分 %

在未經(jīng)預(yù)處理前，直接進(jìn)行酸性硫脲浸出，其中的賤金屬Cu、Fe、Zn 等不同程度被浸出，其絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)(PK)由大到小依次為Au>Cu>Ag>Fe>Zn[2]。直接進(jìn)行浸出，不但增加硫脲消耗，也使鋅粉置換所得的銅銀綿含銅較高，后續(xù)除雜(Cu、Zn)工序難度加大需多次氧化酸浸。同時(shí)，Zn、Fe離子不斷富集升高，溶液黏度增大，造成飽和結(jié)晶、堵塞管道，使置換后液循環(huán)利用周期變短，部分自然冷卻含硫脲后液外排頻次升高，對鋅系統(tǒng)造成潛在影響。

1 銀精礦的全濕法處理及工藝原理

銀精礦的預(yù)處理，有火法和濕法兩種工藝。

火法工藝：添加配料硫磺進(jìn)行沸騰焙燒、球磨，然后進(jìn)行酸浸預(yù)處理，將貴金屬與賤金屬分離，含貴金屬的預(yù)浸渣得到富集，預(yù)浸渣進(jìn)行硫脲提銀富集貴金屬。如廣西某廠采用此法，因有閑置的小焙燒爐，火法集中處理經(jīng)濟(jì)可行。如另建小爐焙燒，估算增加投資400元/t礦，折16萬元/t銀，不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。

濕法工藝：即常壓氧化中酸浸出預(yù)處理(常壓有氧酸浸)，將大部分易浸出的Fe、Cu、Zn等賤金屬氧化浸出進(jìn)入溶液而分離，使銀精礦所含的Fe、Cu、Zn等賤金屬含量降低，貴金屬品位升高，從而有利于采用硫脲提銀工藝生產(chǎn)。輔材硫脲用量可降低1/3左右，成本降低、效益提高，成為具有競爭力的濕法處理工藝。

銀精礦預(yù)處理(常壓有氧酸浸)工藝原理見反應(yīng)式(1)～(3)。

(1)

(2)

(3)

硫脲提銀工藝原理見反應(yīng)式(4)～(7)。

(4)

(5)

(6)

(7)

2 試驗(yàn)研究

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及試驗(yàn)條件

實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字電子稱，電加熱板，可調(diào)速攪拌裝置，溫度計(jì)，抽濾器，3.0～5.0 L燒杯等。

試劑：硫脲、硫酸、雙氧水等。

試驗(yàn)條件：常壓酸浸溫度75～85 ℃，中速攪拌，終酸20～40 g/L，反應(yīng)時(shí)間3～4 h，硫脲浸出溫度75～85 ℃，中速攪拌，過程pH 2.0～3.0，反應(yīng)時(shí)間3.5～4 h，硫脲濃度～30 g/L，雙氧水加入量15 mL/次，加3～4次，液固比(體積比)均為(4～6)∶1。

2.2 酸浸試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比及結(jié)論

酸浸試驗(yàn)結(jié)果見表2、表3。

由表2可知，酸浸相比于酸洗(終點(diǎn)pH 3.0)，F(xiàn)e和Cu浸出率有較大提升，Zn浸出率也有部分提升。這樣可使銀精礦中的賤金屬更多地氧化浸出進(jìn)入溶液而與貴金屬分離，投料量可降低約30%(預(yù)浸渣比銀精礦產(chǎn)率降低30%)，如生產(chǎn)中鼓入壓縮風(fēng)(有氧酸浸)，ZnS的浸出更易進(jìn)行。循環(huán)液是指將第一次酸浸液返回作為新投礦的浸出液，適當(dāng)補(bǔ)酸調(diào)整循環(huán)利用。如此可降低酸浸液外排量，提高賤金屬Cu、Fe、Zn的濃度，有利于系統(tǒng)回收利用(為銅渣脫氯補(bǔ)充銅離子)。

表2 銀精礦酸洗液與酸浸液成分對比 g/L

表3 銀精礦與預(yù)浸渣成分對比 %

由表3可知，預(yù)浸渣比銀精礦含銅更低，同時(shí)貴金屬Ag品位提升接近50%，其他元素雖變化不大，但預(yù)浸后物料比原投礦重量降低30%左右。

銀精礦的預(yù)浸處理，具有較好的富集作用，同時(shí)可將銅鐵含量降低，為下一步硫脲提銀做好準(zhǔn)備。該工藝既可保障降低硫脲用量，又可提高貴金屬參與反應(yīng)的品位。

2.3 硫脲浸出試驗(yàn)結(jié)果

硫脲浸出試驗(yàn)結(jié)果見表4、表5。

從表4、表5可知，銀精礦與預(yù)浸渣硫脲浸出的一浸渣，含F(xiàn)e、Cu、Ag的質(zhì)量百分比相差較大，可看出預(yù)浸料具有優(yōu)勢。同時(shí)硫脲浸出液含貴、賤金屬濃度也相差較大，特別是銅、銀，這為下一步鋅粉置換得到質(zhì)量更優(yōu)的銅銀綿提供了保障，因此增加銀精礦酸浸預(yù)處理十分必要。

表4 銀精礦與預(yù)浸渣硫脲浸出渣結(jié)果對比 %

表5 銀精礦與預(yù)浸渣硫脲浸出液成分對比 g/L

3 生產(chǎn)流程及應(yīng)用效果

在原有的生產(chǎn)流程上優(yōu)化，并進(jìn)行了一個(gè)月的中試生產(chǎn)，效果令人滿意，回收率高且生產(chǎn)成本大幅降低，主、輔材硫脲用量降低近一半，生產(chǎn)成本也下降一半[1]。

3.1 優(yōu)化后的工藝流程圖

優(yōu)化后的工藝流程見圖1、圖2。

3.2 中試過程及結(jié)果

中試條件同試驗(yàn)條件。

常壓鼓風(fēng)酸浸在20 m3不銹鋼反應(yīng)罐內(nèi)進(jìn)行，貴金屬回收率大于98%，預(yù)浸結(jié)果見表5。

硫脲提銀均在3個(gè)1 m3的反應(yīng)缶內(nèi)進(jìn)行。銀浸出率為97%，置換率大于99%，總回收率為94%～96%，輔材硫脲消耗為45 kg/kg銀。

圖1 常壓鼓風(fēng)酸浸流程圖

圖2 硫脲提銀工藝流程圖

表5 中試銀精礦與預(yù)浸渣成分對比 %

4 結(jié)論

對鋅焙砂常規(guī)浸出渣浮選所產(chǎn)出的銀精礦，可用全濕法處理富集貴金屬，即先將銀精礦進(jìn)行常壓鼓風(fēng)酸浸，渣漿化水洗用于硫脲提銀生產(chǎn)高品位的銅銀綿，該法貴金屬富集效果良好。預(yù)浸液循環(huán)幾次后，含鋅、銅、鐵達(dá)到一定濃度，可用于銅渣脫氯中補(bǔ)充銅離子，節(jié)約鮮銅渣的用量。硫脲提銀產(chǎn)生的二次外排渣，作為鋅精礦配料入爐，回收其中的鋅、硫等，使得全部有價(jià)元素得到循環(huán)利用，硫脲提銀置換后液也循環(huán)利用。該法處理銀精礦既簡單易行又經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可進(jìn)行推廣應(yīng)用。