王立麗 李正要 林蜀勇 曹君磊 鄧文翔

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院；2.江西一元再生資源有限公司)

某鋅揮發(fā)窯渣銀回收試驗(yàn)

王立麗1李正要1林蜀勇2曹君磊1鄧文翔1

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院；2.江西一元再生資源有限公司)

鋅揮發(fā)窯渣是一種寶貴的二次資源，可從中回收銀等有價金屬。在分析某鋅揮發(fā)窯渣性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮選脫碳試驗(yàn)和脫碳尾礦氰化浸出試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用浮選脫碳—脫碳尾礦氰化選銀的工藝流程，在窯渣銀含量為524 g/t、C含量為9.26%的條件下，取得了碳脫除率95.07%、銀氰化浸出率為86.39%選礦指標(biāo)，有效回收了銀，為鋅揮發(fā)窯渣的資源化利用提供了參考依據(jù)。

窯渣 脫炭 氰化浸出

鋅揮發(fā)窯渣是濕法煉鋅時，浸出渣配加一定量焦炭在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提鋅、鉛等金屬后的殘余物。由于焦炭未完全燃燒，使得部分焦炭殘留在窯渣中，且窯渣中富集了鋅精礦中的銀、金、銅、鎵等有價金屬[1]。隨著我國冶鋅工業(yè)的發(fā)展，鋅揮發(fā)窯渣不斷增加。而國內(nèi)該類窯渣多以廢棄物的形式露天堆放，不僅使窯渣中的Zn、Pb、Cu等重金屬進(jìn)入水體或土壤后對環(huán)境產(chǎn)生污染，還造成金屬資源的浪費(fèi)。因此，研究鋅揮發(fā)窯渣中有價金屬的回收工藝具有重要作用。國內(nèi)外對該回收工藝的研究還處于發(fā)展階段。李昌福[2]研究了凡口鋅窯渣中鎵、鍺的提取方案，劉志宏[3]等研究了凡口鋅窯渣的綜合回收利用，王輝[4]用物理分選的方法回收了鋅窯渣中的碳和鐵。株洲冶煉廠釆用熔池熔煉法從鋅揮發(fā)窯渣中回收銀，韓國溫山鋅冶煉廠利用奧斯麥特技術(shù)處理回收有價金屬氧化物[5-6]。

國內(nèi)某冶煉廠鋅揮發(fā)窯渣中銀含量524 g/t，但其中碳含量較高，嚴(yán)重影響銀的氰化浸出。為回收利用銀，對該窯渣進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。

1 窯渣性質(zhì)

鋅揮發(fā)窯渣的主要化學(xué)元素分析結(jié)果和銀物相分析結(jié)果分別見表1、表2。

表1 窯渣主要化學(xué)元素分析結(jié)果 %

成分AgAuCuPbZnSC含量5240.150.210.033.153.189.26

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

表2 窯渣中銀物相分析結(jié)果

由表1、表2可知，窯渣中主要可回收的金屬元素是銀，品位為524g/t。其他元素如金、銅等含量較低，目前的工藝水平下難以進(jìn)行回收。在細(xì)度 -0.037mm80%時，裸露銀含量最高，占總銀的83.43%，其次為硫化物包裹的銀和其他礦物包裹的銀，合計占16.57%。

進(jìn)一步的掃描電鏡分析結(jié)果表明，銀的嵌布粒度較細(xì)，主要分布在0.008～0.032mm，單體解離較難。因此需對鋅揮發(fā)窯渣進(jìn)行細(xì)磨。窯渣焙燒后孔隙增多，可以采用氰化浸出工藝回收銀。C含量高達(dá)9.26%，將會嚴(yán)重影響銀的氰化浸出過程，因此需進(jìn)行脫碳預(yù)處理。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

鋅揮發(fā)窯渣進(jìn)行銀的回收試驗(yàn)，原則工藝流程見圖1。

圖1 窯渣回收銀原則工藝流程

2.1 浮選脫炭試驗(yàn)

窯渣中所含的部分未完全燃燒的焦炭，嚴(yán)重影響銀的氰化浸出。采用浮選進(jìn)行脫碳預(yù)處理，煤油作為捕收劑，2#油為起泡劑。脫碳條件試驗(yàn)流程見圖2。

圖2 浮選脫炭條件試驗(yàn)流程

2.1.1 浮選脫炭磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

對浮選脫炭進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，固定粗選煤油和2#油用量分別為2 000g/t、30g/t，掃選用量分別為500g/t、10g/t，磨礦細(xì)度為變量。結(jié)果見表3。

由表3可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，炭精礦C的回收率即脫除率和銀的損失率不斷升高，C品位先上升后下降。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm65%時，C品位最高為58.08%，此時C脫除率為95.71%、銀損失率為3.01%，指標(biāo)較好。綜合考慮，確定浮選脫炭的最佳磨礦細(xì)度為-0.074mm65%為宜。

表3 磨礦細(xì)度對浮選脫炭指標(biāo)的影響 %

磨礦細(xì)度(-0.074mm)產(chǎn)品產(chǎn)率品位CAg回收率CAg55炭精礦14.1357.319286.152.50尾礦85.871.5259013.8597.50窯渣100.009.40520100.00100.0065炭精礦15.2158.0810495.713.01尾礦84.790.476004.2996.99窯渣100.009.23525100.00100.0075炭精礦17.0253.4313796.954.46尾礦82.980.346023.0595.54窯渣100.009.38523100.00100.00

注：Ag品位的含量單位為：g/t。

2.1.2 浮選脫炭捕收劑用量條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.074mm65%，粗選和掃選2#油用量分別為30g/t、10g/t，煤油用量為變量。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 煤油用量對浮選脫炭指標(biāo)的影響 %

煤油用量產(chǎn)品產(chǎn)率品位CAg回收率CAg粗選:1000掃選:500炭精礦12.0561.4310579.082.42尾礦87.952.2357920.9297.58窯渣100.009.36522100.00100.00粗選:2000掃選:500炭精礦15.2758.0110595.253.09尾礦84.730.525954.7596.91窯渣100.009.30520100.00100.00粗選:2000掃選:1000炭精礦16.8453.3012396.103.94尾礦83.160.446083.9096.06窯渣100.009.34526100.00100.00

注：煤油用量和Ag品位含量的單位為g/t。

由表4可知，隨著煤油用量的增加，C品位下降，脫除率不斷提高。在粗選煤油用量為2 000g/t時，掃選煤油用量由500g/t提高到1 000g/t時，C的脫除率提高幅度較小，銀的損失率增加明顯。綜合指標(biāo)和藥劑用量，確定粗選和掃選煤油用量分別為2 000g/t、500g/t。

2.1.3 浮選脫炭閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮選脫炭閉路試驗(yàn)，流程見圖3，結(jié)果見表5。

圖3 浮選脫炭閉路試驗(yàn)流程

表5 浮選脫炭閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

注：Ag品位的單位為g/t。

由表5可知，閉路試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率為13.74%、C品位為64.26%、C脫除率為95.14%、銀損失率為2.88%的炭精礦，浮選脫炭后的窯渣中C含量為0.52%，脫炭效果較好。

2.2 脫炭尾礦氰化浸出試驗(yàn)

脫炭尾礦氰化浸出試驗(yàn)在礦漿濃度為30%、pH值為10.5的條件下進(jìn)行，原則流程見圖4。

圖4 氰化浸出試驗(yàn)原則流程

2.2.1 氰化浸出磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

窯渣浮選脫炭磨礦細(xì)度為-0.074mm65%，而其中銀嵌布粒度細(xì)，需要進(jìn)一步再磨才能獲得較好的浸出效果。氰化浸出磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)固定在礦漿濃度30%、pH值為10.5、氰化鈉作浸出劑用量為4 000g/t、浸出時間48h，磨礦細(xì)度為變量進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 磨礦細(xì)度對氰化浸出指標(biāo)的影響

由圖6可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，浸渣銀品位下降，銀浸出率提高。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.037mm80%時，浸出率為82.54%，此后浸出率增加緩慢、銀品位下降平緩。這是因?yàn)樵谄渌麠l件不變時，銀的浸出量與銀粒表面接觸面積成正比。磨礦細(xì)度 -0.037mm80%時，除裸露銀外，包裹銀也基本單體解離。繼續(xù)磨礦，銀的單體解離度提高不明顯，銀的浸出量升高緩慢，反而會增加選礦成本。因此，確定磨礦細(xì)度為-0.037mm80%為宜。

2.2.2 氰化鈉用量條件試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-0.037mm80%、礦漿濃度30%、礦漿pH值為10.5、浸出時間48h，氰化鈉用量為變量，條件試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 氰化鈉用量對氰化浸出指標(biāo)的影響

由圖6可知，隨著氰化鈉用量增加，銀浸出率逐漸升高，渣中銀品位逐漸降低。當(dāng)氰化鈉用量為 4 000g/t時，繼續(xù)增加用量，銀浸出率增加幅度變小，渣中銀品位降低緩慢。主要原因是氰化鈉用量已滿足銀氰化浸出的需求，再提高用量，浸出效果提高不明顯。綜合考慮，確定氰化鈉用量4 000g/t為宜。

2.2.3 浸出時間條件試驗(yàn)

銀相對于金的氰化浸出，浸出時間更長。固定磨礦細(xì)度-0.037mm80%、礦漿濃度30%、礦漿pH值為10.5、氰化鈉用量4 000g/t，浸出時間為變量，條件試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 浸出時間對氰化浸出指標(biāo)的影響

由圖7可知，隨著浸出時間的增長，銀浸出率不斷提高，渣中銀品位不斷降低，但浸出率提高幅度和品位下降幅度逐漸變小。主要原因?yàn)椋涸诮鲞^程中銀不斷溶解，渣中銀含量不斷降低，而且氰化藥劑、溶解氧和銀的絡(luò)合物的擴(kuò)散距離越來越大。銀溶解的同時，礦漿中雜質(zhì)元素不斷累積，不斷在銀粒表面形成有害薄膜，影響銀浸出速率。綜合考慮，確定氰化浸出時間60h為宜。

2.2.4 遮蔽劑用量條件試驗(yàn)

窯渣中炭通過浮選脫除后，尾礦中仍殘留0.52%的炭，在氰化浸出過程中會影響浸出效果。為進(jìn)一步提高銀氰化浸出率，在氰化鈉中添加遮蔽劑MK，使炭鈍化，以消除余炭的影響。條件試驗(yàn)固定在磨礦細(xì)度-0.037mm80%、礦漿濃度30%、礦漿pH值為10.5、氰化鈉用量4 000g/t、浸出時間 60h條件下進(jìn)行，遮蔽劑MK用量為變量，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 添加遮蔽劑MK的氰化浸出試驗(yàn)指標(biāo)

由表6可知，遮蔽劑MK的添加有利于銀的氰化浸出。隨著添加量的增加，渣中銀品位逐漸下降，銀浸出率逐漸上升。當(dāng)MK添加量為100 g/t時，銀品位和作業(yè)浸出率分別為64 g/t、89.15%，指標(biāo)較好。繼續(xù)增加MK用量，浸渣銀品位和回收率變化幅度很小。綜合考慮，確定遮蔽劑MK添加量為 100 g/t。

2.3 浮選脫炭—脫炭尾礦氰化浸出全流程閉路試驗(yàn)

在浮選脫炭和脫炭尾礦氰化浸出試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鋅揮發(fā)窯渣回收銀全流程閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程和結(jié)果分別見圖8、表7。

圖8 浮選脫炭—脫炭尾礦氰化浸出全流程閉路試驗(yàn)流程

由表7可知，鋅揮發(fā)窯渣經(jīng)全流程閉路試驗(yàn)，可獲得C品位為64.35%、C脫除率為95.07%、銀品位為111 g/t、銀損失率為2.90%的炭精礦；脫炭尾礦氰化浸出的浸渣中銀品位為64g/t，大部分銀被氰化浸出，銀浸出率為86. 39%，實(shí)現(xiàn)了回收銀的目的。

表7 浮選脫炭—脫炭尾礦氰化浸出全流程閉路試驗(yàn)指標(biāo) %

產(chǎn)品產(chǎn)率品位CAg回收率CAg炭精礦13.6864.3511195.072.90浸渣86.320.53654.9310.71浸液----86.39窯渣100.009.26524100.00100.00

注：Ag品位的單位為g/t。

3 結(jié) 論

(1)某鋅揮發(fā)窯渣銀含量為524g/t，且84.43%以裸露銀形式存在，具有回收利用價值。但嵌布粒度細(xì)，且含炭量較高，影響銀的氰化浸出效果。因此確定采用浮選脫炭—脫炭尾礦氰化浸出流程對銀進(jìn)行回收。

(2)在最優(yōu)條件下進(jìn)行浮選脫炭—脫炭尾礦氰化浸出全流程閉路試驗(yàn)，可獲得C脫除率為95.07%、銀損失率為2.90%的炭精礦，浸渣中銀品位為65g/t、銀氰化浸出率為86.39%的良好指標(biāo)，較好地實(shí)現(xiàn)了鋅揮發(fā)窯渣回收銀的目的。

[1] 李 靜，牛 皓，彭金輝，等.鋅窯渣綜合回收利用研究現(xiàn)狀及展望[J].礦產(chǎn)綜合利用，2008(6):44-45.

[2] 李昌福.凡口窯渣冶煉工藝試驗(yàn)研究[J].礦冶工程，2002，11(3):56-59.

[3] 劉志宏，文 劍，李玉虎，等.熔融氯化揮發(fā)工藝處理凡口窯渣綜合回收有價金屬的研究[J].有色金屬：冶煉部分，2005(3):14-15.

[4] 王 輝.鋅揮發(fā)窯廢渣物理分選回收工藝研究[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金，2007，35(1):31-35.

[5] 周洪武，徐子平.熔池熔煉法從窯渣中回收銀[J].有色金屬：冶煉部分，1991(6):18-20.

[6] 楊淑霞.韓國溫山鋅冶煉廠利用奧斯麥特技術(shù)處理鋅渣情況介紹[J].有色冶金設(shè)計與研究，2001，4(1):18-23.

Study on Silver Recovering from Zinc Volatilizing Kiln Slag

Wang Lili1Li Zhengyao1Lin Shuyong2Cao Junlei1Deng Wenxiang1

(1.Beijing University of Science and Technology;2.Jiangxi Yiyuan Renewable Resources Co., Ltd.)

Zinc volatilizing kiln slag is a valuable secondary resource, and from which can recovery silver and other valuable metals. Carbon removal by flotation and cyanide leaching for tailings was carried out according to the kiln slag property analysis results. The results showed that carbon removal rate of 95.07%, silver cyanide leaching rate of 86.39% was achieved by carbon removal and silver cyanide leaching process, with kiln slag of 524 g/t silver and 9.26% carbon. The silver was effectively recovered and provides references basis for zinc volatilization kiln slag utilization.

Kiln slag， Carbon Removal， Cyanide leaching

2014-10-23)

王立麗(1987—)，女，助理工程師，100083 北京市海淀區(qū)學(xué)院路30號。