蘭坪低品位難選氧化鋅礦浸出試驗(yàn)研究

劉羽溪等

摘 要：為探究氧化鋅礦氨法溶蝕活化浮選規(guī)律，文章從浸出體系、磨礦細(xì)度、總氨濃度、氨/銨比、固液比、攪拌強(qiáng)度等因素對云南蘭坪低品位氧化鋅礦進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)確定了最優(yōu)浸出條件：磨礦細(xì)度-0.074mm占98%，總氨（銨）濃度8mol/L，液固比4：1，浸出時間3h，攪拌強(qiáng)度為400r/min。在此條件下，獲得了鋅最終浸出率86.38%的優(yōu)良指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：氧化鋅礦；氨浸；影響因素；浸取率；浮選

云南蘭坪氧化鋅礦氧化程度深、鋅的氧化率平均高達(dá)91.36%；含泥量多，并有大量的細(xì)粉、土狀礦物，極易過磨生成次生礦泥；礦石中礦物組成復(fù)雜，礦物品種多；褐鐵礦化非常嚴(yán)重。正由于這些特點(diǎn)造成了該礦采用常規(guī)的選礦方法難于加工處理。對于這些難選的氧化鋅礦如采用現(xiàn)存的火法煉鋅，其生產(chǎn)工藝勢必較復(fù)雜，能耗較高。為了確保該礦樣的生產(chǎn)效益，有必要提出一種新工藝來處理這些難選的低品位氧化鋅礦。文章正是根據(jù)氧化鋅礦的性質(zhì)以及氨水（銨鹽）對金屬有選擇性吸附的特點(diǎn)，采用氨-銨體系處理難選氧化鋅礦石，并對其機(jī)理進(jìn)行了初步研究。該研究對于充分利用該類氧化鋅礦資源具有十分重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 實(shí)驗(yàn)礦樣與實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)礦樣

試驗(yàn)所用原料為云南蘭坪難選氧化鋅礦，為了掌握原礦中各主要礦物的礦物種類，尤其是氧化鋅礦物中鋅的含量分布，對原礦進(jìn)行了鋅物相分析，其結(jié)果為：碳酸鋅8.56%、硅鋅礦0.52%、硫化物0.90%、鋅鐵尖晶石0.27%。由物相結(jié)果可知，原礦中總鋅含量為10.25%，鋅的氧化率高達(dá)91.22%，屬于高氧化率氧化鋅礦。

1.2 浸出原理

氧化鋅礦中的各種形態(tài)的鋅與氨，銨鹽溶液反應(yīng)，鋅呈鋅氨絡(luò)離子進(jìn)入溶液，生成鋅氨配合物（主要是四氨合鋅配合物），從而實(shí)現(xiàn)其與脈石的分離。

主要反應(yīng)為：

ZnO+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++H2O （1）

ZnCO3+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++H2O+CO2↑ （2）

ZnO·SiO2·H2O+2NH4++2NH3=[Zn（NH3）4]2++SiO2+3H2O（3）

ZnCO3·2Zn（OH）2+6NH4++6NH3

=3[Zn（NH）4]2++5H2O+CO2↑（4）

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

在確保可變條件的前提下，試驗(yàn)的其余固定條件為：溫度25℃，氨-銨浸出體系，液固比，浸出劑總氨濃度，氨銨比，攪拌速度，浸出時間。試驗(yàn)過程中，為減少氨及溶液的揮發(fā)，試驗(yàn)在密閉的三頸底燒中進(jìn)行，浸出渣進(jìn)行烘干、制樣，樣品送檢分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

對于浸出過程而言，礦石的磨細(xì)程度對目的礦物的浸出效果具有非常明顯的影響。磨礦細(xì)度不夠時，目的礦物沒有實(shí)現(xiàn)最大程度的單體解離，且較大的粒徑對浸出不利。另一方面，如果有用礦物被包裹，浸出效果不理想，同時所消耗的藥劑量會大大增加。本試驗(yàn)可變浸出條件為不同的磨礦細(xì)度，考察對不同磨礦細(xì)度對鋅浸出率（%）的影響。磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鋅的浸出率隨磨礦細(xì)度的增加而升高。但磨礦細(xì)度過高，會使礦漿黏度增大，反而降低浸出速率，同時會增加磨礦成本，當(dāng)磨礦細(xì)度時間為21min時，磨礦細(xì)度為-0.074毫米占98%，此時鋅的浸出率為71.43%。綜合考慮浸出條件和浸出效率，該氧化鋅礦合適的磨礦細(xì)度為-0.074毫米占98%。

2.2 氨-銨浸出體系實(shí)驗(yàn)

鋅礦物的氨溶蝕浸出過程受到諸多因素的影響，而在影響其浸出程度的主要因素中，首先應(yīng)考慮浸出體系。因而，文章在保證其他條件不變時考察浸出體系對浸出效果的影響。本試驗(yàn)可變浸出條件為不同的浸出體系，考察不同氨-銨體系（硫酸銨、碳酸銨、氟化銨、氯化銨）對鋅浸出率的影響。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，對于該氧化鋅礦，使用氨水與銨鹽混合作為浸出劑的浸出體系效果較單一氨水體系較好。采用氨水和氟化銨體系，鋅的浸出率為75.65%；采用氨水和硫酸銨水體系，鋅的浸出率為73.60%，采用氨水和氯化銨體系，鋅的浸出率為70.98%；采用氨水和碳酸銨體系，鋅的浸出率為71.9%。因而，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果在氨水-銨鹽混合體系選擇上，確定氨水與氟化銨體系最適合于作為本礦石的浸出體系。

2.3 總氨濃度對鋅浸取率的影響

為了考察浸出劑總氨（氟化銨與氨水體系）濃度（2mol/L、4mol/L、6mol/L、8mol/L、10mol/L）對鋅浸出率的影響，試驗(yàn)可變浸出條件為不同的總氨濃度，由試驗(yàn)結(jié)果可知：鋅的浸出率隨著總氨濃度的增大而增加，當(dāng)總氨濃度達(dá)到8mol/L時，此時鋅的浸出率為79.98%。當(dāng)總氨濃度大于8mol/L時，浸出率有所下降，根據(jù)浸出條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果針對該氧化鋅礦采用8mol/L的總氨浸出條件較合適。

2.4 氨/銨比對鋅浸取率的影響

為了考察不同的氨/銨比對鋅進(jìn)出率的影響，本試驗(yàn)以氨/銨比為可變條件。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：隨著浸出劑中銨鹽的物質(zhì)的量濃度越高，浸出率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，當(dāng)氨與銨鹽比為1：1時鋅的浸出效果較明顯，可達(dá)81.98%，因而確定該氧化鋅礦浸出的氨銨比為1：1。

2.5 液固比對鋅浸取率的影響

為了考察液固比對鋅浸出率的影響，本試驗(yàn)以液固比為可變條件。從試驗(yàn)結(jié)果可知：鋅的浸出率隨礦漿液固比的增大而提高，當(dāng)液固比大于6：1之后，鋅的浸出率增長緩慢，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇適合于本礦石的液固比為6：1。

2.6 浸出時間對鋅離子浸取率的影響

為了研究浸出時間對鋅浸出率的影響，本試驗(yàn)以浸出時間為變量。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，浸出時間越長，可浸出相的浸出率也越大，當(dāng)浸出時間為3h時，總鋅的浸出率為84.27%，根據(jù)浸出條件和試驗(yàn)結(jié)果，該礦合適的浸出時間為3h。

2.7 攪拌強(qiáng)度對鋅離子浸取率的影響

為了考察不同的攪拌強(qiáng)度對鋅浸出率的影響，本試驗(yàn)采用攪拌強(qiáng)度為變量進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)攪拌速度在0r/min～400r/min范圍內(nèi)，氧化鋅礦的浸出率有明顯提升，但當(dāng)攪拌速度超過400r/min時，其浸出率突然有所下降。分析其原因有可能是因?yàn)閿嚢鑿?qiáng)度過大導(dǎo)致浸出劑中的有效組分揮發(fā)（或分解）所致，從而使浸出率有所下降。

2.8 全流程最優(yōu)條件浸出試驗(yàn)

為了考察該氧化鋅礦的最終浸出效果，本研究進(jìn)行了上述條件的優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)固定條件為：溫度25℃，選用氨水-氟化銨浸出體系，液固比6：1，浸出劑總氨濃度8mol/L，氨/銨比1：1的條件下，磨礦細(xì)度-0.074mm占98%，浸出時間為3h。針對含10.25%，氧化率為91.22%的原礦最終鋅的浸出率為86.38%。

3 結(jié)束語

對蘭坪低品位難選氧化鋅礦進(jìn)行了氨浸初探試驗(yàn)研究，主要得出以下結(jié)論：

（1）對于該低品位氧化鋅礦石，采用單一銨鹽為浸出劑時浸出效果差，以氨水或氨-銨混合體系作為浸出劑時浸出效果較好。 （2）浸出體系中的氨銨比、攪拌速度、浸出時間及粒度均會對浸出結(jié)果產(chǎn)生影響。（3）在氨水-氟化銨浸出體系、液固比6：1、浸出劑總氨濃度8mol/L、氨/銨比1：1、磨礦細(xì)度-0.074mm占98%、浸出時間為3h的條件下，針對含10.25%，氧化率為91.22%的原礦，最終鋅的浸出率為86.38%。

*通訊作者：章曉林（1977，2-）。