一段鋅浸出渣研磨方法改進研究

鄧 磊，王 剛

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 韶關 512000）

在硫化鋅精礦浸出過程中，粒度是影響鋅浸出率的關鍵因素之一[1-2]，故硫化鋅精礦研磨效果的好壞在一定程度上決定鋅的浸出效果。影響磨礦粒度的因素主要有3 種。一是待磨物料的性質，如硬度等。二是磨機的結構屬性，磨機選型后，研磨性能上限基本已定。三是磨礦操作條件，如介質屬性、介質配比、磨礦時間、礦漿濃度和填充率等[3-8]。在磨機、鋅精礦種類不變的前提下，針對深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠（簡稱丹霞冶煉廠）現有的研磨體系，本研究采用價格低廉的剛玉球取代價格昂貴的鋯球，探索合適的介質尺寸和磨礦條件，改善一段鋅浸出渣研磨效果。

1 試驗方法

從丹霞冶煉廠取一定量的一段鋅浸出渣，經過濾（濾液備用）、洗滌和干燥，稱取400 g 干渣，按照現場礦漿濃度（35%），配制備用濾液。礦漿進行水浴加熱，溫度保持在70～75 ℃，用BJM-2 型棒式攪拌磨礦機球磨0.5 h。取磨后礦漿，稱重，用熱水過濾洗滌，烘干，計算樣品濃度，取50 g 干渣篩分，計算粒度分布。

2 試驗結果分析

2.1 分散劑對礦漿黏度的影響

木質素、羧甲基纖維素鈉和糊精等分散劑對礦漿黏度的影響如圖1、圖2 和圖3 所示，三者的加入都影響礦漿黏度。其中，木質素降低了礦漿黏度，而羧甲基纖維素鈉和糊精都不同程度地提高了礦漿黏度，羧甲基纖維素鈉和糊精對黏度的影響較大。明確不同分散劑對礦漿黏度的影響，有助于找到可降低礦漿黏度的分散劑，利于后續磨礦作業。

圖1 木質素用量對礦漿黏度的影響

圖2 羧甲基纖維素鈉用量對礦漿黏度的影響

圖3 糊精用量對礦漿黏度的影響

2.2 不同球徑對磨礦效果的影響

磨礦時間為2 min，磨礦頻率為30 Hz 時，不同球徑的鋯球和剛玉球的磨礦效果分別如表1、表2 所示。球徑為3 mm 時，在相同輸入功率的條件下，鋯球磨礦效果要好于剛玉球，但是增大剛玉球徑，同樣可以達到鋯球磨礦效果。從礦漿中粒徑大于40 μm的顆粒含量來看，在磨礦時間2 min、頻率30 Hz 的條件下，不同球徑的剛玉球磨礦效果如圖4 所示；在磨礦時間2 min、頻率20 Hz 的條件下，不同球徑的剛玉球磨礦效果如圖5 所示。兩種條件下，球徑5 mm 的剛玉球磨礦效果均最好。球徑為5 mm，磨礦時間為2 min 時，從礦漿中粒徑大于40 μm 的顆粒含量來看，不同頻率的剛玉球磨礦效果如圖6 所示。球徑為5 mm，磨礦時間為2 min，頻率為20 Hz 時，從礦漿中粒徑大于40 μm 的顆粒含量來看，不同礦漿濃度的剛玉球磨礦效果如圖7 所示。但是，礦漿濃度越高，磨礦效果越不好，此時若增大轉速（頻率30 Hz），磨礦效果會變好。

圖4 磨礦時間2 min、頻率30 Hz 條件下不同球徑的剛玉球磨礦效果

圖5 磨礦時間2 min、頻率20 Hz 條件下不同球徑的剛玉球磨礦效果

圖6 不同頻率的剛玉球磨礦效果

圖7 不同礦漿濃度的剛玉球磨礦效果

表1 鋯球磨礦數據

表2 剛玉球磨礦數據

2.3 5 mm 剛玉球與1.2 mm 鋯球磨礦效果對比

目前，丹霞冶煉廠采用1.2 mm 鋯球進行磨礦。經試驗對比，5 mm 剛玉球與1.2 mm 鋯球的磨礦效果如表3 所示。從礦漿中粒徑小于40 μm 的顆粒含量來看，5 mm 剛玉球要高于1.2 mm 鋯球，5 mm 剛玉球磨礦效果強于1.2 mm 鋯球。因此，可采用5 mm 剛玉球替代現使用的1.2 mm 鋯球。

表3 5 mm 剛玉球與1.2 mm 鋯球磨礦數據記錄

2.4 分散劑對磨礦效果的影響

分散劑磨礦試驗考察了木質素和糊精對剛玉球磨礦效果的影響。磨礦時間為2 min，球徑為5 mm，頻率為30 Hz 時，試驗結果如圖8、圖9 所示。從礦漿中粒徑大于40 μm 的顆粒含量來看，隨著分散劑的加入，磨礦效果變差，尤其是木質素加得越多，磨礦效果越差，因此應合理使用分散劑，以免影響磨礦效果。從圖10 可以看出，頻率和線速度存在線性關系，說明試驗期間線速度保持穩定。

圖8 不同木質素用量的磨礦效果

圖9 不同糊精用量的磨礦效果

圖10 頻率與線速度的關系

2.5 剛玉球磨礦產品的小型浸出試驗

取剛玉球磨前和磨后的礦漿樣品400 mL，當酸用量為Zn 摩爾質量的1.8 倍，分散劑用量為礦漿量的4‰，浸出時間為2 h，浸出溫度為150 ℃時，進行浸出試驗。由表4 可知，在磨礦前后，浸出效果有顯著變化，渣率顯著下降，粒度變化對浸出效果的改善是顯而易見的。由表5 可知，粒度變化對浸出效果有很大影響。磨礦后，粒徑小于40 μm 的顆粒含量增大，和磨前的浸出渣相比，磨后的浸出渣中，Zn品位下降，浸出效果比較理想。

表4 剛玉球磨前磨后物料參數

表5 化驗分析數據

3 結論

用5 mm 剛玉球取代現在所用的3 mm 鋯球，以價格低廉的材料取代昂貴的材料，可以節約生產成本，提高經濟效益。相比3 mm 鋯球，5 mm 剛玉球可以在更低的功耗條件（磨礦時間2 min，頻率20 Hz）下達到生產要求，降低磨機能耗和生產成本。分散劑的加入可以降低礦漿黏度，但可能降低磨礦效果，在生產中應控制分散劑的加入。剛玉球磨一段鋅浸出渣的浸出試驗證明，5 mm 剛玉球可以提高磨礦效率和鋅浸出率，盡可能多地回收鋅資源，增加經濟效益。