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生影響，同時冶煉渣粒度、礦物組成等參數亦對浮選效果產生影響。通過工藝礦物學分析與鋅冶煉工藝參數分析，優化并設計了最佳浮選回收銀流程，并提出了改進浮選法回收鋅濕法工藝的銀精礦冶煉方法。研究結果表明，常溫常壓水浸—浮選法所得的銀精礦產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，并為銀的可持續利用提供了新的途徑。

關鍵詞：浮選法；銀精礦；濕法冶煉；鋅；冶煉渣；工藝改進

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

引言

當前，全球約80 %的鋅生產采用濕法冶金技術。鋅精礦中的銀經過焙燒和浸出后，主要富集于鋅浸出渣內［1］。鑒于全球經濟的持續增長，銀作為一種關鍵的貴金屬，在電子、通信、醫療、珠寶等多個領域具有極其廣泛的應用前景［2］。然而，由于近年來大規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向二次資源的開發，特別是從鋅濕法冶煉渣等工業廢棄物中回收銀，這已成為當前研究的焦點［3］。在資源日益稀缺、銀消耗量持續上升的背景下，從鋅浸出渣中回收銀對于合理利用資源、提升企業經濟效益具有重要的現實意義［4］。本研究旨在對鋅濕法冶煉渣進行工藝礦物學分析，并創新性地結合鋅冶煉工藝參數及流程優化，設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，并實現銀的高效回收。

1鋅濕法冶煉渣工藝礦物學

試樣預處理涉及物理操作去除雜質和調整粒度。根據冶煉渣特性和礦物形態，選用化學試劑進行浸出或溶解。浸出液經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。選擇沉淀劑或電解條件，根據礦物特性沉淀或電解。對產物進行洗滌、干燥和煅燒，得到銀精礦或其他產物［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，銀的賦存狀態主要表現為兩種形式［11］：其一，銀以獨立礦物的形式存在，如銀黝銅礦、輝銀礦等，是主要賦存形態；其二，銀以類質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，銀也可能以吸附態存在于鋅濕法冶煉渣的表面或孔隙中，盡管這種賦存形態在直觀上不如獨立礦物明顯，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致銀精礦指標的惡化［13］，因為鋅離子與浮選藥劑的反應降低了藥劑的選擇性和活性，從而導致銀回收率下降。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，同樣嚴重干擾了礦漿浮選的結果［14］。鋅離子的水解反應如式（1）～（3）所示，銅離子的水解反應如式（4）、式（5）所示，鐵離子的水解反應如式（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的調節對礦物表面親水性、電性及捕收劑吸附效果具有重要影響，通過添加酸堿調節劑，如石灰、硫酸等，可以將礦漿的pH調整至適宜范圍［15］。礦漿濃度對浮選效率和精礦質量有直接影響。礦漿濃度過低會導致回收率降低；而濃度過高則可能引起精礦質量下降和能耗增加。通過試驗確定適宜的礦漿濃度范圍，在確保精礦質量的同時提升回收率［16］。此外，還需考慮礦石性質和浮選條件變化對礦漿濃度的影響。

3結果與討論

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，因此考慮水浸預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

鋅濕法冶煉渣化學成分分析結果表明，其含有Zn、Cu、Fe，在酸性條件下易水解形成對應的金屬離子，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的條件下對其進行條件試驗，試驗結果如表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

為探究短時間內浸渣中可溶出物是否浸出完全，因此進行水浸攪拌時間試驗，試驗結果如表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存在，而以類質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合，形成了粒徑較小的銀硫復合物。鑒于此，通過浮選技術可以有效回收浸渣中銀。

3.2.1磨礦細度試驗

磨礦是浮選前的必要步驟，不同的磨礦細度會影響鋅濕法冶煉渣中銀回收效果。通常情況下，磨礦細度直接影響礦石的解離程度，在適宜的磨礦細度下，礦石得到充分研磨，內部的銀礦物得以充分暴露，有利于后續的浮選回收［14］。然而，磨礦細度過細可能增加浮選過程中的泥化現象，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，考察磨礦細度對銀回收效果的影響，試驗結果如表5所示。

由表5可知：隨著磨礦細度的升高，粗精礦產率逐漸增大，粗精礦中銀品位逐漸降低、回收率先逐漸升高后降低；當磨礦細度-0.038 mm占比高于90 %時，浸渣過磨泥化嚴重，脈石礦物易在目的礦物表面發生罩蓋現象，導致粗精礦中銀回收率降低。當磨礦細度-0.038 mm占比為90 %時，浮選效果最佳。

3.2.2調整劑用量試驗

由于浸渣中細粒級占比較大，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，探究調整劑用量對銀浮選指標的影響，試驗結果見表6。

由表6可知：隨著調整劑用量的增加，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上，選用丁銨黑藥作為捕收劑。在磨礦細度-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，進行丁銨黑藥用量試驗，試驗結果見表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差異，在相同浮選藥劑制度下進行了對比試驗。試驗條件：磨礦細度-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 %。試驗結果見表8。

由表8可知：直接浮選粗精礦產率、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生高品位的精礦，但產率較低，跑尾嚴重；水浸—浮選方案在精礦產率和銀回收率方面表現更好，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結論

1）本研究通過工藝礦物學分析與鋅冶煉工藝參數分析，對浮選回收銀的流程進行了優化，并提出了改進浮選法回收鋅濕法工藝的銀精礦冶煉方法。研究結果表明，水浸—浮選法相較于直接浮選法，在銀精礦產率和銀回收率上均表現出顯著優勢。

2）直接浮選能夠產生高品位的精礦，但其產率較低。而采用常溫常壓水浸預處理后再進行浮選，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，該方法在精礦產率和銀回收率方面均優于直接浮選法。通過常溫常壓水浸—浮選法所得的粗精礦銀品位達到了3 262.46 g/t、銀回收率高達81.84 %。

［參考文獻］

［1］王瑞祥，唐謨堂，唐朝波，等.從高酸浸出鋅渣中回收銀研究［J］.黃金，2008，29（9）：32-35.

［2］胡雅楠，楊洪英，孟慶宇，等.氧壓浸鋅高硫渣工藝礦物學研究及元素回收［J］.有色金屬（冶煉部分），2021（6）：25-31.

［3］楊含蓄，童雄，謝賢，等.鋅浸出渣高效浮選銀試驗研究［J］.有色金屬工程，2021，11（8）：75-82.

［4］宋濤，梁溢強，闞賽瓊.云南某低品位銅鉛礦的浮選分離技術研究［J］.云南冶金，2022，51（1）：31-37.

［5］郭艷華，楊俊龍，馬立成，等.廢電解液在濕法煉鋅渣中回收金、銀、鋅的應用研究［J］.濕法冶金，2024，43（5）：524-530.

［6］DING K，ZHUO R，LI G，et al.Recovery of zinc and copper from lead slag by the combined process of beneficiation and roasting［J］.JOM，2024，76（9）：5 384-5 398.

［7］VíCTOR H G，JUAN D O，RICARDO G S，et al.Lead recovery from a lead concentrate throughout direct smelting reduction process with mixtures of Na2CO3 and SiC to 1 000 ℃［J］.Metals，2022，12（1）：58-59.

［8］孫曉華，霸慧文，趙玉卿，等.青海某鉛鋅金銀多金屬礦綜合回收試驗研究［J］.黃金，2016，37（6）：58-63.

［9］劉強，李存兄，顧智輝，等.熟化銀精礦氧壓強化酸浸行為研究［J］.中南大學學報（自然科學版），2024，55（6）：2 092-2 105.

［10］趙玉卿，劉氘，張培青，等.青海某銅鉛鋅多金屬礦選礦工藝研究［J］.黃金，2024，45（5）：34-39.

［11］楊林，梁溢強，闞賽瓊.新型黃鐵礦抑制劑在鉛硫分離中的試驗研究［J］.礦冶工程，2020，40（5）：42-44，47.

［12］李環，朱金超，李寧，等.某高銅金精礦浸出過程中銀工藝礦物學特征研究及工藝優化措施［J］.黃金，2024，45（12）：84-88.

［13］徐長慶，辛鵬飛，許良.鋅冶煉鉛銀渣與鉛精礦協同處理工藝［J］.中國有色冶金，2022，51（4）：37-42.

［14］夏青，李銀麗，李彥龍，等.鉛銀渣選冶聯合資源化工藝試驗［J］.中國有色冶金，2022，51（4）：30-36.

［15］魯新州，林東建，曲思思，等.某鉛鋅銀多金屬礦浮選試驗研究［J］.黃金，2023，44（8）：58-62.

［16］黃冠漢，閉偉寧，農德連，等.電解錳生產中利用浮選柱回收鈷鎳工藝探索［J］.中國錳業，2023，41（1）：63-65，73.

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