科技创新 低品 位氧化锌矿浸出试验研究 ２０１６年第３期Ｉ科技创新与Ｊ匝用 刘羽溪 章晓林 孙宁 李绍维 熊磊 （昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明６５００９３） 摘要：文章以兰坪低品位氧化锌矿为研究对象，在铵盐氨水、铵盐一氨水混合体系中，详细考察了反应温度、搅拌强度、搅拌时 间、液固比、不同磨矿细度及不同铵盐的混合体系对浸出率的影响。试验发现：在条件为氨水浓度４ｍｏｌ／Ｌ、氟化铵浓度４ｍｏｌ／Ｌ、一 ０．０７４ｍｍ占９８％、液固比４：１、搅拌强度４００ｒ／ａｒｉｎ浸出时间３ｈ时浸出效果最好，浸出率达到８６．３８％。 关键词：氧化锌矿；氨浸；浸出率；浮选；影响因素 云南兰坪铅锌矿是目前我国储量最大的铅锌矿床，矿物组成复 总氨浓度在０～８ｍｏｌ／Ｌ范围内，浸出率受总氨浓度的影响较大。当总 ／Ｌ时，浸出率（％）达７９．９８％。当总氨浓度大于８ｍｏｌ／Ｌ 杂，矿泥量大，钙镁含量高，铅、锌氧化率高，根据氧化锌的两性以及 氨浓度为８ｍｏｌ氨水对金属有选择性吸收的特点，本试验采用氨～铵体系处理难选 时，浸出率基本保持不变，浸出率受总氨浓度的影响较小。 ４．４氨／铵比对锌浸出率的影响 氧化锌矿石，并对其机理进行了初步研究。 在温度２５％，选用氨水一氟化铵浸出体系，固定总氨浓度８ｍｏｌ／ １试验概述 Ｌ，液固比为４：１，搅拌速度４００ｒ／ｍｉｎ，磨矿细度一０．０７４ｒａｍ占９８％，浸 １．１试验方法 将试验所需矿石用球磨机磨至所需粒度，称取一定质量、已知 出时间３ｈ的条件下，考察不同的氨／铵比对锌进出率的影响。由试 浸出剂中铵盐的物质的量浓度越 粒度的氧化锌矿加入到一定浓度和温度的氨性浸出液中，使用恒温 验结果可知：当总氨浓度相同时，水浴锅进行加热，精密增力电动搅拌器进行搅拌浸出。 高，浸出效果越弱，且单一氨水浸出体系的浸出效果与氨铵比为１： １时的氨一氟化铵浸出体系的浸出效果在高液固比条件下相差不 １．２试验药剂与设备 药剂：氨水、氟化铵、硫酸铵、碳酸铵、氯化铵。 大。氨与铵盐比为１：１时锌的浸出效果较明显，可达８１．９８％。 设备：锥形球磨机、恒温干燥箱、数显搅拌机、数显恒温水浴锅、 ４．５液固比对锌浸出率的影响 布氏抽滤装置、三颈烧瓶、水银温度计等。 在温度２５℃，选用氨水～氟化铵浸出体系，浸出剂总氨浓度 ８ｍｏｌ／Ｌ，氨／铵比１：１，搅拌速度３００ｒ／ｍｉｎ，磨矿细度～０．０７４ｍｍ占 １．３磨矿试验 本试验采用球磨机磨矿，每次取５００ｇ原矿并加２７２ｍＬ水，自 ９８％，浸出时间３ｈ的条件下，考察液固比对锌浸出率（％）的影响。由 １１ｍｉｎ开始，步长取２ｍｉｎ逐渐递增。将不同磨矿时间处理的产品使 试验结果可知：锌的浸出率随矿浆液固比的增大而提高，当液固比 用２００目标准筛进行筛分，并绘制磨矿细度曲线。由磨矿细度曲线 大于４：１之后，锌的浸出率增长缓慢。因此，确定最佳液固比为４：１。 可知：随着磨矿时间的增加，磨矿产品中粒径一０．０７４ｍｍ的矿石含量 ４．６浸出时间对锌浸出率的影响 也不断增加，当磨矿时间达到２１ａｒｉｎ时，一０．０７４ｒａｍ的矿石含量趋于 在温度２５℃，选用氨水一氟化铵浸出体系，液固比４：１，浸出剂 稳定，且此时达到９８％。 总氨浓度８ｍｏｌ／Ｌ，氨，铵比１：１，搅拌速度４００ｄｍｉ￣的条件下，磨矿细 ２原矿性质 度一０．０７４ｍｍ占９８％，考察浸出时间对锌浸出率（％）的影响。由试验 本试验所选用的矿样采自云南兰坪，属高品位氧化锌矿，是一 结果可知浸出时间越长，可浸出相的浸出率也越大，当浸出时间达 种具有代表性的矿石。对其分析结果如下：碳酸锌８．５６％、硅锌矿 到３ｈ时，浸出率达到最大值８４．２７％，因此，该矿的最宜浸出时间为 ０．５２％、硫化物０．９０％、锌铁尖晶石０．２７％。由物相结果可知，原矿中 ３ｈ。 总锌含量为１０．２５％，锌的氧化率高达９１．２２％，属于高氧化率氧化锌 ４．７搅拌强度对锌浸出率的影响 矿。 在温度２５℃，选用氨水一氟化铵浸出体系，液固比４：１，浸出剂 ３试验机理 总氨浓度８ｍｏｌ／Ｌ，氨／铵比１：１的条件下，磨矿细度一０．０７４ｍｍ占 氧化锌矿中的各种形态的锌与氨，铵盐溶液反应，锌呈锌氨络 ９８％，浸出时间为３ｈ，考察不同的搅拌强度对锌浸出率的影响。由试 离子进入溶液，生成锌氨配合物（主要是四氨合锌配合物），从而实 验结果可知：搅拌速度在０ｒ／ｍｉｎ一４００ｒ／ｍｉｎ范围内，氧化锌矿的浸出 现其与脉石的分离。主要反应为： 率有明显提升，但当搅拌速度为４００ｒ／ａｒｉｎ时，其浸出率突然下降。分 ＺｎＯ＋２ＮＨ４％２ＮＨ３＝【ｚｎ（ＮＨ］）４］ Ｈ２０ （１） 析其原因有可能是因为搅拌强度过大导致浸出剂的挥发量增加，从 ＺｎＣＯ３＋２ＮＨ４￣＋２ＮＨ３＝［Ｚｎ（ＮＨ３）４】２＋＋Ｈ２０＋ｃ０２ ｔ （２） 而使浸出率下降。 ＺｎＯ·ＳｉＯ２·Ｈ２Ｏ＋２ＮＨ４￣＋２ＮＨ３＝［Ｚｎ（ＮＨ３）４１２＋＋ＳｉＯ２＋３Ｈ２０ （３） ４．８全流程最优条件浸出试验 ＺｎＣＯ３·２Ｚｎ（ｏＩ１）２＋６ＮＨ４￣＋６ＮＨ３＝３［Ｚｎ（ＮＨ），ｔ］ｚ￣＋５Ｈ２０＋ＣＯ２ ｔ （４） 为了考察该氧化锌矿的最终浸出效果，本研究进行了上述条件 ４浸出条件试验 的优化试验，试验固定条件为：温度２５ｑＣ，选用氨水一氟化铵浸出体 ４．１氨一铵浸出体系选择 系，液固比４：１，浸出剂总氨浓度８ｍｏｌ／Ｌ，氨／铵比１：１的条件下，磨 分别以实验室常见的氟化铵、氯化铵、硫酸铵、碳酸铵等几种铵 矿细度一０．０７４ｍｍ占９８％，浸出时间为３ｈ。针对原矿最终锌的浸出率 盐与氨水组成不同氨一铵组合体系进行浸出，条件为水浴锅恒温 为８６．３８％。 ２５℃，搅拌速度４００ｒ／ｍｉｎ，浸出时间３ｈ，液固比为４：１。由试验结果可 ５结果讨论 知：在氨水一铵盐混合体系中铵盐的选择试验上，试验结果相对较好 试验采用氨浸法，所得结论如下： 的是氟化铵，其锌的浸出率为７５．６５％，其次为硫酸铵，其锌的浸出 （１）对于该高品位氧化锌矿，单一氨水浸出体系效果最好，氨 率为７３．６０％。所以，根据试验结果在氨水一铵盐混合体系选择上，确 水一氟化铵浸出体系效果与之相近，氨水一氯化铵浸出体系效果最 定氨水与氟化铵体系最适合于作为本矿石的浸出体系。 差。 ４．２磨矿细度对浸出率的影响 效果排序为：单一氨水＞氨水一氟化铵＞氨水一硫酸铵＞氨水一碳 在温度２５℃，选用氨水一氟化铵浸出体系，液固比为４：１，浸出 酸铵＞氨水一氯化铵。 剂总氨浓度８ｍｏｌ／Ｌ，氨／铵比ｌ：１，搅拌速度４００ｒ／ｍｉｎ，浸出时间３ｈ （２）对浸出效果影响最为显著的是液固比和浸出温度。 的条件下，考察对不同矿物细度（磨矿时间）对锌浸出率的影响。由 （３）在条件为氨水浓度４ｍｏｌ／Ｌ、氟化铵浓度４ｍｏｌ／Ｌ、磨矿细度一 试验结果可知：锌的浸出率随磨矿细度的增加而升高，当磨矿细度一 ０．０７４ｒａｍ占９８％、液固比４：１、浸出时间３ｈ时浸出效果最好，浸出率 ０．０７４ｒａｍ占９８％时，浸出率达到７１．４３％。但细度过细，会使矿浆黏度 达到８６．３８％。 增大，反而降低浸出速率，同时增加磨矿费用，给固液分离作业造成 参考文献 困难。 ［１】邓昕－国外铅锌资源概【Ｊ］．世界有色金属，２００８（１０）：４１—４６． ４．３总氨浓度对浸出的影响 通讯作者：章晓林（１９７７，２一）。 由试验结果可知：锌的浸出率随着总氨浓度的增大而增加，当 昆明理工大学大学生创业计划大赛项目：难选混合锌矿浮选新工艺及机理初探。项目编号：２０１４１０６７４２１５ 国家自然科学基金资助项目：硅质难选氧化锌矿诱变活化浮选机理研究。资助号：５１２０４０７８ —３９—