有色金属全湿法冶炼工艺研究

李积伟

（青海西豫有色金属有限公司，青海 格尔木 816000）

目前，有色金属来源主要有两个方面，其一是原矿，其二是精矿。虽然火法冶炼比较成熟，且有色金属回收率比较高，但造成的环境污染也比较严重，设备投资成本大。为响应国家“低碳、环保、节能、绿色”生产的号召，逐步用全湿法冶炼工艺却带了火法冶炼，在环境保护方面取得的效果更加显著。基于此，开展有色金属全湿法冶炼工艺的研究就显得尤为必要。

1 有色金属的主要来源

（1）原矿。原矿包括：铅矿、黄铁矿、菱铁矿石、绿泥矿石、石英等，原矿中有色金属组份包括：铅21.53%，锌5.74%，铜0.094%，硫酸硅24.14%，三氧化二铝2.41%，三氧化二铁19.35%（全铁），银793g/t，金0.08g/t[1]。

（2）精矿。精矿主要为方解石，如果直接采用全湿法冶炼工艺，会大幅度提升酸性浸出剂使用量。而通过浮选之后，则可以有效剔除方解石，既能获得高精度银精矿和铅精矿，又能获得锌精矿。其中含有铅、银精矿的主要矿物包括：方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等，其粒度为98%0.075mm。

2 全湿法冶炼工艺

（1）三价铁离子的浓度和用量。100g精矿中，含有铅是44.27%，锌7.79%，银1720×10-6g，如果按照20%的矿浆浓度降低煮沸，并充分搅拌浸取1.0h，就可以获知三价铁离只浓度和用量对有色金属金属浸出率的的影响，具体情况如下：

浸出剂组成浓度为三价铁离子50g/L，氯化钠200g/L，盐酸为5mL时，铅的浸出率为86.4%，锌的浸出率为69.3%，银的浸出率为74.5%；浸出剂组成浓度为三价铁离子100g/L，氯化钠200g/L，盐酸为5mL时，铅的浸出率为98.6%，锌的浸出率为83.2%，银的浸出率为86.2%；浸出剂组成浓度为三价铁离子150g/L，氯化钠200g/L，盐酸为5mL时，铅的浸出率为99.9%，锌的浸出率为87.4%，银的浸出率为88.9%；浸出剂组成浓度为三价铁离子200g/L，氯化钠200g/L，盐酸为5mL时，铅的浸出率为99.3%，锌的浸出率为89.1%，银的浸出率为88.6%。

从这几组数据中可以看出，理论量的三价铁离子浓度，难以获得理想浸出指标。但由于二价铁离子可再生重复利用，选择三价铁离子的浓度150g/L即可满足实际要求，通过浓度过大，会增加溶液的粘度，增大过滤的难度[2]。

（2）三价铁离子用量、浓度和浸出时间。三价铁离子和银、铅、锌硫化矿可进行化学反应，反应平衡和三价铁离子的实际用量及浓度皆有非常密切的关系。100g精矿中，含有铅是44.27%，锌7.79%，银1720×10-6g，如果按照20%的矿浆浓度，在90℃～100℃状态下加热搅拌。三价铁离子在150g/L浓度下，30min时，铅的浸出率为89.8%，锌的浸出率为87.5%，银的浸出率为79.8%；45min时，铅的浸出率为96.7%，锌的浸出率为92.8%，银的浸出率为86.2%；60min时，铅的浸出率为98.8%，锌的浸出率为94.8%，银的浸出率为89.2%。从这几组数据中可以，浸出时间在60min时，即可获得良好浸出率。

（3）氯化钠浓度和酸度。在有色金属全湿法冶炼工艺中，通过氯化钠可提供充裕的氯根，促使溶出的氯化铅能够氯铅络合物的形式存在，以提升氯化铅的溶解度及铅的浸出率[3]。氯化铅在氯化钠溶液中溶解度如下：氯化钠浓度为0g/L时，在13℃时，氯化铅的溶解度为7g/L，在50℃时，溶解度为11g/L，在100℃时，溶解度为21g/L；氯化钠浓度为40时，在13℃时，氯化铅的溶解度为1g/L，在50℃时，溶解度为4g/L，在100℃时，溶解度为13g/L；氯化钠浓度为40g/L时，在13℃时，氯化铅的溶解度为0g/L，在50℃时，溶解度为4g/L，在100℃时，溶解度为13g/L。

氯化钠浓度为80g/L时，在13℃时，氯化铅的溶解度为7g/L，在50℃时，溶解度为11g/L，在100℃时，溶解度为21g/L；氯化钠浓度为100g/L时，在13℃时，氯化铅的溶解度为0g/L，在50℃时，溶解度为5g/L，在100℃时，溶解度为15g/L；氯化钠浓度为140g/L时，在13℃时，氯化铅的溶解度为1g/L，在50℃时，溶解度为7g/L，在100℃时，溶解度为21g/L。

酸度是高铁饱和氯化钠溶液浸铅过程中，一个非常重要的指标，需要严格控制，避免三价铁离子水解沉淀，才能获得良好的浸出效果。

（4）浸出温度。在全湿法冶炼工艺中，高铁饱和氯化钠溶浸出铅、锌、银硫化物矿时，不但会生成氯络合物、氯化铅、氯银化合物等。同时也会生成大量硫元素。如果全湿法冶炼时温度过低，硫元素会附着在硫化物矿粒之上，甚至会形成比较牢固阻隔层，降低反应速率[4]。温度对金属浸出率的影响情况为：在浸出时间恒定为60min条件下，浸出温度为13℃时，铅的浸出率为40.1%，锌的浸出率为32.4%，银的浸出率为31.6%；浸出温度为68℃时，铅的浸出率为79.2%，锌的浸出率为68.5%，银的浸出率为69.3%；浸出温度为90℃时，铅的浸出率为98.5%，锌的浸出率为92.7%，银的浸出率为84.9%；浸出温度为102℃时，铅的浸出率为99.7%，锌的浸出率为95.6%，银的浸出率为87.6%。从这几组数据中可以看出100g精矿中，加热温度需要超过90℃，才能保证浸出效果。

3 全湿法冶炼工艺应用效果

（1）浸出工序控制指标。控制液固比为4：1，酸性高铁饱和氯化钠中含三价铁离子的浓度为150g/L，浸取温度要大于90℃，浸出时间不能低于1.5h。在有色金属中应用全湿法冶炼工艺，银的浸出率为89.6%，铅的浸出率为99.8%，锌的浸出率为96.7%。脱硫渣得率为16%，脱硫率超过96.4%[5]。

（2）成本低。高铁饱和了氯化钠浸出剂容易获得，成本比较低，通过电解废水就可以再生，并且可以重复使用，大大降低了成本。

4 结语

综上所述，本文结合理论实践，研究了有色金属全湿法冶炼工艺，研究结果表明，在有色金属冶炼中，应用全湿法冶炼工艺比火法冶炼的优势更加明显，不但环保安全，而且效率比较高，成本低。需要将液固比严格控制在4：1，酸性高铁饱和氯化钠中含三价铁离子的浓度为150g/L，浸取温度要大于90℃，浸出时间不能低于1.5h，即可满足有色金属冶炼要求。