物料粒度对氧压浸出工艺的影响分析

曾春燕

摘要：本文对锌精矿氧压浸出工艺过程展开了简单说明，并以一段氧压浸出后的矿浆作为样本，对锌精矿粒度对氧压浸出工艺的具体影响进行了探究。结果表明：当物料粒度下降时，浸出效率呈现出逐渐提升的趋势;经过砂磨机处理物料后，浸出率增大了2%-3%，浸出渣中包含的锌元素下降。

关键词：氧压浸出;物料粒度;锌精矿

引言：对于常规的浸出工艺而言，其难以实现锌精矿的直接浸出。基于这样的情况，部分工厂会对锌精矿展开焙烧处理，依托产生的二氧化硫气体制备工业硫酸，并对这些工业硫酸展开常温浸出。但是，这样的工艺容易引发严重的环境污染问题。而氧压浸出工艺就能够避免上述问题的发生，促使锌精矿中的锌直接转化为硫酸锌，相应工艺值得重点探究。

一、锌精矿氧压浸出工艺过程分析

氧压浸出工艺的主要步骤包括物料准备环节、压浸环节、闪蒸及冷却环节、硫回收环节等。

其中，在物料准备环节中，主要利用砂磨机对破碎、筛分、加水搅拌后的锌精矿矿浆展开研磨操作，促使其粒度降低，矿浆含固量稳定在70%左右，为后续浸出的展开提供更好条件。

在氧压浸出环节中，主要将完成研磨的矿浆、废电解液添加到压力釜（反应釜）中，将压力釜温度控制在145-155℃，氧压维持在1-1.1Mpa，反应时间普遍在1-2小时的范围内。依托该环节操作，硫化锌中所包含的硫元素被氧化为S6+，锌元素被还原为Zn2+，硫化锌转变为可溶硫酸锌。为了提升氧压浸出速度，可以添加FeSO4[1]，同时加入添加剂，防止锌精矿颗粒被融硫所包裹，避免对锌的有效浸出造成负面影响。经过氧压浸出的矿浆随后进行闪蒸、冷却、浓密操作。

在闪蒸及冷却环节中，主要将经过压力釜浸出后的矿浆转移至闪蒸槽、调节（冷却）槽。一般来说，经过上述处理后，存在于压力釜中的硫元素保持在熔融状态下，当矿浆泵至闪蒸槽之后，为了促使硫元素始终稳定在熔融状态下，需要将温度控制在120℃。随后，将矿浆泵至调节槽展开冷却操作，温度稳定在80-90℃，压强降为常压。

在硫回收环节中，主要对二段压浸浓密机底流展开浮选回收硫精矿的操作，并将完成浮选后的尾矿展开水洗处理，最终转移至送渣场进行堆存，或者进行铅银的回收。相对应的，浮选出的硫精矿传递至粗硫池中展开熔融，在加热、过滤处理的支持下，促使未浸出的硫化物中所包含的硫元素实现熔融。此后，要将处于熔融状态的硫元素转移至精硫池内，完成硫元素的产出，最终转变为硫磺。

相比于传统的焙烧制酸等工艺而言，依托氧压浸出工艺，存在于精矿中的硫能够以硫元素的形式完成回收，更有利于后续的储存与销售。同时，该工艺的锌回收率更高，成本也相对较低、工艺过程更为简单，自动化程度高，因此有着极高的应用、推广与研究价值。

二、锌精矿粒度对氧压浸出工艺的具体影响探究

（一）矿样与设备

本次试验的矿样选定为在生产现场提取的一段氧压浸出后的矿样。分析矿样中的元素，确定在粗粒级矿样中包含大量锌元素;在较细粒级矿样中包含大量硫元素。试验使用的设备反应釜以及反应釜控制仪、烘箱、高压氧气筒等等。将浸出后续作业电解的废液设为浸出液，其中的硫酸含量为每升160克。

（二）浸出试验操作

提取试剂溶液、浸出矿样，同时放置于高压反应釜中，通氧，并将压力调节至十个大气压;进行加热操作直至温度达到130℃，展开搅拌操作;加热至150℃后控制恒温，展开浸出，持续时间为2 小时，随后停止加热与搅拌操作;进行降温处理直至60℃，开启反应釜，取出浸出矿浆;实施过滤、烘干操作，将浸出渣进行制样，并展开分析[2]。

（三）磨矿前后的矿样粒度变化

使用以锆珠为磨矿介质的砂磨机进行磨矿，以此达到提升磨矿效果、降低粒径的目标。此时，砂磨机给矿粒度如下：+0.075毫米粒级矿中，锌品位为34.79%，硫品位为40.84%，锌含量为28.82%;-0.075+0.063毫米粒级矿中，锌品位为40.3%，硫品位为37.76%，锌含量为3.27%;-0.063+0.04毫米粒级矿中，锌品位为40.92%，硫品位为38.22%，锌含量为17.52%;-0.04+0.038毫米粒级矿中，锌品位为34.27%，硫品位为40.57%，锌含量为6.11%;-0.038毫米粒级矿中，锌品位为27.51%，硫品位为34.6%，锌含量为44.28%。

砂磨机排矿粒度如下：+0.075、-0.075+0.063毫米粒级矿中，锌品位为43.49%，硫品位为30.24%，锌含量为1.82%;-0.063+0.04毫米粒级矿中，锌品位为42.81%，硫品位为38.86%，锌含量为7.78%;-0.04+0.038毫米粒级矿中，锌品位为34.72%，硫品位为44.13%，锌含量为8.54%;-0.038毫米粒级矿中，锌品位为35.2%，硫品位为33.67%，锌含量为81.86%。

能够看出，在磨矿前后，物料粒度以及不同粒级中的锌元素含量均发生了较大变化，物料粒度与元素分布均影响着浸出效率。

（四）结果数据分析

分别提取给矿与排矿两种矿样展开分析。此时，矿浆提取量为500毫升，矿浆浓度控制造38%，锌品位设为40%。为保证结果准确性，展开5 组浸出试验，得到的结果如下：

在第一组中，给矿样本渣率为61.8%，浸渣锌品位为11.46%，浸出效率为91.01%;排矿样本渣率为52.2%，浸渣锌品位为8.76%，浸出效率为93.39%。

在第二组中，给矿样本渣率为57%，浸渣锌品位为12.55%，浸出效率为94.21%;排矿样本渣率为53.8%，浸渣锌品位为8.08%，浸出效率为96.29%。

在第三组中，给矿样本渣率为57.5%，浸渣锌品位为10.91%，浸出效率为94.8%;排矿样本渣率为53%，浸渣锌品位为6.89%，浸出效率为96.77%。

在第四组中，给矿样本渣率为58%，浸渣锌品位为11.49%，浸出效率为93.94%;排矿样本渣率为52.7%，浸渣锌品位为6.64%，浸出效率为96.81%。

在第五组中，给矿样本渣率为58.1%，浸渣锌品位为10.37%，浸出效率为93.26%;排矿样本渣率为52.2%，浸渣锌品位为6.9%，浸出效率为96.4%。

总体而言，当物料粒度下降时，浸出效率呈现出逐渐提升的趋势;经过砂磨机处理物料后，浸出率增大了2%-3%，浸出渣中包含的锌元素下降。可以说，物料粒度的下降，促使锌精矿中锌的回收率提高，有效避免了鋅元素的浪费。

总结：综上所述，相比于传统的焙烧制酸等工艺而言，氧压浸出工艺有着极高的应用、推广与研究价值。对该工艺中的物料粒度因素进行探究，结果表明：当物料粒度下降时，浸出效率随之提升，这意味着降低物料粒度能够达到提升氧压浸出工艺效果的目标。

参考文献：

[1]   彭造伟，陈昭云，廖园园.浅谈解决氧压浸出工艺湿法炼锌生产过程中的问题[J].中国有色冶金，2020，49（01）：17-20.

[2]   杨泽.锌精矿氧压浸出中分散剂加入量对工艺的影响[J].中国有色冶金，2019，48（05）：5-7+39.