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Minerals Engineering 24 (2011) 1062–1076
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矿业工程
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混合的硫化物 — — 氧化铅和锌矿石 ︰ 问题与对策
美国莫拉迪 uArr;，A.J.Monhemius
皇家矿业学院，伦敦大学帝国学院，伦敦 SW7 2BP，英国
a r t i c l e i n f o
Article history:
Received 15 January 2011
Accepted 14 May 2011
Available online 17 June 2011
Keywords: Oxide ores Sulphide ores
Mineral processing Leaching Hydrometallurgy
a b s t r a c t
混合硫化物 — — 氧化铅和锌矿石是在过渡区最常见的，偶尔在氧化区域的铅-锌矿体区。他们是非常重要，因为在世界上有众多未开发的或废弃的矿石储备。
然而由于复杂矿物学的困难，他们目前运用常规选矿，在本文，具体介绍了这些类型的矿石与相关的问题和如何解决的方法讨论了这些问题，结合经济和技术方面的考虑。
在实验室规模进行的实验的结果表示，研究了硫酸无氧化剂混合矿石的溶出。结果表明，混合的硫化物 — — 氧化铅和锌矿石锌回收的可行性，这凸显了这一策略的潜力。我们还提出这些矿石湿法冶金加工概念流程图。
copy; 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.
- 简介
铅、 锌矿物是自然地相互关联的。三种类型的成矿作用可能区分每个铅、 锌矿床 ︰
（I）硫化矿物，它们主要存在于深成硫化主矿体和矿化过程中的几个连续的阶段，与铅和锌被源自此矿体。闪锌矿的（ZnS）和方铅矿（硫化铅）分别是锌和铅的主要硫化物矿物。
（ii） 非硫化物矿石，分为两种类型，深或表生风化。主要硫化物矿体通常是免受表生风化由深氧化矿石顶盖。次生氧化矿石的无硫化矿，证明他们在地表露头,或其表面附近发生。
(iii) 混合硫化物 — — 氧化矿石最常见的过渡期， 偶尔存在氧化区域(Gilg et al .,2006)。
在世界上的许多地方，这些混合的硫化物的氧化铅和锌矿石的显着的沉积物中发现的主要的硫化物和氧化的矿体。由于其复杂的矿物学，这些矿石是很陈设矿物加工角度处理，而且他们往往留下未经处理由于遇到在中提取铅和锌冶金困难。虽然金属的来源主要是铅和锌精矿从硫化物和氧化的矿石，因为这些物资消耗，必须考虑混合矿石的选矿处理。伊朗，是铅和锌矿藏丰富的国家，是一个典型的例子。
uArr;
相应的作者。
电子邮件地址:s.moradi06@imperial.ac。英国,saeid.moradi@hotmail.co。英国(s . Moradi)。
在伊朗，混合硫化物氧化铅和锌矿石包括全国所有的铅锌资源的10％左右。它有很大的潜力，利用许多良好分散小矿石储备的混合物。也有许多尾矿库和埋矿山尾矿的混合矿石储存，这非常重要，需要得到重视。到目前为止没有研究湿法冶金处理的混合硫化物 — — 氧化铅锌矿石似乎已经完成，尽管显然需要将这应用到铅和锌工业世界中。这项工作试图填补这一空白。
文献综述
传统上, 混合矿石经预富集和差分处理泡沫浮选（托维奇，2010年），其次是冶炼铅回收（霍夫曼，1918年） 和锌的回收炙烤/煅烧 - 电解 - 电离过程（辛克莱，2005）. 说明常规处理的混合矿石的框图如图 1 所示。
下面的列表概述了所使用的常规做法中遇到的问题 ︰
- 微分浮选是非常困难的,因为这些混合矿石的细粒度的性质,因此,超细研磨(及其相关成本)所需的足够释放单个颗粒的生产（弗里亚斯等人.,2008)。
- 复杂浮选回路是必需的，涉及到很多回收。
- 生产成本高是由于大量的浮选药剂的使用。
0892-6875 / $-看到扉页 copy; 2011年爱思唯尔。保留所有权利。
doi:10.1016/j.mineng.2011.05.014
图 1。 框图说明常规冶炼的混合硫化物 — — 氧化铅和锌矿石。
在个别精矿的生产是可行的，一些金属的价值丢失在这些金属精矿中，如在锌铅精矿、 锌精矿中的铅。 (Correia and Carvalho, 1992).
精矿中杂质的存在 (Sinclair, 2005).
水平衡是非常困难的 (Mosher and Alexander, 2002).
总体而言，铅和锌回收率并不足够。资本投资高,小型企业似乎难以使用整个路线生产铅和锌金属。
很明显,固有的复杂处理约束的低铅和锌的价值观和其他缺点使复杂的铅和锌矿石通过传统的路线(图1)通常不经济和缺乏吸引力。大量的差动泡沫浮选阶段的消除和焙烧步骤（Dehghan等人，2008）对于这样的系统将是从经济和环境角度非常有吸引力。
先前的研究工作，对铅锌矿石加工研究单独能够准确的解决问题的办法是将一个视图的铅和锌的复苏过程作为一个整体。铅和锌的火法冶炼方法受到越来越严格的环保法规，冶炼导致——荷兰国际集团潜在的高运费。多年来锌工业摆脱了火法冶炼方法，而现在湿法炼锌 （Harvey 等人，2002年）在 生产中占主导地位。
在本文中，我们将因此主要突出显示不同的湿法炼锌的浸出方法。
2.1.锌加工
通常，根据磨机截止品位，锌矿石分为两个主要类别 ︰ 高品位、 低品 位矿石。
2.1.1.低品位氧化锌矿
主要的路线，通过湿法处理低品位氧化锌矿石沃尔沃浸锌化合物，降水物理或氨 — — 碳铵或硫酸酸浸紧接着连续阶段的溶剂萃取、 电积。
2.1.1.1.碳酸氨铵（AAC）浸出和锌的沉淀。
第一批湿法炼锌用碳酸铵采用施纳贝尔 (1880)，因此这种方法被 称为 施纳贝尔过程然而，这种方法的应用是主要为铜和镍的提取。其中更多的有影响力的作家关于这个问题是Cullen和哈珀（1922年），劳伦斯（1927年），温特（1953），Okam- OTO和Udea（1961年），Aletan（1968年），Rinelli和阿布鲁泽塞（1979年），桥本等人。 （1988），Meseguer等。 （1997年），尼伦达（1998年），Mikhnev 等人 （2002 年） 和穆贾达姆等人 （2005 年），哈维 （2006 年）。
施纳贝尔过程和其各种改装一般遵循相同的基本过程，可以归纳如 下 ︰
- A氨 — — 铵碳酸盐 (AAC) 浸出
ZnCO3（菱锌矿） 4NH4OH →Zn（NH3）4CO3 4H2O （1）
2ZnCO3 · 3Zn（OH）2（水锌矿） 14NH4OH 3(NH4)2CO3
→5Zn（NH3）4CO3 20H2O （2）
ZnO（红锌矿） 2NH4OH （NH4）2CO3
→Zn（NH3）4CO3 3H2O （3）
阳离子的净化方案
Me（NH3）4CO3 3H2O Zn○ →Zn（NH3）4CO3 3H2O Me darr;（4）
其中Me为二价杂质的金属离子，如Pb
- 沉淀纯化的锌浸出液作为基本碳酸盐蒸汽加热 (在此过程中，碳酸铵浸出剂热分解为 NH3 和 CO2).
5Zn（NH3）4 CO3 3H2 O （加热）→2ZnCO3 · 3Zn（OH）2 20NH3 3CO2 uarr;
（5）
产品煅烧氧化锌(可选步骤)。
,尽管这种方法有其广泛的历史,但在更知名的应用AAC浸出铜和镍的在实际操作仍然是不可接受的。卡伦和哈珀(1922)认为,锌硅酸盐几乎不受氨的影响的解决方案。哈维（2006）研究具体的优点和缺点，并出色的详细检查过程中的适用性。
ZnSO4（Aqueous） 2HR（Organic）
→H2SO4（Aqueous） R2Zn（Organic） （6）
其中，HR，是二-2-乙基己基磷酸（D2EHPA）。
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- 清洗.
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挤出效应机制的一个例子是在接下来的反应,在有机相中的钙锌 所取代,R代表一个分子的D2EHPA萃取剂:
ZnSO4（Aqueous） CaR2（Organic）
→CaSO4（Aqueous） R2Zn（Organic） （7）
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- 分离
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连续反应, 其中发生在几个串联分离的阶段，将是：
ZnR2（Organic） H2SO4（Aqueous）
→2HR（Organic） ZnSO4（Aqueous） （8）
加载电解质通过过滤器去除夹带电解沉积有机相,电解液过滤报 告(EW)阶段。有机再生,有机聚结、盐酸回收，污物,处理和电解液过滤是SX部分辅助阶段。
2.1.2.低品位硫化锌矿石
一条重要的途径，通过对低品位硫化锌矿石的冶炼加工涉及直接或间接的细菌浸出，伴随着阶段性的溶剂萃取、 电积。这种方法是选矿-焙炒-浸出-电解沉积路线的替代品。
2.1.2.1.生物浸出和溶剂萃取（生物学-SX-EW）。
直接微生物的作用。细菌可能浸出金属硫隐藏直接没有微生物产生 的硫酸铁的参与。塞尔等人 （1998 年） 描述的过程由以下反应 ︰
ZnS（Sphalerite） 2.5O2 2H （Bactria）→
Zn2 S042- H20(Exothermic) （9）
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