專利名稱：在堆攤生物浸析中的加速熱量產(chǎn)生的制作方法
在堆攤生物浸析中的加速熱量產(chǎn)生
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般性涉及堆積和堆攤浸出方法，在這里總稱為堆攤浸出， 并且特別地涉及在堆攤內(nèi)熱量的產(chǎn)生以便在高溫下實現(xiàn)金屬回收。
它特別適用于對于在礦物中含有較低濃度的總硫化物(即1-5%疏化 物)的堆攤來說超過60°C的熱量產(chǎn)生。
本發(fā)明特別參考含有黃銅礦的邊緣性硫化銅礦物的浸析來進行描 述，但是可以理解的是這一僅僅是非限制性例子。本發(fā)明的原理能夠以 與其它金屬如鎳、金、鈷和鋅的回收同等的效力來應(yīng)用。 與次生的硫化銅礦物不同，黃銅礦在喜中溫的細菌生物浸析條件下不容 易浸析，雖然黃銅礦堆攤浸析能夠在高溫下，優(yōu)選超過55。C下成功地進 行。
在堆攤中占優(yōu)勢的溫度是熱量產(chǎn)生和熱損失/保持系數(shù)的最后結(jié)果。 熱量產(chǎn)生主要是硫直接或間接微生物氧化成硫酸酯的結(jié)果。該微生物也 被要求將二價鐵轉(zhuǎn)化成三價鐵并因此控制該溶液氧化還原電位。大部 分的硫和因此該熱量產(chǎn)生能力典型地與在礦物中所含的黃鐵礦有關(guān)。
隨著在堆攤中溫度的提高，在相繼的溫度范圍中順序地存活的生物 浸析用微生物的群體是所需要的。這是需要的，因為在堆攤啟動時在 環(huán)境溫度下占該群體的主導(dǎo)地位的微生物不能生長并且有助于在高溫 下的生物浸析過程。該順序的群體已知是存在的并且包括選自各溫度 類別的下列古菌(archaeal)和細菌種屬中的種類
喜中溫
環(huán)境溫度-45°C:嗜酸硫桿菌屬Uc/c/"/no^c/〃w)，鉤端螺旋菌屬 (Z^/^os/ zW〃wm)， 石危片干菌屬(77n'o6acz'〃w力，酸小4干菌屬64c/J/m/croZ)/wm j 石危4t^干菌屬(Sw//o6ac/〃us ),.纟失原體屬f _FerTO/ /(XS*ma fFemj^/osma)人亞 鐵桿菌屬廣/^r^mcro^wm y> , 嗜酸菌屬，脂環(huán)酸芽孢桿菌屬
中等適高溫
45 。C -60 。C : 嗜酸硫桿菌屬(Jc油Y/n'oMcz'〃w力，硫桿菌屬 (7Tz,'oZ^"'〃us)， 酸小桿菌屬 f爿c/Wmz'craZ)/wm ^ , 石危桿菌屬
5fiSW/o6a"'〃z^入鐵原體屬f Fem / /a雄"(Fer一/a纖a)), 熱原體屬 (7T2ew2o^/^wa),月旨環(huán)酸芽孢桿菌屬f71//c^c/o6ac/〃z^ J ,亞鐵桿菌屬
適南溫
>60°C:硫葉菌屬(Sw/yb/o^力，嗜酸兩性菌屬64c/t/^m^入金屬 球菌屬(她fa〃ayp/2aera),鐵原體屬(Fem^/w顧(T^一/"扁"」入熱原 體屬(r/ze，op/os"脂)。
在堆攤中的微生物活性取決于還原硫和鐵的能源的可利用性，取決 于作為電子受體的氧和作為自給營養(yǎng)的生物浸析用微生物的碳源的二 氧化碳的存在，和取決于微量營養(yǎng)素和大量營養(yǎng)素如鉀、銨和磷酸鹽的 可利用性。
在堆攤生物浸析方法中空氣被供應(yīng)到堆攤的底部以及隨著空氣流 遷移向上穿過堆攤，氧氣和二氧化碳被生物浸析用微生物消耗。在堆 攤內(nèi)這些氣態(tài)成分(02和C02)的濃度因此與堆攤內(nèi)的高度有關(guān)，而微生 物所需要的能源(還原硫和鐵，也稱為在礦物中的可氧化等同物)是從礦 石原料獲得的并且不主要取決于在堆攤內(nèi)的位置而是隨時間而變，歸因 于消耗?？裳趸韧镉糜谥咐醚鯕馑M行的任何礦物氧化反應(yīng)。 在典型的堆攤浸出應(yīng)用中從礦物氧化反應(yīng)獲得的熱量產(chǎn)生已發(fā)現(xiàn)對應(yīng) 于約400 kJ的能量/每摩爾的所消耗氧的一種值，與被氧化的礦物類型 相對無關(guān)的一種^t。
從以上明顯看出，支配微生物生長的主要因素是
1. 可氧化的化合物(還原的鐵和硫)在礦物中的存在。這些化合物也 被稱為可氧化的等同物；
2. 在堆攤中二氧化碳的現(xiàn)時濃度；和
3. 在堆攤中氧氣的現(xiàn)時濃度。
熱損失速率。后一;素是由大氣條件，穿過堆攤的氣流速率，灌:率 和現(xiàn)時堆攤溫度所決定的。

圖1以圖形描繪了在平均堆攤溫度每日的 提高或降低與現(xiàn)時堆攤溫度和熱量產(chǎn)生速率之間的關(guān)系。在任何給出 的現(xiàn)時堆攤溫度下，有一個為了維持該平均堆攤溫度和確保堆攤不冷卻 所需要的閾值產(chǎn)生速率。典型的閾值曲線示于圖2。 如果該熱量產(chǎn)生 速率高于這一閾值，則堆攤中的平均溫度提高，而較低的熱量產(chǎn)生速率
6導(dǎo)致在堆攤中平均溫度的下降。
如果該氣流速率是足夠的，則在堆攤中氧氣的濃度通常不會下降到 足夠低以致于抑制微生物生長或活性的值。因此，微生物生長和因此熱 量產(chǎn)生的主要控制因素是二氧化碳濃度以及剩余和可使用的可氧化等 同物在該礦物中的存在和濃度。
盡管對于黃銅礦浸析的情況而言二氧化碳的存在對于微生物活性 一般是重要的，但是，問題在于在中等高溫的細菌生長區(qū)域中克服約55
。C的溫度(這一值用作生長速率活性的降低的例證，它最顯著地從52°C 至58。C發(fā)生)。由于較差的微生物生長，在這一溫度下二氧化碳消費是 極低的，和二氧化碳因此在整個堆攤中是可易于地利用的，即使使用未 補充的空氣。因此不怎么有效的是試圖通過依賴于二氧化碳補充來克 服55。C閾值。在這一溫度下二氧化碳限制不是問題。
本發(fā)明的目的是克服，至少部分地克服，這一溫度閾值問題。
本發(fā)明概述
本發(fā)明提供了在微生物堆攤浸出操作中，在中等的高溫下提高在堆 攤中產(chǎn)生的熱量的水平的方法，該方法包括在中溫下在堆攤中刺激微生 物生長的步驟。
空氣的氣流可以引導(dǎo)至該堆攤，優(yōu)選在堆攤的底部，以及刺激微生 物生長的步驟可通過向氣流中添加二氧化碳來實現(xiàn)。優(yōu)選，當(dāng)堆攤中 的溫度處于或接近于環(huán)境溫度時，開始通過向氣流中添加二氧化碳或相 反方式(otherwise)所進行的微生物生長的刺激。
該方法可以包括監(jiān)測在離開堆攤的氣流中二氧化碳的濃度和對此 作出響應(yīng)，控制二氧化碳向被引導(dǎo)至該堆攤的氣流中添加的兩個步驟。
從文獻中獲知，在堆攤中占優(yōu)勢的一般喜中溫的微生物群體的半飽 和含量是在0.02到0.05% v/v CCb范圍內(nèi)(參考文件l)。以此作為指南， 希望在本發(fā)明的方法中二氧化碳的出口濃度(exit concentration)應(yīng)該維 持高于該半飽和點，即在0.02 - 0.05% v/v C02范圍內(nèi)。這一數(shù)值和在 微生物生長上的動力學(xué)響應(yīng)應(yīng)該理想地在各情況下通過實驗來測定，因 為這些因素取決于特定的微生物接種組成和從尾礦與返回到堆攤的酸 性提余液之間的相互作用所釋放的二氧化碳的量，該酸性提余液是從堆 攤中排出的富集液體溶液(pregnant liquid solution)中抽提金屬內(nèi)含物 所產(chǎn)生的。由于分解和在堆攤中微生物量的下降，也釋放一些二氧化盡管強調(diào)的是C02補充，但是，由于在Or限制發(fā)生之前在堆攤中 C(V抑制的生長動力學(xué)的可能性很可能存在，氧氣監(jiān)測和控制可以按類 似方式考慮以便維持在堆攤中02濃度高于5%(v/v)。
根據(jù)本發(fā)明的不同方面，提供操作堆攤生物浸析過程的方法，該方
度的喜中溫的微生物菌抹的步驟，該微生物菌抹在中等的高溫下顯示出
生熱量。ii允許堆攤溫度^高到高于55:C閾值:之后由中等適高溫微生 物和由適高溫微生物產(chǎn)生的熱量逐漸占優(yōu)勢。 附圖的簡述
本發(fā)明進一步參考附圖來舉例說明，其中
圖1和2是在生物浸析過程中和已經(jīng)在本文前文中提及的在堆攤中 各種參數(shù)的圖示表述；
圖3描繪了其中實施本發(fā)明方法的堆攤；和
圖4和5是分別在普通堆攤中和在使用本發(fā)明的原理的堆攤中C〇2 和02消耗對溫度的曲線。 優(yōu)選實施方案的描述
本發(fā)明是以模擬堆攤浸析過程的實驗室實驗中觀察到的令人驚奇 的效果為基礎(chǔ)的。在堆攤中的垂直間隔中二氧化碳和氧氣含量的呼吸測 量法已確定，在堆攤中生物浸析操作開始的幾個星期內(nèi)，在被引導(dǎo)至堆 攤的底部的氣流中的二氧化碳已經(jīng)在堆攤的下面部分中完全消耗，并且 堆攤的上面部分然后也被剝奪了二氧化碳。如以上所指出，在堆攤中 喜中溫的微生物群體的半飽和含量位于0.02 - 0.05% v/v C02范圍內(nèi).，雖 然這已知取決于所使用的具體微生物菌林。這意味著， 一般來說，在中 溫范圍中生物浸析用微生物的生長最有可能受到在空氣中co2濃度限 制，并且如果C02濃度低于0.02%則特別受限。
在堆攤的下面區(qū)域中在0.02 - 0.09 Nm3 t"h"的典型氣流速率下二氧 化碳完全地消耗，達到實際上零濃度。這導(dǎo)致在堆攤中微生物生長的 分布不均，其中大部分的微生物生長發(fā)生在底部。根據(jù)申請人的了解， 這一發(fā)現(xiàn)以前在文獻中沒有報道。這歸因于以下事實C02/02在堆攤 生物浸析過程中以高于這兩種氣體在空氣中發(fā)生(occur)的比率消耗。
8這一現(xiàn)象是可檢測的并且僅僅在不含有高濃度的碳酸鹽型材料的礦物 中具有顯著的作用，并因此僅僅適用于那些無法實現(xiàn)通過與酸反應(yīng)持續(xù) 釋放二氧化碳的礦物。
已經(jīng)確定，微生物生長的不均勻分布轉(zhuǎn)化成熱量產(chǎn)生的分布不均。 根據(jù)申請人的了解，這一發(fā)現(xiàn)也在以前的文獻中沒有報道。 大部分的 熱量最初在堆攤的底部產(chǎn)生。
隨著時間的推移在堆攤的底部中二氧化碳消耗下降，并且在堆攤中 二氧化碳濃度提高到較高水平。該現(xiàn)象向上發(fā)展貫穿該堆攤。
在堆攤的底部中二氧化碳消耗的下降歸因于一個或多個下述原因
a) 由于可利用的硫和其它可氧化的等同物所導(dǎo)致的微生物生長限
制；
b) -徵生物飽和和維持效應(yīng)；和
c) 微生物群體類型從喜中溫的到中等適高溫的群體轉(zhuǎn)變，其中不同 的碳同化機理、消耗速率和動力學(xué)效應(yīng)起作用。
二氧化碳消耗和對所導(dǎo)致的二氧化碳分布(profile)的微生物動力學(xué) 響應(yīng)兩者的綜合引起波陣面(wavefront)型的微生物生長效果，該生長逐 漸從堆攤底部向上遷移貫穿整個堆攤。該生長波陣面誘導(dǎo)類似的熱量 產(chǎn)生波陣面。以波陣面方式實現(xiàn)熱量產(chǎn)生的事實不是理想的，并在達到 提高的和均勻的堆攤溫度上帶來突出問題。在這一條件下僅僅一部分的 堆攤是產(chǎn)生熱量的，而從整個堆攤發(fā)生熱損失。這提高了平均熱量產(chǎn) 生速率下降到低于在圖2中所示的曲線的概率。為了克服這一有害因 素本發(fā)明建立了一種方法，依據(jù)該方法熱量產(chǎn)生可以在整個堆攤中在更 廣泛基礎(chǔ)上發(fā)生。
為了升高的平均堆攤溫度接近70°C的成功達到，重要的是具有溫度 順序微生物群體，后者促進足以在全溫度范圍中超過熱損失的熱量產(chǎn) 生。前面已經(jīng)列出了在每一溫度類別中具有活性的微生物菌抹，即喜 中溫的，中等適高溫的和適高溫的。然而，與在更高和更低溫度方法 中遇到的情況相比，目前已知的微生物群體在約55。C下(或更一般在50 和60。C之間)的微生物活性和熱量產(chǎn)生活性已經(jīng)發(fā)現(xiàn)是較差的。堆攤溫 度因此傾向于被限制到較低值，并且防止提高超過6(TC。 由于在礦物 中減少了總硫含量和可利用性，這一現(xiàn)象被放大。
氣流速率的增加僅僅在有限的程度上減輕不均勻的微生物生長的問題并且通過加大熱損失而加重該問題。提高的氣流速率能夠顯示出
顯著的冷卻效果這在于所產(chǎn)生熱量中的許多由氣流以對流方式從堆攤 中攜帶出來。
令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，在55。C(或更一般在5(TC和60。C之間)即在中等 高溫的區(qū)域中所遇到的降低的微生物生長速率和熱量產(chǎn)生效果能夠有 意義地通過刺激在中溫范圍中的微生物生長來得到克服。這可通過在 遇到50-6(TC溫度范圍之前，在堆攤操作的早期階段中向提供給堆攤的 氣流中添加二氧化碳來實現(xiàn)。由于二氧化碳的添加所帶來的進一步利益 是在整個堆攤中誘導(dǎo)快速和廣泛的，更均勻的，微生物生長。
圖3舉例說明了在墊片(pad)12上具有約3%總硫化物的含有黃銅礦 的礦物的堆攤IO。 來自于氣源14的空氣經(jīng)由歧管16被引導(dǎo)至堆攤的 較低區(qū)域。從堆攤的上端離開的空氣20的二氧化碳含量由二氧化碳監(jiān) 測器22監(jiān)測。監(jiān)測的讀數(shù)用于調(diào)節(jié)控制器24的操作，該控制器24用 于控制來自于氣源26的二氧化碳到來自于氣源14的空氣中的供應(yīng)。在 堆攤中更詳細的氣體濃度分布(profiles)也能夠利用被安裝在堆攤的各種 深度的氣體監(jiān)測器來獲得。
從該墊片流出的富集液體溶液30被引導(dǎo)至回收過程32,其產(chǎn)生銅 34。 來自該過程的提余液36用于從上方澆灌堆攤。堆攤能夠另外被 澆灌以便將酸，微生物菌劑，營養(yǎng)物或其它成分引入到堆攤中。這些 方面是已知和因此不需要進一步在這里描述。
當(dāng)生物浸析過程被引發(fā)時或當(dāng)監(jiān)測到的co2出口濃度低于半飽和 濃度時，二氧化碳被添加到空氣分配歧管中。所添加的二氧化碳的量應(yīng) 使得在排出空氣流20中二氧化碳濃度高于二氧化碳的不飽和點，即從 0.02到0.05% v/v C02。 二氧化碳濃度的精確值在各情況下通過實驗來 測定，因為它也取決于具體的接種組成和由堆攤中的尾礦與酸性提余液 36之間的相互作用所釋放的二氧化碳的量，以及在堆攤中微生物細胞的 衰減。
下對熱量產(chǎn)生的積極影響，是出乎意外的并且以前沒有報導(dǎo)。;希望 受束縛，因此可以相信在中溫的階段中二氧化碳補充產(chǎn)生高濃度的喜中 溫的微生物菌林，例如喜溫嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillus caldus),這 保留了在臨界55 °C溫度標記(mark)下和經(jīng)過該溫度標記的代謝活性的量度。這一微生物群體的維持能量需求導(dǎo)致在某些溫度下連續(xù)的氧氣需 求，超過所述溫度微生物群體生長發(fā)生。這意味著，雖然現(xiàn)時溫度不再
生物量，繼續(xù)產(chǎn)生維持能量需求，這進而在55。C溫度標記(或更一般在 50°C和60°C之間)或超過該溫度標記的情況下導(dǎo)致繼續(xù)的氧氣需求和導(dǎo) 致繼續(xù)的熱量產(chǎn)生活動，即使在這一 臨界溫度下和在該溫度左右微生物 生長受阻礙。這一效果^皮稱作"維持懸突(maintenance overhang)"效果。 這一 "維持懸突"效果允許溫度行進經(jīng)過55。C的微生物生長障礙溫度并 深入到較低60°C溫度范圍，在該范圍中高活性微生物生長菌株如硫葉菌 種能夠發(fā)揮作用。
維持懸突效果的影響作用關(guān)鍵性地取決于堆攤溫度行進的速率。 因為非正在生長的生物量不斷地遇到衰減效果，喜中溫生長的堆攤生物 量快速地分解和因此在高溫下減少。維持效果的持續(xù)時間因此是有限 的，并且在瞬時影響時期中應(yīng)該增強。重要的是，快速減少喜中溫的 生物量的熱量產(chǎn)生維持效果將在50-60。C溫度范圍中得到增強。這能夠 通過采取其它操作措施減少在該溫度范圍中的熱損失來實現(xiàn)，例如空氣 -和液體-進入量的減少，和任何其它適用技術(shù)的使用。
因為二氧化碳的補充是在空氣流速率沒有顯著依賴性變化的情況 下發(fā)生，有可能將空氣流速率與二氧化碳輸送速率的控制分開?？諝?流速率和相關(guān)的熱損失能夠因此被最小化，而沒有由于二氧化碳限制影 響到微生物生長和熱量產(chǎn)生的情況下減少。
圖4包括分別反映C02消耗和02消耗的實線曲線A和虛線曲線B,
與在普通堆攤(即沒有C02補充)中的溫度有關(guān)。
C02消耗速率用作微生物生長的指標，而02消耗速率用作在通過微 生物催化的礦物氧化反應(yīng)的熱量產(chǎn)生的指標。
實線曲線A表明在50。C以上該喜中溫的微生物生長速率(由C02消 耗速率測得)快速下降。這歸因于以下事實細胞停止成長，現(xiàn)有的、主 要喜中溫的細胞群體受到衰減速率(decay rate),后者隨溫度提高而增大。 02消耗速率以同樣方式下降，但是在更高的溫度下，顯示出維持懸突效 果。
曲線A和B的側(cè)向位移應(yīng)歸因于維持懸突效果，這意味著，由于代 謝能量需求所致，甚至當(dāng)細胞生長下降時，氧氣消耗繼續(xù)。
ii顯然高溫的溫度不能達到，因為熱量產(chǎn)生的量不足以提高堆攤溫度 到高于約60°C。
圖5顯示了當(dāng)在中溫下堆攤補充C02時所獲得的情況。 喜中溫的微生物生長速率(曲線Al)與曲線A同樣有效，因為C02 補充不影響這一曲線。然而C02補充會導(dǎo)致更高的溫度范圍，以及氧 氣消耗速率(曲線Bl)和因此熱量產(chǎn)生速率在更高溫度下都維持在更高 水平。對于非穩(wěn)定態(tài)條件，在曲線A1和B1之間的側(cè)向位移C1大于在 圖4中的位移C。
提高的維持懸突效果允許，在高溫的生物浸析用微生物的生長范圍 內(nèi)，在堆攤內(nèi)達到更高的溫度。
由于co2補充帶來的增大的維持懸突效果是由兩個主要因素引起
的。首先C02補充導(dǎo)致提高的喜中溫細菌濃度，和其次導(dǎo)致在更快速
行進經(jīng)過該溫度序列。這兩個因素引起，與降低細胞濃度的情況相比， 衰減速率對細胞維持氧氣利用率(在非穩(wěn)定態(tài)條件下)有較低影響，和引 起更緩慢的行進穿過該溫度范圍。這是因為較高的喜中溫細胞濃度， 其中該生長和整個生物量已經(jīng)由在喜中溫的生長條件中的C02補充所 刺激，與較低喜中溫的生物量濃度的情況相比，能夠在維持懸突效果的 過程中經(jīng)受更多熱量產(chǎn)生。
在中溫下更大的細胞密度會產(chǎn)生生物量，它傾向于成為在高溫下衰 減的一些量度。衰減的生物量提供可溶性有機碳源來刺激在生物浸析過 程的群體動態(tài)中所涉及的異養(yǎng)的、混合營養(yǎng)或甚至自給營養(yǎng)的微生物的 生長。
例如已知的是，鐵原體菌種，它屬于在中等適高溫的溫度范圍中的 大量繁殖性(prolific)鐵氧化劑，為生長需要有機碳源。在這一溫度范 圍中的硫氧化型微生物如硫化桿菌屬也受益于有機碳源的存在。酸小桿 菌屬蘿神A"類似才4'f ^。
衰減性生物量也釋放二氧化碳，它將刺激自給營養(yǎng)的微生物的生物 浸析用菌林。
標為Dl的高溫增長曲線從稍微低于6(TC延伸并由氧氣消耗速率 (曲線El)近似匹配。
實現(xiàn)了貫穿堆攤?cè)康目焖傥⑸锷L，導(dǎo)致更均勻熱量產(chǎn)生。堆 攤的平均熱量產(chǎn)生速率被提高且這會提高在較短時間中獲得高溫的前景。由于更快速地實現(xiàn)高溫，用于達到該高溫的可氧化等同物的量低于 如果在更長的時間達到相同的高溫時的情況。因此更多的可氧化等同 物保留在礦物中經(jīng)受該提高的堆攤溫度。對于提高的浸析溫度所需要 的更長暴露時間已知可提高從黃銅礦中回收銅的效率。
本發(fā)明特別參考黃銅礦的生物浸析來進行描述。這已經(jīng)僅僅通過 非限制性例子來給出描迷。本發(fā)明的原理能夠在高硫化物含量生物浸 析情形中使用，例如在其中礦物已經(jīng)用濃縮物聚集的堆攤浸析中。本
發(fā)明還可以用于堆攤生物浸析應(yīng)用中，即使能夠在55。C(即50- 60°C) 生長的大量繁殖性高活性自給營養(yǎng)型硫氧化菌林被確定和包括在用于 生物浸析該堆攤的微生物的組中。
權(quán)利要求
1.在微生物堆攤浸出操作中在中等的高溫下提高在堆攤中產(chǎn)生的熱量的水平的方法，該方法包括在中溫的溫度下在堆攤中刺激微生物生長的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中刺激微生物生長的步驟是當(dāng)堆攤中的溫度處于或接近于環(huán)境溫度時開始的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中刺激微生物生長的步驟是通過將二氧化碳添加到被引導(dǎo)至堆攤的空氣流中來實現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，它包括以下步驟監(jiān)測在離開堆攤的氣流中二氧化碳濃度和對此響應(yīng)地控制二氧化碳向被引導(dǎo)至堆攤的氣流中的添力口 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，它包括控制二氧化碳向被引導(dǎo)至堆攤的氣流中的添加以維持離開堆攤的二氧化碳的濃度高于在該堆攤中現(xiàn)時的 一般喜中溫的微生物群體所需要的半飽和含量的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中離開堆攤的二氧化碳的濃度被維持在0.02 - 0.05% v/v的C02范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，它包括控制二氧化碳向被引導(dǎo)至堆攤的氣流中的添加以維持離開堆攤的二氧化碳的濃度在實驗測定的值下的步驟，該測定值至少依賴于以下因素在堆攤中具體的微生物接種組成，和從尾礦與返回堆攤的酸性提余液之間的相互作用所釋放的二氧化碳的量，該酸性提余液是通過從堆攤中流出的富集液體溶液中抽提金屬內(nèi)含物來產(chǎn)生的。
8. 處理含金屬的顆粒礦物的方法，它包括以下步驟0)形成礦物的堆攤，(b) 讓堆攤進行微生物浸析過程，(c) 將空氣流引導(dǎo)至堆攤，(d) 監(jiān)測堆攤的溫度，和(e) 在堆攤溫度達到50。C-60。C溫度范圍之前將二氧化碳添加到空氣流中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，它包括以下步驟從堆攤中排出富集液體溶液，在回收過程中從該溶液回收金屬，和使用來自于回收過程的提余液澆灌堆攤。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中堆攤另外被澆灌以便將至少一種的下列物質(zhì)引入到堆攤中酸，微生物接種物，和營養(yǎng)物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8， 9或10的方法，它包括以下步驟監(jiān)測在離開堆攤的空氣中二氧化碳的濃度和將二氧化碳添加到被引導(dǎo)至堆攤的空氣流中以便將在離開堆攤的空氣中二氧化碳濃度維持在預(yù)定水平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中該預(yù)定水平是(a) 二氧化碳的半飽和點，或(b) 實驗測定的值，它至少取決于下列因素堆攤的具體接種組成，二氧化碳的量，和在堆攤中微生物細胞的衰減。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8-12中任何一項的方法，其中礦物是黃銅礦礦物。
14. 處理含金屬的顆粒礦物的方法，它包括以下步驟(a) 形成礦物的堆攤，(b) 讓堆攤進行微生物浸析過程，(c) 將空氣流引導(dǎo)至堆攤，(d) 監(jiān)測在離開堆攤的空氣中二氧化碳的濃度，和(e) 將二氧化碳添加到被引導(dǎo)至堆攤的空氣流中以便維持在離開堆攤的空氣中的二氧化碳濃度高于預(yù)定水平。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中該預(yù)定水平是(a) 二氧化碳的半飽和點，或(b) 實驗測定的值，它至少取決于下列因素堆攤的具體接種組成，從堆攤中的尾礦與被引導(dǎo)至堆攤的酸性溶液之間的相互作用所釋放的二氧化碳的量，和在堆攤中微生物細胞的衰減。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15的方法，其中該礦物是黃銅礦礦物。
17. 操作堆攤生物浸析過程的方法，該方法包括以下步驟形成含有所要回收的金屬的顆粒狀材料的堆攤，讓堆攤中的礦物進行微生物浸度的喜中溫的微生物菌林，該微生物菌抹在中等^高溫下顯示出:夠的代謝活性以便以超過從堆攤中熱損失的速率的速率在堆攤內(nèi)產(chǎn)生熱量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中在中溫的溫度下的微生物生長被刺激以便？ 1起堆攤溫度升高到高于55 °C 。
19. 操作堆攤生物浸析過程的方法，該方法包括以下步驟形成含有所要回收的金屬的顆粒狀材料的堆攤，讓堆攤中的礦物進行微生物浸度的喜中溫的微生物菌林，該微^物菌林在中等的高溫下顯示出:夠的
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中顆粒狀材料是黃銅礦礦物。
21. 微生物浸析工藝，它包括以下步驟形成顆粒狀黃銅礦礦物的堆攤，將空氣流引導(dǎo)至堆攤，至少當(dāng)堆攤處于中溫時將二氧化碳添加到空氣流中以刺激生長和在堆攤中獲得足夠高濃度的喜中溫的微生物菌才朱，乂人而以
全文摘要
在顆粒狀黃銅礦礦物的堆攤上進行微生物浸析工藝，這通過如下來實現(xiàn)至少當(dāng)堆攤處于中溫時將二氧化碳添加到被引導(dǎo)至堆攤的空氣流中以刺激生長和在堆攤中獲得足夠高濃度的喜中溫的微生物菌株，從而以超過從堆攤中熱損失的速率的速率在中等高溫下產(chǎn)生熱量。
文檔編號C22B3/18GK101558176SQ200780037786
公開日2009年10月14日 申請日期2007年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者C·A·杜普萊西斯, S.H.明阿 申請人:Bhp比爾頓有限公司