專利名稱：低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，特別是低品位多金屬硫化銅鈷鎳礦生物分段堆浸工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)多金屬硫化礦的處理工藝是礦石破碎、磨礦、浮選、浮選精礦火法熔煉，其中浮選得到的精礦通常含有多種有價金屬。該工藝由于對浮選精礦的質(zhì)量要求嚴(yán)格，分別回收其中的有價金屬處理工藝流程長、復(fù)雜，存在成本高、能耗高、環(huán)境污染重等缺點，而且此類礦產(chǎn)中的各種有價金屬普遍品位較低，一般只有0. 2%左右，鄰近開采的邊界品位，因此采用現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)開采，無經(jīng)濟(jì)效益，不適合處理的低品位多金屬硫化礦石。采用生物堆浸技術(shù)可以解決多金屬回收的問題，而且可以縮短流程、減少成本。在已探明的多金屬礦產(chǎn)資源中，以銅伴生的多金屬礦占大多數(shù)，銅是以原生硫化銅礦，即黃銅礦的形式存在，生物堆浸技術(shù)在處理黃銅礦時，浸出周期較長，與其它硫化礦浸出周期不能匹配。例如，在我國東北地區(qū)，已探明的低品位硫化銅鈷鎳礦床，其鎳品位0. 2%、鈷0. 05%、銅0. 2%，主要含鎳礦物為鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、黃銅礦等，采用現(xiàn)有的傳統(tǒng)選冶工藝無法開發(fā)利用。因此， 有必要提供一種能夠開發(fā)低品位多金屬硫化礦生物堆浸的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，該工藝不同于一般的生物堆浸，其特點是采用兩株不同的浸礦菌種，將礦石按照其不同的浸出周期分段進(jìn)行生物浸出，其生產(chǎn)過程中縮短堆浸周期5 6個月。此外，本工藝也不同于傳統(tǒng)的選冶工藝，即不需要經(jīng)過高能耗的傳統(tǒng)選礦富集成精礦和高溫熔煉，新工藝不排放污染性大的煙塵和二氧化硫等有毒氣體，本工藝流程短、設(shè)備簡單、投資省、成本低、無污染，提高了有價金屬回收率，縮短堆浸周期，實現(xiàn)了綜合利用低品位多金屬硫化礦礦產(chǎn)資源的目的， 可獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，它包括以下步驟(1)將多金屬硫化礦石粉碎后送至筑堆浸出工序；(2)將放大培養(yǎng)的常溫浸礦菌液采用噴淋方式加至堆筑好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達(dá)到75%以后，將放大培養(yǎng)的中等嗜熱菌液繼續(xù)噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃余液經(jīng)沉鐵凈化后的溶液送至鎳金屬沉淀回收工序。礦石中鎳鈷的堆浸浸出將礦石粉碎成粒徑小于15mm，然后筑堆，筑堆過程中要保持礦石盡可能形成自然堆放，形成多孔洞的自然堆，有利于堆內(nèi)通風(fēng)和浸礦微生物的生長；邊筑堆邊噴淋含有常溫浸礦菌的稀硫酸溶液(pHl. 5 2.幻，溶液噴淋量為礦石重量的10 25%。筑堆完成后，采用噴淋的方式按照噴淋速度7 15L/m2 · h進(jìn)行噴淋浸出礦石中的鎳鈷。噴淋液中含常浸礦菌IO7個/ml以上，噴淋液的氧化還原電位510mv(Vs. SCE)以上。噴淋管間距為0. 5m Im0堆場為永久性堆場，礦堆層高為5m 8m。(1)礦石中銅的堆浸浸出當(dāng)(1)中鎳鈷浸出率達(dá)到75%以上后，改為噴淋中等嗜熱菌稀硫酸溶液(pHl.O 2. 0)，溶液噴淋量為礦石重量的10 20%。噴淋速度7 15L/m2 -h進(jìn)行噴淋浸出礦石中的銅。噴淋液中含中等嗜熱菌IO7個/ml以上，噴淋液的氧化還原電位460mv(Vs. SCE)以下。(2)浸出液萃銅及鎳鈷硫化物沉淀含銅的鎳鈷浸出液的溶液先萃取得到富銅液，送至電積車間進(jìn)行電積得到陰極銅，萃余液沉鐵后加入硫化鈉或硫氫化鈉，調(diào)節(jié)溶液PH值為5 6，使鎳鈷以硫化物形式沉淀，得到鎳沉淀化合物產(chǎn)品，沉淀級數(shù)1 5級。鎳鈷回收率在90%以上。


圖1為本發(fā)明一種實施例的工藝流程框圖
具體實施例方式如圖1所示，1為常溫浸礦菌，將其進(jìn)行適應(yīng)性復(fù)長、馴化及放大培養(yǎng)2，低品位多金屬硫化礦石3經(jīng)破碎工序4，粒度控制在粒徑< 15mm，隨后筑堆5，邊筑堆邊加入復(fù)長、馴化及放大培養(yǎng)后的常溫浸礦菌，6為噴淋浸出鎳鈷，7為中等嗜熱菌，將其進(jìn)行適應(yīng)性復(fù)長、 馴化及放大培養(yǎng)8，9為噴淋浸出銅，隨后將浸出液送到萃取銅10，電積11得到陰極銅12， 萃余液經(jīng)凈化工序13進(jìn)行沉鐵除雜，含鎳鈷凈化液進(jìn)入最后一個工序14沉淀回收鎳，獲得鎳鈷化合物產(chǎn)品15。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明實施例1該新工藝應(yīng)用于我國東北某低品位多金屬硫化礦，礦石中的金屬硫化礦物主要是鎳黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦、黃銅礦、砷鈷礦，極少量的黃鐵礦、膠黃鐵礦、斑銅礦、紫硫鎳鐵礦。脈石礦物主要是蛇紋石、綠泥石，其次是透輝石、透閃石、黑云母，少量的長石、石英、方解石、菱鎂礦、水鎂石等。礦石中鎳含量為0. 21 %，含鈷0. 05%，銅0. 18%，硫0. 46%，二氧化硅 67. 24%。施用的常溫浸礦菌菌種為Acidithiobacillus ferrooxidans中等嗜熱菌菌種為 Sulfobacillus thermosulfidooxidans礦石中鎳鈷的堆浸浸出將我國東北某低品位含砷硫化鎳礦石破碎到粒度為小于12mm ；然后筑堆，筑堆過程中為了保持礦石盡可能形成多孔洞、通風(fēng)良好的自然堆，采用了后退式筑堆法進(jìn)行，筑堆高度6m，堆的形狀為棱臺型，但也可依據(jù)地形條件來確定；在筑堆的同時噴淋占礦石重量 10%的含適應(yīng)性復(fù)長馴化放大培養(yǎng)好的常溫浸礦菌液；筑堆完成后，安裝噴淋管。噴淋管的間距為0. Sm。噴淋管安裝好后，按噴淋液總體積的10%接入已經(jīng)適應(yīng)性馴化放大培養(yǎng)好的常溫浸礦菌開始噴淋浸出，噴淋液中含常溫浸礦菌IO6 IO7個/ml，噴淋液的氧化還原電位大于500 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 5 2. 0，噴淋速度為7 10L/m2 · h ；噴淋浸出時間為4天，然后進(jìn)入休閑，休閑時間為3天，噴淋與休閑輪流進(jìn)行。當(dāng)浸出液中的鎳離子濃度達(dá)到1. 7g/L后，進(jìn)行溶液中各離子的分離富集。經(jīng)過8個月的噴淋浸出后，礦石中鎳鈷的浸出率已達(dá)到76 %，銅浸出率低于40 %， 此時停止噴淋，鎳鈷浸出結(jié)束。同時，可以在舊礦堆上進(jìn)行新一輪銅的浸出。(1)礦石中銅的堆浸浸出按噴淋液總體積的10%接入已經(jīng)適應(yīng)性馴化放大培養(yǎng)好的中等嗜熱菌液開始噴淋浸出，噴淋液占礦石重量10% ；噴淋液中含中等嗜熱菌IO6 IO7個/ml，噴淋液的氧化還原電位小于460 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 3 1. 8，噴淋速度為7 10L/m2 · h ；噴淋浸出時間為5天，然后進(jìn)入休閑，休閑時間為2天，噴淋與休閑輪流進(jìn)行。其浸出液與(1) 所出的浸出液混合進(jìn)行分離富集。(2)浸出液銅的萃取電積和含鎳鈷浸出液的凈化(1)和(2)得到的浸出液的成分為=Ni 1. 75g/L、Co 0. 68g/L、TFe 14. 27g/L(其中 Fe3+12. 74g/L)、Cu 1.08g/L、Zn 0.01g/L、Ca 0.04g/L、Mg 1. 21g/L ;pH 值 1. 75。銅采用M5640或lix984N進(jìn)行萃取，相比Ο/Α為1 2，萃取級數(shù)2級，反萃相比 0/Α為3 1，反萃級數(shù)3級。溫度為室溫。電積銅濃度在40 45g/L，電流密度150A/m2， 鐵濃度小于5g/L。電銅質(zhì)量達(dá)到GB466-84中的1#電銅標(biāo)準(zhǔn)。萃余液采用碳酸鈣進(jìn)行沉淀法沉鐵凈化，反應(yīng)式為
Fe2 (SO4) 3+3H20+3CaC03 — 2Fe (OH) 3+3C02+3CaS03沉淀藥劑碳酸鈣用量20. 6kg/m3,經(jīng)過3級沉淀后的凈化液含鐵濃度為0. 14g/L， 鐵的除去率98. 12%，鎳、鈷回收率分別為96. 22%,97. 38%。(3)鎳鈷回收除鐵凈化后的溶液成分為=Ni1. 68g/L、Co 0. 66g/L、Fe 0. 14g/L ；pH 值 4. 0。往沉鐵除砷凈化后的溶液加入硫化鈉進(jìn)行鎳鈷沉淀，用量分別為9. 75g/g金屬鎳，使鎳鈷以硫化物形式沉淀，得到鎳鈷沉淀混合物，鎳鈷回收率分別為99. 14%和98. 12%。鎳鈷沉淀后液的PH值為5. 5，通過硫酸調(diào)節(jié)pH值到1. 9后，返回礦石浸出。鎳鈷沉淀混合物的成分為Ni26. 74%, Co 2. 67%, Zn 0. 21%, Fe 1. 24%, Ca 0. 30%,Mg 0. 23%,Mn 0. 35%。本發(fā)明的效果是除了有利于環(huán)保外，還可以用來開發(fā)傳統(tǒng)選冶技術(shù)不可利用的低品位多金屬硫化礦資源，擴(kuò)大我國多金屬伴生礦床的礦產(chǎn)資源利用范圍。
權(quán)利要求
1.一種低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于它包括(1)將多金屬硫化礦石粉碎后送至筑堆浸出工序；(2)將放大培養(yǎng)的常溫浸礦菌液采用噴淋方式加至堆筑好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達(dá)到75%以后，將放大培養(yǎng)的中等嗜熱菌液繼續(xù)噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃余液經(jīng)沉鐵凈化后的溶液送至鎳金屬沉淀回收工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的浸礦細(xì)菌適應(yīng)性馴化培養(yǎng)的轉(zhuǎn)接次數(shù)為2 5次，逐級放大培養(yǎng)的級數(shù)是6 10次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的粉碎礦石的粒徑為小于15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的噴淋管間距為0. 5m lm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的堆場為永久性堆場，礦堆層高為5m Sm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的筑堆工序中，邊筑堆邊噴淋含有適應(yīng)性復(fù)長馴化放大培養(yǎng)好的常溫浸礦菌液，溶液噴淋量為礦石重量的5% 15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于銅堆浸時噴淋液的氧化還原電位小于460 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 3 1. 8。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的含鎳浸出液沉鐵凈化的溶液PH值為3. 5 4. 5，沉淀凈化級數(shù)為2 6級。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特征在于所述的含鎳凈化液進(jìn)行鎳沉淀后的溶液PH值為5 6，沉淀級數(shù)為1 5級。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，它包括(1)將多金屬硫化礦石粉碎后送至筑堆浸出工序；(2)將放大培養(yǎng)的常溫浸礦菌液采用噴淋方式加至堆筑好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達(dá)到75％以后，將放大培養(yǎng)的中等嗜熱菌液繼續(xù)噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃余液經(jīng)沉鐵凈化后的溶液送至鎳金屬沉淀回收工序。本發(fā)明優(yōu)點除了有利于環(huán)保外，還可以用來開發(fā)傳統(tǒng)選冶技術(shù)不可利用的低品位多金屬硫化礦資源，擴(kuò)大多金屬硫化礦的礦產(chǎn)資源利用范圍和多種有價金屬的綜合利用率。
文檔編號C22B23/00GK102560111SQ20101061425
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉學(xué), 宋永勝, 武彪, 溫建康, 臧宏 申請人:北京有色金屬研究總院