一種堿性細菌浸出氧化銅礦的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，屬于溶浸采礦領(lǐng)域。是利用一種堿性細菌產(chǎn)生氨與銅礦物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，實現(xiàn)在堿性條件下浸出氧化銅礦。浸礦的堿性細菌為JAT-1，其最佳生長pH為8.0～11.0，其代謝過程中可以將尿素分解產(chǎn)生氨。浸出液由細菌菌液與其液體培養(yǎng)基按比例混合而成，細菌菌液與液體培養(yǎng)基的比例為1:10～1:5。本發(fā)明所述的浸出工藝屬于堿法浸出，可由堆浸浸出或攪拌浸出實現(xiàn)，能夠經(jīng)濟有效地處理氧化銅礦，特別是能夠處理高含堿性脈石的難選氧化銅礦。此與酸浸對比，此工藝避免了酸性浸出體系中酸耗高、滲透性差、成本高等問題；與氨浸對比，其優(yōu)勢在于可在自然條件下大規(guī)模處理礦石，投資小、成本低、環(huán)境友好。
【專利說明】一種堿性細菌浸出氧化銅礦的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于溶浸采礦領(lǐng)域，涉及利用細菌在堿性條件下浸出氧化銅礦的工藝方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在溶浸采礦領(lǐng)域內(nèi)，對于酸法浸銅及嗜酸細菌浸銅工藝已做了大量研究，并在工 業(yè)生產(chǎn)中有較好的運用效果。但對于高含堿性脈石礦物的難選氧化銅礦和銅尾礦，采用酸 法浸出或嗜酸細菌浸出存在許多問題：一方面，大量的堿性脈石礦物必然使酸耗大大增加， 經(jīng)濟上不合理；另一方面，酸性體系下會產(chǎn)生大量的硫酸鈣和硫酸鎂等微溶物，大大降低浸 出體系的滲透性，從而影響浸出效果；同時，酸浸的腐蝕性較強，對設(shè)備要求高，環(huán)境保護方 面的壓力較大。
[0003] 與酸法浸出體系相比，堿法浸銅具有金屬選擇性強、對設(shè)備的耐腐蝕性要求低，是 一個主要的發(fā)展方向。對于堿法浸銅的研究，大多停留在化學(xué)浸礦層面，如氨水浸出銅礦。 但氨水的揮發(fā)性大，導(dǎo)致處理成本增加，環(huán)境污染嚴重，無法進行大規(guī)模的堆浸；采用加壓 氨浸在技術(shù)上可行，但能耗高、設(shè)備投資大、經(jīng)濟效益較差。本發(fā)明提供了一種細菌在堿性 環(huán)境中浸出氧化銅礦的新工藝，具有投資小、成本低、工藝簡單、環(huán)境友好等技術(shù)優(yōu)勢，豐富 和發(fā)展了細菌浸出銅礦的工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于利用細菌在堿性條件下浸出氧化銅礦，解決酸浸工藝中存在的 酸耗高、滲透性差、成本高等問題，豐富了銅礦的細菌浸出工藝，使銅礦的細菌浸出由酸性 浸出工藝擴展到堿性浸出工藝上來。
[0005] 本發(fā)明所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，是利用一種堿性細菌產(chǎn)生氨與銅礦 物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，實現(xiàn)在堿性條件下浸出氧化銅礦。所述的堿性細菌代謝過程中可以將尿 素分解產(chǎn)生氨的堿性細菌，具體可采用JAT-1細菌，該菌株在中國普通微生物菌種保藏管 理中心登記保存，保藏號為：CGMCC6214。其生長培養(yǎng)基成分為檸檬酸鈉5?25g/L、尿素 5?20g/L、磷酸二氫鉀1. 0?3. Og/L、磷酸氫二鈉2. 0?4. Og/L、硫酸鎂0· 1?0· 5g/L，最 佳生長pH值為8.0?1L0。
[0006] 本發(fā)明所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，浸出劑由細菌菌液與其液體培養(yǎng)基 按比例混合而成，混合比例為1:10?1:5。浸出初期，保證浸出液中細菌菌液占有較高比 例，細菌菌液與液體培養(yǎng)基的比例取1:8?1:5 ;隨著浸出反應(yīng)的進行，堿性細菌逐漸成為 浸出系統(tǒng)的優(yōu)勢種群，此后逐漸降低浸出液中細菌菌液的比例，可保持在1:10?1:8。
[0007] 浸出時，直接將浸出液與礦物接觸，礦物在浸出液的作用下發(fā)生反應(yīng)，銅離子被浸 出。
[0008] 此浸出工藝屬于堿法浸出，可由堆浸浸出或攪拌浸出實現(xiàn)，其工藝流程由以下幾 個基本工序組成：
[0009] (1)浸出準(zhǔn)備。浸出準(zhǔn)備包括礦石準(zhǔn)備和堿性細菌準(zhǔn)備。若采用堆浸法浸出，礦石 準(zhǔn)備主要包括配礦、破碎、堆礦；若采用攪拌法浸出，礦石準(zhǔn)備主要包括配礦、破碎、磨礦和 管道輸送。堿性浸礦細菌準(zhǔn)備主要是對堿性條件下對細菌進行大規(guī)模培育與馴化，為浸礦 提供充足的菌種。
[0010] (2)堿性細菌浸出。浸出工序包括浸出劑的制備、浸出作業(yè)。浸出劑的制備是指 將上工序中培養(yǎng)的堿性菌液與液體培養(yǎng)基按一定比例混合而成。若為堆浸浸出作業(yè)，則將 浸出劑噴淋至礦堆上，進行浸出反應(yīng)；若為攪拌浸出作業(yè)，將浸出劑加至礦漿槽進行攪拌。 浸出過程中監(jiān)測浸出液pH，若pH <9時，加入氨水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH，保證浸出體系中 pH 彡 9。
[0011] ⑶固液分離。若采用堆浸浸出，則可直接得到浸出液，浸出富液（浸出液Cu2+>lg/ L時）進一步富集，而浸出貧液（Cu2+〈lg/L)則返回至浸出工序；若采用攪拌浸出，浸出后的 礦漿送至沉淀池，適當(dāng)加入絮凝劑后，進行固液分離，富液進入下一工序，貧液再返回到浸 出槽內(nèi)循環(huán)利用。
[0012] 本發(fā)明所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，能夠經(jīng)濟有效地處理氧化銅礦，特 別是能夠處理高含堿性脈石的難選氧化銅礦。此工藝屬于堿法浸出，具有以下優(yōu)勢：
[0013] (1)與酸浸對比，其浸出過程中金屬選擇性強，浸出液不與其他金屬礦物發(fā)生反 應(yīng)；浸出副產(chǎn)物較少，體系的浸出效果受副產(chǎn)物影響較??；且工藝對設(shè)備要求不高，環(huán)境友 好。
[0014] (2)與傳統(tǒng)氨浸對比，改善了其成本大、能耗高、環(huán)境污染嚴重等問題，可在自然條 件下進行大規(guī)模堆浸，且無需特殊設(shè)備，投資小、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1堿性條件下細菌浸出氧化銅礦工藝流程圖；
[0016] 圖2堿性條件下細菌堆浸浸出氧化銅礦工藝流程圖；
[0017] 圖3堿性條件下細菌攪拌浸出氧化銅礦工藝流程圖；

【具體實施方式】
[0018] 下面對本發(fā)明的具體實施做進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于以下所 描述【具體實施方式】的范圍。
[0019] 實施例一：
[0020] 以堆浸浸出為例說明此新工藝的具體實施方法，其工藝流程如圖2所示。
[0021] 工序一：浸出準(zhǔn)備
[0022] 國內(nèi)某銅礦為高含堿性脈石的氧化銅礦，銅礦氧化率35 %?65%，礦石銅品位 0.9?1.3%。對礦石進行破碎，使礦石最大粒度不超過50_。在堆場內(nèi)鋪設(shè)防滲底墊，同 時鋪設(shè)浸出液循環(huán)管路系統(tǒng)。礦堆面積為800mX 150m，礦堆高2?5m。
[0023] 使用細菌發(fā)酵罐在pH = 9的條件下大規(guī)模培養(yǎng)堿性細菌JAT-1，監(jiān)測培養(yǎng)過程中 細菌濃度及菌液pH的變化。待細菌濃度達到1 X 107?1 X 108個/ml時，取細菌菌液與液體 培養(yǎng)基混合制成浸出劑。浸出初期，浸出劑中細菌菌液與液體培養(yǎng)基的比例取1:5?1:7， 浸出后期逐漸降低至1:8?1:10。
[0024] 工序二：堿性細菌浸出
[0025] 使用浸出劑對礦堆進行噴淋，噴淋強度為10?15L/m2 *h。堆浸初期，基本上采用 全天噴淋，堆浸中期每天噴淋12?18h，堆浸后期每天噴淋5?10h。礦堆浸出周期為10? 30天。浸出過程中監(jiān)測浸出液pH，若pH < 9時，加入氨水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH，保證浸出體 系中pH > 9。
[0026] 工序三：金屬回收
[0027] 堆內(nèi)的浸出液通過滲流進入集液池，對集液池中銅離子濃度進行檢測，當(dāng)浸出液 中Cu2+>lg/L時，可進入萃取與電積工序，否則，返回至工序二繼續(xù)循環(huán)。
[0028] 堆浸30天后，銅的浸出率達70%。
[0029] 實施例二：
[0030] 以攪拌浸出為例說明此新工藝的具體實施方法，其工藝流程如圖3所示。
[0031] 工序一：浸出準(zhǔn)備
[0032] 高含堿性脈石氧化銅礦氧化率35 %?65 %，礦石銅品位0. 8 %?1. 3 %，氧化銅礦 主要為孔雀石和硅孔雀石，其次是藍銅礦。對礦石進行破碎、磨礦，使礦石粒級+200目含量 達到80 %以上，而-200目不足20%。
[0033] 使用細菌發(fā)酵罐在pH = 9的條件下大規(guī)模培養(yǎng)堿性細菌JAT-1，監(jiān)測細菌生長過 程中細菌濃度及菌液pH值的變化，待細菌濃度達到1 X 108?1 X 109個/ml時，取細菌菌液 與液體培養(yǎng)基混合制成浸出劑。浸出劑中細菌菌液與液體培養(yǎng)基的比例控制在1: 5?1:10 范圍內(nèi)。
[0034] 工序二：堿性細菌浸出
[0035] 將浸出劑與礦物以液固比（2?8):1的比例加入攪拌桶進行攪拌浸出，攪拌槽轉(zhuǎn) 速100?150rpm。向浸出液中通入空氣并攪拌，空氣通入量按每立方漿體（0. 08?0. 2)m3/ h。共設(shè)4?8個攪拌槽，攪拌槽規(guī)格（Φ4?Φ6)ι?，高度3.0?4.0m。攪拌槽并聯(lián)作業(yè)， 相錯時間為1. 〇h。浸出周期為6?12h。浸出過程中監(jiān)測浸出液pH，若pH <9時，加入氨 水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH，保證浸出體系中pH > 9。
[0036] 工序三：固液分離
[0037] 浸出后的礦漿被排入沉淀池，共12個沉淀池，規(guī)格為（Φ8?Φ10)πι，高度為 3. 0m。設(shè)3級沉淀池，串聯(lián)使用。沉淀池為周邊傳動的高效濃密機，添加陰離子性聚丙稀酰 胺溶液，單耗為30?50g/t。檢測溢流中的銅離子溶液，當(dāng)超過lg/L時，作為富液進入下一 工序。不足lg/L時，作為貧液返回到攪拌槽內(nèi)。
[0038] 在攪拌浸出120h后，銅的浸出率達45%。
【權(quán)利要求】
1. 一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，其特征在于：其流程包括浸出準(zhǔn)備、堿性細菌浸出、 固液分離；利用一種堿性細菌與尿素作用產(chǎn)生氨，并與銅礦物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，實現(xiàn)在堿性條 件下浸出氧化銅礦； 所述的堿性細菌為代謝過程中可以將尿素分解產(chǎn)生氨的堿性細菌；其生長培養(yǎng)基成分 為朽1檬酸鈉5?25g/L、尿素5?20g/L、磷酸二氫鉀1. 0?3. Og/L、磷酸氫二鈉2. 0?4. Og/ L、硫酸鎂0· 1?0· 5g/L，生長pH值為8. 0?11. 0。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，其特征在于：所述的堿性 細菌為JAT-1細菌，該菌株在中國普通微生物菌種保藏管理中心登記保存，保藏號為： CGMCC6214。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，其特征在于：堿性細菌浸出采 用的浸出劑，是由細菌菌液與其液體培養(yǎng)基按比例混合而成，兩者的體積比例為1:10? 1:5 ;浸出初期，保證浸出液中細菌菌液占有較高比例，細菌菌液與液體培養(yǎng)基的比例取 1:8?1:5 ;隨著浸出反應(yīng)的進行，堿性細菌逐漸成為浸出系統(tǒng)的優(yōu)勢種群，此后逐漸降低 浸出液中細菌菌液的比例，保持在1:10?1:8。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種細菌浸出氧化銅礦的工藝，其特征在于：具體工藝流程 為： (1) 浸出準(zhǔn)備：浸出準(zhǔn)備包括礦石準(zhǔn)備和堿性細菌準(zhǔn)備；采用堆浸法浸出，礦石準(zhǔn)備主 要包括配礦、破碎、堆礦；采用攪拌法浸出，礦石準(zhǔn)備主要包括配礦、破碎、磨礦和管道輸送； 堿性浸礦細菌準(zhǔn)備主要是對堿性條件下對細菌進行大規(guī)模培育與馴化，為浸礦提供充足的 菌種； (2) 堿性細菌浸出：浸出工序包括浸出劑的制備、浸出作業(yè)；浸出劑的制備是指將上述 工序中培養(yǎng)的堿性菌液與液體培養(yǎng)基按一定比例混合而成；若為堆浸浸出作業(yè)，則將浸出 劑噴淋至礦堆上，進行浸出反應(yīng)；若為攪拌浸出作業(yè)，將浸出劑加至礦漿槽進行攪拌；浸出 過程中監(jiān)測浸出液pH，若pH < 9時，加入氨水調(diào)節(jié)浸出溶液的pH，保證浸出體系中pH > 9 ; (3) 固液分離；若采用堆浸浸出，則可直接得到浸出液，浸出富液Cu2+>lg/L時進一步富 集，而浸出貧液Cu 2+〈lg/L則返回至浸出工序；若采用攪拌浸出，浸出后的礦漿送至沉淀池， 適當(dāng)加入絮凝劑后，進行固液分離，富液進入下一工序，貧液再返回到浸出槽內(nèi)循環(huán)利用。
【文檔編號】C22B3/18GK104152692SQ201410391888
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】王洪江, 胡凱建, 李廣澤, 吳愛祥, 王貽明, 韓斌 申請人:北京科技大學(xué)