一種硫化銅礦生物堆浸水噴淋啟動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物冶金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種硫化銅礦生物堆浸水噴淋啟動(dòng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硫化銅礦生物堆浸過程中，需要酸性、富含F(xiàn)e3+以及嗜酸鐵硫氧化微生物的溶液作為噴淋進(jìn)行噴淋，通過Fe3+和微生物的作用，將硫化銅礦氧化，浸出銅離子。由于生物堆浸一般用于低品位礦及尾礦的處理，處理礦石量大，礦石吸水及蒸發(fā)量大，在生產(chǎn)起始階段需要大量的生產(chǎn)溶液，同時(shí)脈石在浸出起始階段大量耗酸，所以如果人工采購H2SOjPFe2(SO4)3來配置生產(chǎn)所需酸鐵溶液，需要較高的成本及人力投入。硫化礦(MeS)本身就可以氧化產(chǎn)生H2SO4, —般硫化礦中不可避免的含有一定含量的黃鐵礦(FeS2)，可以作為生產(chǎn)所需氧化劑Fe3+的重要來源。利用礦石中硫化礦自身氧化來提供酸和鐵，可以有效地降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種硫化銅礦生物堆浸水噴淋啟動(dòng)的方法，該方法通過直接用水噴淋，在氧氣和微生物的作用下將硫化礦氧化，生成H2SOjP Fe2(SO4)3，實(shí)現(xiàn)生物堆浸起始階段無需酸鐵投入，節(jié)省生產(chǎn)成本。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種硫化銅礦生物堆浸水噴淋啟動(dòng)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]I)硫化銅礦水噴淋啟動(dòng)的可行性判定:若礦石的產(chǎn)酸潛勢大于耗酸潛勢，則進(jìn)行水噴淋啟動(dòng)；
[0007]2)水噴淋啟動(dòng):在硫化銅礦的筑堆過程中用水潤濕，筑堆完成后，用水進(jìn)行噴淋，當(dāng)浸出液pH>3.0時(shí)循環(huán)噴淋，當(dāng)浸出液pH〈3.0，在浸出液中接種嗜酸鐵硫氧化微生物，作為噴淋液，繼續(xù)循環(huán)噴淋，逐漸提高系統(tǒng)溶液中的酸鐵濃度，實(shí)現(xiàn)硫化銅礦生物堆浸的啟動(dòng)。
[0008]確定目標(biāo)礦石水噴淋啟動(dòng)的可行性進(jìn)行判定，通過測定礦石還原態(tài)硫(包括黃鐵礦、硫化銅礦等)產(chǎn)酸潛勢以及脈石耗酸潛勢，如果產(chǎn)酸潛勢大于耗酸潛勢則可以進(jìn)行水噴淋啟動(dòng)。主要的硫化物的產(chǎn)酸性能計(jì)算，例如:4FeS2+1502+2H20 — 2Fe2(SO4)3+2H2S04，Cu2S+2.502+H2S04= 2CuS04+H20等。耗酸潛勢通過用100g/L硫酸滴定礦石粉末，計(jì)算硫酸的消耗量，作為耗酸潛勢。
[0009]本發(fā)明中，在硫化銅礦生物堆浸筑堆的過程中，用水進(jìn)行噴淋潤濕，噴淋比例為20-100L/噸礦石，在筑堆階段保持礦石的水分含量為5% -10%，堆高1-10米。
[0010]本發(fā)明中，在硫化銅礦生物堆浸完成筑堆后，采用水進(jìn)行噴淋，根據(jù)礦石性質(zhì)、粒度及堆高等因素選擇噴淋的時(shí)間和強(qiáng)度(3-50L/m2.h)，浸出液循環(huán)噴淋至pH〈3.0。
[0011]本發(fā)明中，當(dāng)浸出液循環(huán)噴淋至pH〈3.0時(shí)，向溶液池的浸出液中接種嗜酸鐵硫氧化微生物，主要包括鉤端螺旋菌屬、嗜酸硫桿菌屬以及鐵質(zhì)菌屬中的一種菌或多種菌的混合菌，添加的方式可以是含有嗜酸鐵硫氧化微生物的酸性廢水或者是富集培養(yǎng)的嗜酸鐵硫氧化菌群。
[0012]本發(fā)明中，可以選擇在浸出液溶液池中或者堆場上添加適合嗜酸鐵氧化微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，使系統(tǒng)溶液中(NH4) #04濃度達(dá)到0.5-3g/L，K2HP(V^度達(dá)到0.1-0.5g/L，KCl濃度達(dá)到 0.01-0.lg/L，MgSO4*度達(dá)到 0.1-0.5g/L，Ca (NO 3)2濃度達(dá)到 0.002-0.01g/L，為嗜酸鐵氧化細(xì)菌的生長提供營養(yǎng)。
[0013]本發(fā)明還提供了一種硫化銅礦生物堆浸的方法，該方法包括在水噴淋啟動(dòng)后，如上述步驟2)，在添加營養(yǎng)物質(zhì)及微生物后，繼續(xù)噴淋至浸出液中銅含量達(dá)到目標(biāo)值，然后浸出液進(jìn)入萃取電積車間，得到目標(biāo)金屬，萃取過程中Imol Cu將會返回lmol H2SO4，提高了萃余液的酸度，萃余液返回礦堆作為噴淋液進(jìn)行噴淋，在噴淋過程中，根據(jù)實(shí)際情況，當(dāng)噴淋液不足時(shí)，采用水或者礦山酸性廢水補(bǔ)充蒸發(fā)的溶液(噴淋液)，用作礦堆噴淋液，循環(huán)往復(fù)至礦堆氧化完成，完成浸出。
[0014]本發(fā)明接種于溶液池的嗜酸鐵硫氧化微生物一般為鉤端螺旋菌屬、嗜酸硫桿菌屬以及鐵質(zhì)菌屬等。接種的微生物包括:從礦山酸性廢水或者生產(chǎn)中的礦堆的浸出液中富集培養(yǎng)的嗜酸鐵硫氧化菌群；含嗜酸鐵硫氧化菌礦山酸性廢水中或者生產(chǎn)中的礦堆的浸出液。一般選取用于富集微生物的堆浸浸出液或酸性廢水中鐵濃度為I?10g/L，pH值1.5?2.5，含有嗜酸鐵硫氧化微生物。菌種的富集培養(yǎng)基為9K培養(yǎng)基((NH4)2SO4 3g/L，K2HPO40.5g/L，KCl 0.lg/L, MgSO4 0.5g/L，Ca (NO3) 2 0.0lg/L)，添加 lOg/L FeSO4, pH 1.0-2.5。
[0015]本發(fā)明中，添加微生物生長所需的營養(yǎng)后，系統(tǒng)溶液中微生物濃度最終可以達(dá)到17-108個(gè) /mLo
[0016]在硫化礦(MeS)堆浸過程中，特別是黃鐵礦(FeS2)含量較高，本身就是H2SOjPFe3+的重要來源，而且在礦石一般都具有相當(dāng)?shù)暮?。堿性和弱酸性條件下，黃鐵礦在氧氣的作用下，可以發(fā)生如下反應(yīng):
[0017]4FeS2+1502+2H20 — 2Fe2 (SO4) 3+2H2S04
[0018]空氣將一部分黃鐵礦氧化后，可以產(chǎn)生少量的Fe3+和硫酸。Fe 3+是黃鐵礦的天然氧化劑，在酸性環(huán)境中對黃鐵礦氧化起到了至關(guān)重要的作用。在嗜酸鐵硫氧化微生物的作用下，被還原的Fe3+可以很快的得到補(bǔ)充，同時(shí)微生物附著于黃鐵礦表面，可以極大的促進(jìn)黃鐵礦的氧化。
[0019]FeS2+14Fe3++8H20 — 15Fe2++16H++2S042 (化學(xué)作用)
[0020]4Fe2++02+4H+— 4Fe 3++2H20 (微生物作用)
[0021]本發(fā)明充分利用不同條件下硫化礦的氧化原理，解決硫化銅礦堆浸起始階段需要大量酸鐵溶液的問題。直接采用水進(jìn)行噴淋，充分利用氧氣及微生物的作用將硫化銅礦，特別是黃鐵礦氧化，得到富含H2SOjP Fe 2 (SO4) 3的溶液，用于循環(huán)噴淋。在剛開始pH>3.0，未達(dá)到嗜酸鐵硫氧化微生物合理的生長環(huán)境條件時(shí)，通過曝氣和充分濕潤礦石，充分利用氧氣的作用來氧化硫化銅礦；在浸出液pH〈3.0，通過在噴淋的起始階段向溶液池中添加營養(yǎng)物質(zhì)，礦堆進(jìn)行曝氣，接種微生物群落，實(shí)現(xiàn)最大化利用氧氣、Fe3+及微生物的作用，快速氧化硫化銅礦產(chǎn)酸產(chǎn)鐵，逐漸提高溶液中微生物數(shù)量及酸鐵濃度，獲得富含嗜酸鐵硫氧化菌以及Fe3+的酸性噴淋液。本發(fā)明在堆浸的起始階段采取合理的措施充分利用空氣氧化、三價(jià)鐵氧化及微生物的氧化作用以及三者之間的相互協(xié)同氧化作用，氧化硫化銅礦及黃鐵礦，實(shí)現(xiàn)起始階段快速的產(chǎn)酸產(chǎn)鐵，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的快速啟動(dòng)，并降低酸鐵投入成本。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的硫化銅礦生物堆浸工藝流程示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1浸出液中H2SO4濃度變化情況；
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1浸出液中Fe3+濃度變化情況；
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1浸出液中銅的浸出率曲線。
【具體實(shí)施方式】
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