CN101403037A

CN101403037A - 含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺

Info

Publication number: CN101403037A
Application number: CNA2008101073752A
Authority: CN
Inventors: 王莉萌; 袁国才; 胡根华; 肖春莲; 李春林; 杨松
Original assignee: China Nerin Engineering Co Ltd
Current assignee: China Nerin Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2009-04-08

Abstract

本发明公开一种含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺，该工艺将含砷较高的次生硫化铜矿石经路破碎至10～30mm，用含有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的浸矿微生物的酸性矿坑水，浸出含砷较高的次生硫化铜矿石，而矿石中的砷大部分仍留在浸渣中，少部分在浸出液、萃余液和电积液中，但在生产中闭路循环，对萃取、电积均无影响，且仍可获得标准阴极铜产品，因而避免砷对环境造成的危害。本工艺流程短，投资少，成本和能耗低，无污染、回收率高，能够处理传统选冶工艺不能处理的含砷高的铜矿石，也可处理含砷低、含铜低的次生硫化铜矿石，和类似的次生硫化铜矿石，以扩大资源利用范围。

Description

含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺

技术领域

本发明涉及一种次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺，尤其是一种原矿含砷较高的(0.035％)次生硫化铜矿石的地表生物浸出工艺。

背景技术

按选冶技术条件，将铜矿石以氧化铜和硫化铜的比例划出三个自然类型。即硫化矿石，含氧化铜小于10％；氧化矿石，含氧化铜大于30％；混合矿石，含氧化铜10％～30％。各类矿石在矿床的空间分布顺序，一般是氧化矿处在矿床的上部，是硫化矿长期受到风化淋漓而致，往下是混合矿，硫化矿因远离地表处在矿床的下部。氧化铜矿采用常规的浮选方法难于回收铜，一般采用湿法工艺；硫化铜矿只能采用浮选法，尽管世界上已有硫化铜矿的细菌浸出的研究，但至今无突破性进展；而混合矿目前出现了先浮后浸或先浸后浮的联合工艺。另外在矿床分布上，氧化矿与硫化矿之间常常出现以辉铜矿、蓝辉铜矿为主的次生富集带，称为次生硫化铜矿石，该类型矿石以前均采用传统的浮选法(包括破碎、磨矿、选别、脱水工序)生产铜精矿，最后还得送冶炼厂(包括熔炼、吹炼、精炼、电解工序)生产阴极铜。

由于砷与铜的浮选性质相似，总是在铜精矿中富集。当原矿中的砷含量较高时＞0.022％，铜精矿中的砷含量将＞0.5％。而冶炼中砷是进入烟气，经稀释并硫化产生三硫化二砷(雌黄)，必须采取防渗防酸法专门堆放。对砷的处理从投资、成本、处理过程和环保的角度全面考虑，冶炼厂要求铜精矿含砷必须小于0.5％。尽管冶炼厂会采取各种措施处理砷，但以目前的技术水平仍有少量的砷进入大气，因砷在动物体内的毒作用主要是与细胞中的酶***结合，使许多酶的生物作用受到抑制失去活性，造成代谢障碍。采用传统选冶工艺处理含砷较高的铜矿石，必然造成破坏环境的高昂代价，并且对入选矿石的品位要求较高，因此，有必要寻找一种新工艺。

堆浸工艺是近几十年国际上新兴的选矿工艺，目前可有效地用于处理若干矿种。就铜矿石而言，国内有一些氧化铜矿已采用此工艺，本发明第一次成功地用于次生硫化铜矿工艺生产，为全国同类型矿石采用地表堆浸工艺作出了示范，可普遍推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺。采用该工艺生产，砷绝大部分呈固体留在浸出渣中；少量的进入浸出液和萃余液的砷大约0.2g/L，电积液仅有0.005g/L，且在生产中闭路循环，对萃取、电积均无影响，完全可以生产标准阴极铜。

本发明的技术方案为：一种含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺，该工艺将矿石破碎至10～30mm，进行筑堆，边筑堆边喷洒含氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的浸矿微生物的酸性矿坑水，其采自附近含砷较高的次生硫化铜矿体中的矿坑集水。待筑堆到一定高度后，在堆上继续喷淋含浸矿微生物的酸性矿坑水。合格的浸出液再经萃取、电积后可获得符合伦敦金属交易所AMD5725标准阴极铜产品。

本发明的优点在于：该工艺(1)对矿石性质和矿山自然条件的适应性强，可降低入选矿石品位，扩大资源利用程度；(2)浸矿菌液来源方便，矿体附近就可采集，且繁殖简单迅速；(3)流程短，投资少；(4)省去了矿石磨矿所耗费的巨大能耗，与火法冶炼过程所需高温反应的能耗，总生产成本大大降低；(5)反应温和，环境友好，可实现无污染生产。生物提铜工艺利用生物催化作用，将传统工艺中矿物必须高温及使用强酸碱的苛刻化学环境改变为常温及低浓度下的温和反应，被称为清洁工艺。火法冶炼过程伴随CO、CO₂、SO₂等有害气体及废液、废渣的排放。尤其铜精矿含砷超标，火法冶炼中的烟气必含砷，若进行较彻底治理，难度大，投资也大，比含砷不超标的铜精矿，冶炼须增加投资约8％，成本也增加。火法冶炼之前的选矿过程中还将产生大量的尾矿，其中含有大量的浮选药剂和多种重金属离子，须建造尾矿库，既增加投资，又增加了尾矿库维护、防治和环保方面的费用及工作量。而生物提铜工艺在生产中产生的浸出液、萃余液、贫电解液均构成闭路循环，因而无废水排放；浸出后的废渣因粒度较粗，也易于稳定堆放。

附图说明

附图为本发明含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物湿法冶炼工艺(含生物堆浸工艺)流程框图。

具体实施方式

如图所示，1为从含砷较高的次生硫化铜矿体附近的矿坑集水，采集主要含有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的浸矿微生物的酸性矿坑水，2为对含砷较高的次生硫化铜矿矿石，经矿石破碎3，且粒度控制在10～30mm，由自卸汽车或胶带输送机运送到整治好的堆场筑堆4，筑堆过程中引入一定量的含浸矿微生物的酸性矿坑水，5为继续用含浸矿微生物的酸性矿坑水喷淋浸出过程，不合格浸出液6返回堆场喷淋，合格的浸出液7经萃取电积，获得标准阴极铜产品8。

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

该新工艺在国内首次应用于福建某含砷较高的次生硫化铜矿，建成了大规模工业化生产厂，于2005年底投产。生产实践表明，该工艺技术先进，成本低，经济、社会和环保效益显著。矿石中金属矿物中以硫化物为主，金属硫化物除黄铁矿外，主要为铜的硫化物，已发现铜的硫化物16种，其中蓝辉铜矿、铜蓝、块硫砷铜矿、硫砷铜矿占99.26％以上，其次为辉铜矿、斑铜矿等，其他铜金属硫化物量极少。

非金属矿物主要为石英，次为地开石、明矾石、绢云母，少量重晶石、长石、白云母、氯黄晶等。

矿石中主要有害元素是砷。砷化物及含砷矿物约8种。砷元素主要赋存于硫砷铜矿中，部分硫砷铜矿在黄铁矿中呈细小颗粒包裹体。

矿石中的铜浸出

将矿石破碎至10～30mm，然后汽车配推土机或胶带配堆取料机筑堆，筑堆过程中均匀引入一定量的含有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的浸矿微生物的酸性矿坑水，同时采用挖掘机进行松堆，堆高5～10米，筑堆完成后，用喷淋泵再将含浸矿微生物的酸性矿坑水，扬至堆场喷淋，该喷淋液中含浸矿细菌浓度20～70×10⁶个/Lm，浸出液PH值1.5～2.5，浸出液电位350～600mv。不合格浸出液(Cu²⁺＜1.5g/L)直接进中间池，中间池溶液返回堆场喷淋；合格的浸出液(Cu²⁺≥1.5g/L)送富液池。富液用泵送萃取，萃余液也由泵返回堆场循环喷淋，砷绝大部分则以固体形态留在浸出渣中。浸出周期约270天，铜浸出率达80％，萃取率96％，电积率97.6％，综合回收率约75％。喷淋结束后可以不卸堆、不需铺设底垫，直接在废堆场上面继续下一轮堆浸作业，如此循环数次后，当浸出速度减低时，则再在废堆场上面重新铺设底垫，开始新一轮堆浸作业。

Claims

1、一种含砷较高的次生硫化铜矿石的地表生物堆浸工艺，其特征在于：该工艺：将含砷较高的次生硫化铜矿石经破碎至10～30mm，由自卸汽车或胶带输送机运送到整治好的堆场；筑堆过程中均匀引入含氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的浸矿微生物的酸性矿坑水，待筑堆到一定高度后，在堆上继续喷淋含浸矿微生物的酸性矿坑水；每次筑堆高5～10米，筑堆完成后，用喷淋泵将浸矿微生物的菌液扬至堆场喷淋，Cu²⁺＜1.5g/L的不合格浸出液返回堆场喷淋；Cu²⁺≥1.5g/L的合格浸出液送萃取、电积后可获得标准阴极铜产品；萃余液也由泵返回堆场循环喷淋。