CN101781705A - 铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法 - Google Patents

铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铜土状氧化矿的浸出方法，特别是微生物制球堆浸的方法，属于湿法冶金技术领域。本发明特征为：土状矿直接筛分，粒度1.5mm细矿加入菌酸水和水泥制成直径10mm～20mm矿球堆浸，菌酸水中硫酸质量浓度3％～10％，菌种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺杆菌的混合菌，三者质量比4.0～5.5∶2.5～3.5∶1.5～2.5，细菌量比105～108个/ml，水泥量15～30kg/吨矿，喷淋浸出中的浸出液闭路循环生产。本发明投资低，能耗低，浸出效果好，闭路循环无排放，采用微生物堆浸法解决了低品位铜土状氧化矿(包括硫化氧化混成矿)的浸出问题，克服了搅拌浸出的流程长、成本高的缺点。

Description

铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法
技术领域
本发明涉及一种铜土状氧化矿的浸出方法，特别是微生物制球堆浸的方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
在铜的矿物中，地表层存在着风化程度高、粒度较细类似土壤的一种矿体——土状氧化铜矿，一般粒度小于1mm部份占总体80％以上，含铜品位在0.1％～1.2％不等，平均品位在0.6％左右，含有惰性铜和结合铜，属于品位低、难处理、加工成本高的一类矿石。由于粒度细、渗透性能差，不同于块状氧化矿，因而不宜直接进行堆浸作业。所以目前处理这类矿石所采用的技术是搅拌浸出的工艺，也有采用搅拌时加进微生物的尝试，浸出后再生产电铜。现有的这类技术存在着流程长、成本高的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，具有生产效率高，浸出效果好，节能，投资低、环境效益好等优点。
解决本发明的技术问题所采用的方案是：
直接土状矿筛分，粒度1.5mm以下细矿加入菌酸水和水泥制成直径10mm～20mm矿球堆浸，“菌酸水”中硫酸质量浓度3％～10％，菌种为氧化亚铁硫杆菌(Tf)、氧化硫硫杆菌(Tt)和氧化亚铁钩端螺杆菌(Lf)的混合菌，三者质量比4.0～5.5∶2.5～3.5∶1.5～2.5，细菌量比105～108个/ml，水泥量15～30kg/吨矿，喷淋浸出中的浸出液闭路循环生产。
本发明的上述的制球堆浸，也可以按以上技术方案的参数基础上，采取先在细矿中加入水泥和硫酸液混合制球，再用菌酸水喷淋浸出，“菌酸水”的pH值为1.5～2.0。
本发明的具体技术方案还包括：
混合菌的生产是由滤渗槽驯化培养，由暗室放大和扩大繁殖，再经驯化繁殖后投入生产应用，从而使菌种的驯化和繁殖循环一体化完成，且在驯化中可灵活应用9K等培养液，满足“菌酸水”在喷淋中的需求量。
制矿球的温度为2～4℃，制成的球粒含水25～30wt％，筑堆的矿球酸化或熟化2～3天后浸出，在湿润状态下筑堆浸出，筑堆的矿球中***透气管自然通入空气，或用0.5MPa的空压机连通透气管补充空气。
在筑堆矿球时，可将土状矿筛分粒度在15～20mm的粗矿粒铺设30～50mm，作为矿球堆浸的面层，喷淋浸出的强度为12～16L/m2h，浸出时间2～4月。
本发明的有益效果是：
采用堆浸的方法处理量可以大大提高，减少了洗矿、搅拌、浓缩、沉清、滤渣、滤渣、建设尾矿库等一系列程序，节省了这部份投资费用，减少了人工费和电费等等。
而微生物制球浸出技术具有投资低、环境效益好等特点，通过滤渗槽和暗室的应用，使混合细菌的驯化和繁殖一体化完成，满足了规模化生产需求，混合细菌的使用更能适宜难处理的铜土状氧化矿或其他矿种的浸出。本发明与其它相应技术相比，比常规的选冶效率高20％以上，如土状氧化矿搅拌浸出率一般只是50％左右，其中结合铜、惰性铜、被不明物包裹的铜很少被浸出，而使用微生物制球堆浸后能提高20％以上的浸出效果。浸出液可经过萃取、反萃、电积产出合格的电铜，也可以直接生产含铜90～94％的海绵铜，将极大的降低能耗，对节能减排做出很大贡献。
在我国的铜资源中，对铜的土状氧化矿开发利用呈落后状态，采用本发明的微生物制粒堆浸，用滤渗槽和暗室将驯化和繁殖一体化实现，对铜业生产将起到提高和推动作用。
具体实施方式
实施例1：在某低品位土状氧化矿为主的矿山，进行微生物制粒堆浸，矿石成分见表1所示。工艺制度为场地平整、坡度3％、除尖石杂物后，铺设厚度20cm的保护砂层，铺1.5mm软塑覆盖防渗，再铺当地水冲过的矿砂厚20cm，按3米间距排列多孔气管，并联通空压机。矿层厚度2米，原矿经滚筒筛分级，80％＜1mm细矿进入搅拌器，兑入含酸60g/L的菌酸水，氧化亚铁硫杆菌(Tf)、氧化硫硫杆菌(Tt)和氧化亚铁钩端螺杆菌(Lf)的混合菌质量比为5∶3∶2，再加入总重2％水泥粘合剂，在总含水率28％～30％的条件下，制球机制成直径15mm的小球运去堆好，空压机以0.5MPa的压力、2.8M3/min的流速通入空气，每8小时一次，每次3～5分钟，2天熟化后开始喷淋。喷头间距2.5×2.5M。淋速不超过16L/m2h为好。混合菌种采用渗滤槽驯化，在驯化中加入9/2K培养物加速繁殖，并经暗室繁殖放大，运作循环驯化。90天浸出率达到70.88％、浸出液3.05g/L泵入原有的电积车间萃取池中，生产电积铜。萃余液用于喷淋。
表1-1：矿物元素分析
  元素   Al2O3   SiO2   Fe2O3   CaO   MgO
  含量wt％   9.56   71.62   11.02   3.74   0.21
表1-2：物相分析
  状态   项目   全铜   结合铜   游离铜   硫化铜   惰性铜   总铜
细矿   品位占有率(wt％) 0.76   0.166～23.4   0.244～34.37   0.11～14.1   ～28.17   0.71～100
表1-3：铜浸出率
  时间d   6   17   33   54   60   80   85
  Cu浸出率(wt％) 6.90 29.26 57.58 67.73 69.81 73.19 75.52
实施例2：某厂对上述土状氧化矿采用水洗分级后，细矿部分(粒度160目～1mm)采用含量为40～45g/L的硫酸搅拌浸出。原矿平均品位0.7％，浸出后压滤丢碴的的铜品位为0.54％，经检验当地土状氧化矿的氧化率实际不高，40％的细矿≤160目，氧化率51％，硫化率49％，另外有45％的细矿小于1.5mm，氧化率53％，硫化率47％，因此滤碴品位居高不下。
将上述含铜0.54％的滤碴用于微生物制粒堆浸，球粒直径20mm，堆场坡度6％，平整清除杂物后铺设1.5mm的软塑覆盖防渗漏。制球时菌酸水含酸为30g/L，含菌量107个/ml，混合菌种比为(Tf)∶(Tt)∶(Lf)约为4∶2∶4，水泥用量为2.5％，熟化48小时后筑堆，堆高4.2米，筑堆时按2×2的间距***高4.2m，直径Φ32的塑料透气管(间隔5～10cm开透气孔，自然透气。装矿球时将筛分出的粒度20mm以下的粗矿粒垫底，厚度为4～5mm。矿球装到2m时铺设第二层粒度20mm以下的粗矿粒，厚度也为4～5mm。装到4.2m时，铺粒度15～20mm的粗矿粒为面层(此层作为下一堆浸周期的底层)，厚度为4～5mm，喷淋浸酸强度12L/m2h，浸出120天。浸出率可达62.5％，浸出液经萃取、反萃，生产电积铜，含酸8～7g/L的萃余液循环使用。
实施例3：某地铜矿山块状矿坑采，品位0.32～0.73％的矿占总储量1/4，而厚度10～15m，宽200～500m的可露天开采的土状氧化矿占总储量的3/4。通过元素分析和物相分析，见表2。建厂时不必建搅拌浸出厂，而采用细菌堆浸法浸出。制球用的菌酸水中硫酸浓度100g/L，含菌量为105～107个/ml，(Tf)、(Tt)和(Lf)的比例为5.5∶2.5∶2，混合配制时水泥用量为1.5％(wt)，制成粒径10～20mm大小不等的球粒，混装后进行柱浸，滴淋速度14L/m2h，滴淋100天，
浸出率达81.14％。
表2-1：元素分析
元素   Al2O3   SiO2   Fe2O3   CaO   MgO
含量wt％   11.76   52.32   16.74   3.74   8.95
表2-2：物相分析
  状态   项目   全铜   结合铜   游离铜   硫化铜   惰性铜   总铜
细矿   品位占有率(wt％) 0.42   0.13～18.72   0.298～41.24   0.09～11.28   ～28.8   0.40～100
表2-3：铜浸出率
  时间d   6   20   35   60   80   100
  Cu浸出率(wt％) 11.17 38.24 66.73 73.20 78.42 81.14
实施例4：将实施例3的土状氧化矿筛分，粒度1.5mm以下的矿用硫酸含量100g/L的稀酸液和1.5wt％的水泥粘合剂进行制球柱浸。淋滴液中加入混合菌，比例为Tf∶Tt∶Lf＝5.5∶2.5∶2，淋速为14L/m2h，浸出结果见表2-4。
表2-4：铜浸出率
  时间d   6   20   35   60   80   100   180
  Cu浸出率(wt％) 11.5 37.82 46.22 49.17 54.40 60.25 80.72
由此可认为：制成球粒后在加入细菌进行细菌浸出，从浸出所用的时间来看，不如“菌酸水”直接制球粒节省时间，但最终效果差别不大。时间与企业的效益密切相关，所以本发明的流程选择以加入细菌制球粒为更好。

Claims (5)

1.一种铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，其特征是：土状矿直接筛分，粒度1.5mm细矿加入菌酸水和水泥制成直径10mm～20mm矿球堆浸，菌酸水中硫酸质量浓度3％～10％，菌种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺杆菌的混合菌，三者质量比4.0～5.5∶2.5～3.5∶1.5～2.5，细菌量比105～108个/ml，水泥量15～30kg/吨矿，喷淋浸出中的浸出液闭路循环生产。
2.一种铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，其特征是：土状矿直接筛分，按15～30kg/吨矿加入水泥，用质量浓度3％～10％的硫酸液混合，制成直径10mm～20mm矿球堆浸，再用菌酸水喷淋浸出，菌种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁钩端螺杆菌的混合菌，三者质量比4.0～5.5∶2.5～3.5∶1.5～2.5，细菌量比105～108个/ml，pH值1.5～2.0。
3.按权利要求1或2所述的铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，其特征是：混合菌的生产是由滤渗槽驯化培养，由暗室放大和扩大繁殖，再经驯化繁殖后投入生产应用。
4.按权利要求1或2所述的铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，其特征是：制矿球的温度为2～4℃，制成的球粒含水25～30wt％，筑堆的矿球酸化或熟化2～3天后浸出，筑堆的矿球中***透气管自然通入空气，或用0.5MPa的空压机连通透气管补充空气。
5.按权利要求1或2所述的铜土状氧化矿微生物制球堆浸方法，其特征是：将土状矿筛分粒度15～20mm的粗矿粒铺设30～50mm作为矿球堆浸的面层，喷淋浸出的强度为12～16L/m2h，浸出时间2～4月。
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