CN103667696A - 从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸出液中的金属回收、浸泡后的废固渣用重选法分离，其特征在于：将冶金和矿山废固物粉碎经过筛网后储于生物浸泡池，加入水搅拌成浆液，然后在生物浸泡池中加入氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉组成的混合菌，使浆液里的活菌数达到5～10亿个/mL，充氧爆气，浸泡，每天翻废固物一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，固液分离后的溶液流入生物浸泡池循环使用，7～14天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离。经该生物方法提取金属后最终得到的处理后尾矿能达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放要求。

Description

从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法
技术领域
本发明涉及矿物选矿加工方法，特别是从废矿物回收金属的方法。
背景技术
随着经济的发展，人类对自然资源需求上升，矿产资源趋于枯竭，不得不去考虑开发利用低品位的矿产资源和回收利用尾矿，故对矿物加工与冶金技术提出了更高的要求。微生物工程技术与矿物加工等技术结合产生了微生物冶金技术，其在矿物资源加工和冶金中的作用日益凸显。微生物冶金技术具有充分回收利用矿产资源，环境污染危害小，投资省，药剂消耗少的特点，应用前景广阔。目前国内应用最广的浸矿微生物有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌、黑曲霉等。
有关利用生物技术从矿物或其废固物中分离金属的研究，国内有一些相关文献报道，如：
Figure 905096DEST_PATH_IMAGE001
这些技术处理的矿物，主要是提取尾矿里的的某一目标金属，浸出金属处理的方法只是一次浸泡，浸出率不高，没有能从环保角度考虑最终的排放物。而本工艺处理的废固物，采用多次循环浸泡，保证里面的金属能绝大部分被浸出；处理过程中没有废水外排，处理过的废固物符合5085.3-2007的排放标准。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的现有技术问题，提供了一种简单易行、成本低、能耗小且能达标排放的冶金工业废固物中生物提取金属的方法。
本发明是这样实现的：
一种从冶金工业废固物中利用生物技术提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸出液中的金属回收、多次循环浸泡后的废固渣用重选法再分离等工艺步骤，先将冶金和矿山废固物粉碎成80目以上的储于生物浸泡池，按1：4～10重量比加入水搅拌成浆液，然后在生物浸泡池中加入由氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉组成的混合菌体，使浆液的活菌数达到5～10亿个/mL，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，7～14天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离。
以上所述的由氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans,T.f)、多粘芽孢杆菌（Bacillus polymyxa）和黑曲霉（Aspergillus niger）组成的混合菌体的活性菌数量比为1～10：1～5：1～5。
以上所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
以上所述的浸泡后的废固渣重选法分离是最终得到浸泡后的废固渣用重选法分离成精矿、中矿和处理后尾矿。
以上所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的精矿的总金属含量可达到60%（重量比，后同）以上，可以直接冶炼。
以上所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的中矿的总金属重量含量在10%～20%之间，可用于二次富集再选。
以上所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的处理后尾矿达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准。
附图说明
 图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸泡液中的金属回收、浸泡后的废固渣用重选法分离等工艺步骤，先将冶金和矿山废固物粉碎成80目以下的粉末投入生物浸泡池，按1：4重量比加入水搅拌成浆液，同时预先按照活性菌数量1：1：1用氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉配置混合菌体，然后在生物浸泡池中加入配置好的混合菌体，使浆液的活菌数达到5亿个/mL，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，7天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离；最后用重选法将浸泡后的废固渣分离得到成总金属含量可达到60%（重量比，后同）以上精矿、总金属含量在10%～20%之间的中矿和达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准总的处理后尾矿。
以上所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
实施例2
从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸泡液中的金属回收、浸泡后的废固渣用重选法分离等工艺步骤，先将冶金和矿山废固物粉碎成80目以下的粉末投入生物浸泡池，按1：6重量比加入水搅拌成浆液，同时预先按照活性菌数量4：5：5用氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉配置混合菌体，然后在生物浸泡池中加入配置好的混合菌体，使浆液的活菌数达到7亿个/mL，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，9天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离；最后用重选法将浸泡后的废固渣分离得到成总金属含量可达到60%（重量比）以上精矿、总金属含量在10%～20%之间的中矿和达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准总的处理后尾矿。
以上所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
实施例3
从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸泡液中的金属回收、浸泡后的废固渣用重选法分离等工艺步骤，先将冶金和矿山废固物粉碎成80目以下的粉末投入生物浸泡池，按1：8重量比加入水搅拌成浆液，同时预先按照活性菌数量8：3：3用氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉配置混合菌体，然后在生物浸泡池中加入配置好的混合菌体，使浆液的活菌数达到8亿个/mL，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，11天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离；最后用重选法将浸泡后的废固渣分离得到成总金属含量可达到60%（重量比）以上精矿、总金属含量在10%～20%之间的中矿和达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准总的处理后尾矿。
以上所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
实施例4
从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸泡液中的金属回收、浸泡后的废固渣用重选法分离等工艺步骤，先将冶金和矿山废固物粉碎成80目以下的粉末投入生物浸泡池，按1：10重量比加入水搅拌成浆液，同时预先按照活性菌数量10：2：2用氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉配置混合菌体，然后在生物浸泡池中加入配置好的混合菌体，使浆液的活菌数达到10亿个/mL，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，14天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离；最后用重选法将浸泡后的废固渣分离得到成总金属含量可达到60%（重量比）以上精矿、总金属含量在10%～20%之间的中矿和达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准总的处理后尾矿。
以上所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
发明的效果：
在广西融水地用本发明的方法对矿山废固物处理后的，具有一下显著的效果：
1.处理后多种金属的浸出效果明显，详见表一。
 
表一、各种金属含量使用本发明处理前后对照表（重量含量%）
组分 Sn Zn Cu SiO2 Al2O3 Mn SO3 As Fe2O3 Pb
处理前 0.6 0.6 0.3 38 13 0.2 6.8 0.2 25 0.2
处理后 0.1 0.03 0.02 77 6.0 0.1 0.7 0.01 4.4 0.02
2.处理后尾矿完全达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》（GB5085.3-2007）的排放标准。相见表二。
 
表二、处理后尾矿各成分浓度与GB5085.3-2007要求对照表
序号 危害成分 处理后尾矿各成分浓度（mg/L） GB5085.3-2007（mg/L）
1 铜 0.0500 100
2 锌 0.0670 100
3 镉 0.0012 1
4 铅 0.0180 5
5 总铬 ＜0.003 15
6 铬（六价） — 5
7 烷基汞 — 不得检出
8 汞 0.002 0.1
9 铍 ＜0.0002 0.02
10 钡 0.112 100
11 镍 ＜0.005 5
12 总银 ＜0.01 5
13 砷 0.8 5
14 硒 0.02 1
15 无机氟化物 20 100
16 氰化物 0.2 5
17 pH 5.6 12.5≥或≤2.0
3.金属回收率高，达80%以上，经济效益优于用原矿。处理成本低，处理尾矿每吨成本250元，提取锡、锌、银等金属价值600元。

Claims (7)

1.一种从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，包括废固物粉碎、生物浸泡、浸出液中的金属回收、浸泡后的废固渣再分离，其特征在于：将冶金和矿山废固物粉碎成80目以上的粉末投入生物浸泡池，按1：4～10重量比加入水搅拌成浆液，然后在生物浸泡池中加入由氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉组成的混合菌体，使浆液的活菌数达到5～10亿个/mL，充氧爆气，在常温条件下浸泡，每天翻矿一次并固液分离后得到浸泡后的废固物和浸出液，废固物继续留在浸泡池中重复浸泡，然后将浸出液中的金属回收后再次固液分离，排出的水重新流入生物浸泡池循环使用，7～14天后得到浸泡后的废固渣用重选法分离。
2.根据权利要求1所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的由氧化亚铁硫杆菌、多粘芽孢杆菌和黑曲霉组成的混合菌体的活性菌数量比为1～10：1～5：1～5。
3.根据权利要求1所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的固液分离是运用重力沉降原理将浸泡后的浆液流经幅流深沉池、板框滤机、平流沉淀池后实现固液分离。
4.根据权利要求1所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的浸泡后的废固渣重选法分离是将浸泡后的废固渣用重选法分离成精矿、中矿和处理后尾矿。
5.根据权利要求1所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的精矿，其总金属重量比含量达到60%以上，可以直接冶炼。
6.根据权利要求3所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的中矿的总金属重量含量在10%～20%之间，可用于二次富集再选。
7.根据权利要求1所述的从冶金及矿山废固物中生物提取金属的方法，其特征在于：所述的浸泡后的废固渣重选法分离得到的处理后尾矿达到《有色金属固体废物浸出毒性试验方法标准》的排放标准。
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