CN100342042C - 生物冶金过程的酸平衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生物冶金过程的酸平衡方法，该方法采用碳酸钙(石灰石)、氧化钙(石灰)、氢氧化钙(熟石灰)等药剂对pH＜1.5的萃取余液进行中和处理和采用阴离子交换膜酸渗析器对电积残液回收酸进行处理，可以使含金属硫化物的矿石或精矿或尾矿在细菌氧化浸出时产生过剩的酸得到平衡，能够使细菌浸出过程系统的PH值保持在细菌生长、繁殖的最佳状态，从而提高金属浸出速度20-35%，金属综合回收率提高15-25%，缩短浸出周期，减少环保处理费用80-95%，降低生产成本10-30%。

Description

生物冶金过程的酸平衡方法
技术领域
本发明涉及一种生物冶金过程的酸平衡方法，特别是一种生物浸出过程中，酸累积，溶液pH值不断下降情况下的酸平衡方法。
背景技术
在矿石或经过选矿富集的精矿或尾矿的生物浸出过程中，由于矿石中的硫化矿物不断被细菌氧化形成硫酸，而矿石本身耗酸脉石少，使得产酸量大于耗酸量，浸出过程酸累积，溶液pH值不断下降，当pH值下降到1.5时，浸矿细菌的活性受到影响，影响金属提取速度和回收率，生产成本高，金属回收率低。为了保持浸出过程的pH值稳定，保持浸矿细菌的活性，传统的方法是采用定期开路排放贫液，其不足之处是金属损失量大，环保处理工艺复杂，费用高，生物浸出工艺过程不好控制，浸矿细菌活性不能够保证，金属回收率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物冶金过程的酸平衡方法，该方法工艺简单，工艺过程容易控制，可使浸出体系的pH值保持稳定在1.5-2.5之间，浸矿细菌活性高，无环保处理费用，金属回收率高，生产成本低。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案，一种生物冶金过程的酸平衡方法是：在矿石或经过选矿富集的精矿或尾矿的生物浸出过程中，当浸出体系溶液pH值不断下降，并小于1.5时，有价金属回收后的萃取余液经中和药剂中和经浓缩后，其溶液送至矿堆喷淋浸出工序，这时有价金属回收后的电积贫液经酸渗析器进行酸与杂质的分离，分离酸后的酸液进入反萃取工序、残液进入萃取工序，进行酸平衡后，生物治金过程的pH值稳定在1.5-2.5之间。
所述的中和药剂为碳酸钙或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠或碳酸氢钠或氢氧化钠。
附图说明
图1为本发明一种生物冶金过程的酸平衡方法框图
图2为本发明另一种生物冶金过程的酸平衡方法框图
图3为本发明又一种生物冶金过程的酸平衡方法框图
具体实施方式
如图1所示，1为中和药剂(固体)的破碎磨矿工序，破碎磨矿后的中和药剂送入调浆工序2，调浆后送入中和工序3，3中加入有价金属回收后萃取余液。中和后溶液送入浓密机浓缩4，其固体沉渣送至尾矿坝堆存。溶液返回喷淋或滴淋浸出。
与此同时，电积工序6中出来的电积贫液送入酸渗析器8中，作酸回收后，其残液送至萃取工序5，从酸渗析器8出来的酸液送入反萃取工序7，反萃取液送至电积工序6，得到金属产品。从萃取工序5出来的萃取液进反萃取工序，在该工序中由上述回收的酸液作反萃取。
除图1中所述的中和药剂经粉碎磨矿之后，经调浆送入中和工序3之外，还可像图2所示，该破碎磨矿后的粉末可先送入料仓9，从料仓送至搅拌中和工序10进行中和。也可以是料仓中粉末先进行调浆11在送入中和工序见图3。
实施例1(硫化铜矿石)
在某含铜0.65％的硫化铜矿矿石的生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间3个月后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将三分之二(20m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂碳酸钙(石灰石)进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.02，CaCO3用量为80kg/m3萃取余液，碳酸钙的磨矿为干式磨矿，磨矿粒度为-200目90％，用皮带输送机直接加到中和搅拌桶中，中和处理后溶液pH值达到2.16，再与未中和处理的萃余液(10m3/h)混合，混合后溶液的pH为1.7-1.8，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜38.34g/L，H2SO4 148.60g/L，水与电解贫液为13比11(体积比)的条件下，处理后酸回收率达93.59％，残液含H2SO4 9.74g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺框图见图2。
实施例2(硫化铜矿石)
在某含铜0.65％的硫化铜矿矿石的生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间3个月后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将三分之二(20m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂氧化钙进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.02，氧化钙用量为45kg/m3，氧化钙预先与水调成浆，浆的浓度为55％，然后进入中和搅拌桶搅拌中和，中和处理后溶液pH值达到2.20，再与未中和处理的萃余液混合，混合后溶液的pH为1.7-1.8，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜37.18g/L，H2SO4 150.94g/L，水与电解贫液为13比11的条件下，处理后酸回收率达94.35％，残液含H2SO4 8.24g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺见图3。
实施例3(低品位硫化铜矿石)
在某含铜0.48％的低品位硫化铜矿矿石的生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间3.5个月后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将四分之三(60m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂碳酸钙(石灰石)进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.3，CaCO3用量为25kg/m3，碳酸钙的磨矿为干式磨矿，磨矿粒度为-200目90％，用皮带输送机直接加到中和搅拌桶中，中和处理后溶液pH值达到2.55，再与未中和处理的萃余液20m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.75-2.0，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为6m3/h，含铜34.11g/L，H2SO4 130.80g/L，水与电解贫液为12比11的条件下，处理后酸回收率达97.50％，残液含H2SO4 3.27g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段pH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺见图2。
实施例4(低品位硫化铜矿石)
在某含铜0.48％的低品位硫化铜矿矿石的生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间3.5个月后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将四分之三(60m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂氧化钙进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.3，氧化钙用量为13kg/m3，氧化钙预先与水调成浆，浆的浓度为55％，然后进入中和搅拌桶搅拌中和，中和处理后溶液pH值达到2.5，再与未中和处理的萃余液20m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.7-2.0，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为16m3/h，含铜34.11g/L，H2SO4 130.80g/L，水与电解贫液为12比11的条件下，处理后酸回收率达97.00％，残液含H2SO43.27g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺见图3。
实施例5(硫化铜精矿)
在某含铜17.98％、硫30.56％、砷0.79％的硫化铜矿造粒-生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间95天后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将五分之四(24m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂碳酸钙(石灰石)进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.05，Fe3+为26g/L，CaCO3的用量为80kg/m3，碳酸钙的磨矿为干式磨矿，磨矿粒度为-200目90％，用皮带机直接加到中和搅拌桶中，中和处理后溶液pH值达到2.24，Fe3+为3.6g/L，再与未中和处理的萃余液6m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.75-1.90，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜39.78g/L，H2SO4 148.80g/L，水与电解贫液为13比11的条件下，处理后酸回收率达95.50％，残液含H2SO4 7.35g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。见图2。
实施例6(硫化铜精矿)
在某含铜17.98％、硫30.56％、砷0.79％的硫化铜矿造粒-生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间95天后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将四分之三(22.5m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂氧化钙进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.05，Fe3+为26g/L，氧化钙的用量为45kg/m3，氧化钙预先与水调成浆，浆的浓度为55％，然后进入中和搅拌桶搅拌中和，中和处理后溶液pH值达到2.35，Fe3+为3.45g/L，再与未中和处理的萃余液7.5m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.75-1.95，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜39.78g/L，H2SO4 148.80g/L，水与电解贫液为13比11的条件下，处理后酸回收率达95.50％，残液含H2SO4 7.35g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺见图3。
实施例7(硫化铜矿浮选尾矿)
在某含铜0.2％、硫0.67％硫化铜矿浮选尾矿的造粒-生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间90天后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将二分之一(15m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂碳酸钙(石灰石)进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.3，Fe3+为15g/L，CaCO3的用量为30kg/m3，碳酸钙的磨矿为干式磨矿，磨矿粒度为-200目90％，用皮带机直接加到中和搅拌桶中，中和处理后溶液pH值达到2.5，Fe3+为1.56g/L，再与未中和处理的萃余液15m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.75-1.90，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜37g/L，H2SO4 150g/L，水与电解贫液为13比11的条件下，处理后酸回收率达90％，残液含H2SO4 17g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺框图见图2。
实施例8(硫化铜矿浮选尾矿)
在某含铜0.2％、硫0.67％硫化铜矿浮选尾矿的造粒-生物堆浸-萃取-电积过程中，当浸出时间90天后，浸出体系溶液的pH已下降到1.5以下，这时将二分之一(15m3/h)的铜萃取余液采用中和药剂氧化钙进行中和沉淀处理，中和处理前的萃取余液的pH值为1.3，Fe3+为15g/L，氧化钙的用量为15kg/m3，氧化钙预先与水调成浆，浆的浓度为55％，然后进入中和搅拌桶搅拌中和，中和处理后溶液pH值达到2.45，Fe3+为1.56g/L，再与未中和处理的萃余液15m3/h混合，混合后溶液的pH值为1.7-1.9，然后返回喷淋或滴淋浸出。与此同时对电解贫液采用阴离子交换膜酸渗析器进行回收酸的处理，被处理的电解贫液量为8m3/h，含铜37g/L，H2SO4 150g/L，水与电解贫液为13比11的条件下，处理后酸回收率达90％，残液含H2SO4 17g/L，返回铜的萃取工段，萃取工段PH值为1.5-2.0，从而保证了生物堆浸过程中pH值的稳定，浸出体系的酸量达到了平衡。工艺框图见图3。
通过采用本方法进行生物冶金的酸平衡后，铜的浸出率提高了20-35％，铜的综合回收率提高15-25％，不需要采用复杂的含重有色金属离子污水处理方法进行处理，减少环保处理费用80-95％。

Claims (6)

1、一种生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于：在矿石或经过选矿富集的精矿或尾矿的生物浸出过程中，当浸出体系溶液pH值不断下降，并小于1.5时，有价金属回收后的萃取余液经中和药剂中和经浓缩后，其溶液送至矿堆喷淋浸出工序，这时有价金属回收后的电积贫液经酸渗析器进行酸与杂质的分离，分离酸后的酸液进入反萃取工序、残液进入萃取工序，进行酸平衡后，生物治金过程的pH值稳定在1.5-2.5之间。
2、根据权利要求1所述的生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于：所述的中和药剂为碳酸钙或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠或碳酸氢钠或氢氧化钠。
3、根据权利要求1或2所述的生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于：所述的固体形态中和药剂先经粉碎、研磨，后经调浆再与萃取余液中和。
4、根据权利要求1或2所述的生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于：所述的固态中和药剂先经粉碎、研磨，后送入料仓再去中和，其中和时需加搅拌。
5、根据权利要求1或2所述的生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于：所述的中和后的萃取余液经浓密机浓缩后，其固体沉渣送至尾矿坝堆存。
6、根据权利要求4所述的生物冶金过程的酸平衡方法，其特征在于生物冶金过程的酸平衡方法：所述的送入料仓中的中和药剂经调浆后再去中和。
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