CN101736155B - 一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法 - Google Patents

一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法，通过添加酵母粉和名称为Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-MTC-1，保藏于武汉大学中国国家典型培养物保藏中心，保藏登记号为CCTCC No：M206029，保藏日期为2006年3月28日的放大培养菌，来降低黄铁矿生物浸出过程中的产酸量和铁的浸出率。本方法能够明显提高浸出后期的萃取效率，降低生产成本，同时减轻环保压力。

Description

一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法 
技术领域
本发明涉及一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法，特别是用该方法降低黄铁矿生物浸出过程中的产酸量和铁的浸出率。
本发明所描述的是关于黄铁矿的生物浸出，但仅是以举例的方式描述了黄铁矿的生物浸出，本发明的原理同样适用于搅拌浸出含有黄铁矿的硫化矿物回收铜、镍、钴、锌、金等时控制黄铁矿的氧化。
同样，尽管本发明所描述的是关于搅拌浸出过程，本发明的原理也适用于堆浸操作。
背景技术
随着矿产资源的开采利用，富矿资源日益枯竭，采用传统方法不能经济的回收低品位矿石中的有价金属。生物堆浸技术具有工艺流程简单、投资省、可以处理低品位矿石以及对环境友好等优点，已大规模实现了工业应用，特别是硫化铜矿的生物堆浸。然而在低品位硫化矿的生物浸出过程中，如果黄铁矿含量较高，在浸出的后期通常会出现酸铁过剩的问题，这会降低萃取的效率，增加生产成本。酸铁过剩是由于黄铁矿的过量氧化，而黄铁矿的过量氧化是由于生物浸出过程中微生物种群的作用，因此要控制黄铁矿的过量氧化，解决生物浸出过程中的酸铁过剩问题，主要的还是要控制其中的微生物种群。因此，有必要找到一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法。
发明内容
本发明涉及一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法，特别是用该方法降低黄铁矿生物浸出过程中的产酸量和铁的浸出率。
为达到上述的发明目的，本发明采用以下技术方案：
矿石的浸出步骤可以是搅拌浸出，也可以是堆浸。搅拌浸出的矿石破碎研磨到粒度小于74微米，浸出矿浆浓度为1％-20％(重量百分比)，堆浸的矿石破碎粒度为-10mm。添加的有机物为酵母粉，或者是葡萄糖、果糖、蔗糖、甘露糖中的一种。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
(1)浸矿细菌的获得
本发明中所用的菌种已保藏在中国典型培养物保藏中心，地址：武汉大学内，名称为Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-MTC-1，保藏登记号为CCTCC No：M206029，保藏日期为2006年3月28日。在取得该菌种之后，在pH1.5-2.5，组成为：(NH4)2SO40.5-3g/L，KCl 0.05-0.1g/L，K2HPO40.1-0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.1-0.5g/L，Ca(NO3)20.01g/L，FeSO4·7H2O 11.11-44.43g/L的基础培养基中加入保藏的菌种，同时加入1％-20％(重量百分比)的黄铁矿粉(粒度小于0.074mm的占95％以上)进行适应性驯化2-5次，然后逐级放大培养5-8次，最终获得细菌浓度为107～109个/ml，生长温度为20-60℃。
(2)黄铁矿的生物浸出
将黄铁矿粉碎到74微米以下占90％以上，在有效容积为3L的反应器中加入基础培养基2.7L，同时加入300ml含菌的酸性矿坑水，矿浆浓度为1％-20％(重量百分比)，充气速率为20-50L/h，搅拌转速为100-200rpm，pH为1.5-2.5，温度为15-45℃。
(3)浸出过程中酸铁的降低
当浸出液中的pH降至1.6-1.3时，加入0.1-0.3g/L的酵母粉，或者葡萄糖、蔗糖、果糖、甘露糖中的一种，同时加入5-30％Sulfobacillusthermosulfidooxidans Retech-MTC-1。通过此阶段，可使溶液的pH少降低0.1-0.4，铁浸出率降低2-10％。同时加入5-30％(V/V)(1)中的放大培养菌。
本方法可用于含有黄铁矿的硫化矿物回收铜、镍、钴、锌、金时控制黄铁矿的氧化，所述的硫化矿物为硫化铜矿、硫化镍矿、硫化钴矿、硫化锌矿和金矿。
本菌种可见中国专利申请号为200610078976.6。
通常浸取时，含菌的酸性矿坑水中含有Acidithiobacillus ferroxidans、Leptospirillum ferrooxidans，是比较常用的浸矿菌种。
本发明的优点是：可降低黄铁矿生物浸出过程中的产酸量和铁的浸出率。能够明显提高浸出后期的萃取效率，降低生产成本，同时减轻环保压力。
附图说明
图1为本发明一种实施例的工艺流程框图。
图2为本发明中浸出过程不控制的酸铁产生情况。
图3为本发明中加入有机物和Sulfobacillus thermosulfidooxidansRetech-MTC-1时的酸铁产生情况。
具体实施方式
如图1所示，1为黄铁矿浸出的生物反应器，2为温度监测器，3为pH和氧化还原电位监测器，通过充气泵5给反应器提供氧气，外层包裹有10进行控温，通过11进行添加酵母粉和Sulfobacillusthermosulfidooxidans Retech-MTC-1。
以下结合实施例对本发明作进一步说明
实施例1
将取自福建紫金山铜矿的富含黄铁矿的矿石粉碎到74微米占90％以上，经浮选获得黄铁矿含量99％以上的精矿。在有效容积为3L的反应器中加入黄铁矿精矿210g，2.7L基础盐培养物，组成为：(NH4)2SO4 3g/L，KCl 0.1g/L，K2HPO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L。同时加入300ml含菌的酸性矿坑水，充气速率为30L/h，搅拌转速为160rpm，初始pH调为1.72，培养温度为33℃。
图2为黄铁矿生物浸出过程中pH和溶液中Fe浓度的变化，图3为黄铁矿生物浸出过程中pH下降到1.44时加入0.2g/L的酵母粉和10％ 107个/ml以上Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-MTC-1溶液中pH和Fe浓度的变化。对比图2和图3可以看出，通过添加酵母粉和Sulfobacillusthermosulfidooxidans Retech-MTC-1后浸矿结束后溶液的pH少降低0.4，铁浸出率降低4.5％。
本发明的效果是：对于黄铁矿含量较高的硫化矿，可以降低生物浸出过程中的产酸量以及降低铁的浸出率，提高萃取效率，降低生产成本。

Claims (3)

1.一种控制生物浸出过程中黄铁矿氧化的方法，其特征在于：它包括以下几个步骤：
(1)、浸矿菌的获得
采用保藏在中国典型培养物保藏中心，地址：武汉大学内，名称为Sulfobacillus thermosulfidooxidans Retech-MTC-1，保藏登记号为CCTCCNo：M206029，保藏日期为2006年3月28日的菌种，将其加入含有黄铁矿的基础培养基中，并进行驯化、放大培养；
(2)、黄铁矿的生物浸出
在基础培养基中加入含菌的酸性矿坑水，及经粉碎的矿石，矿浆浓度控制在1-20％重量百分比，充气速率为20-50L/h，pH值在1.5-2.5，温度为15-45℃下浸矿；
(3)、降低浸出过程中的酸铁值
当浸出液的pH值降至1.6-1.3时，加入0.1-0.3g/L的酵母粉，或者葡萄糖、蔗糖、果糖、甘露糖中的一种，同时加入权利要求1中第(1)项的放大培养菌以体积百分计为5-30％。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述的基础培养基为(NH4)2SO4 0.5-3g/L，KCl 0.05-0.1g/L，K2HPO4 0.1-0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.1-0.5g/L，Ca(NO3)2 0.01g/L，FeSO4·7H2O 11.11-44.43g/L的溶液。
3.一种权利要求1所述的方法用于含有黄铁矿的硫化矿物的回收铜、镍、钴、锌、金时控制黄铁矿的氧化，所述的硫化矿物为硫化铜矿、硫化镍矿、硫化钴矿、硫化锌矿和金矿。
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