CN102943175B

CN102943175B - 一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法

Info

Publication number: CN102943175B
Application number: CN201210402741.3A
Authority: CN
Inventors: 李骞; 杨永斌; 姜涛; 范晓慧; 李光辉; 郭宇峰; 陈许玲; 张元波; 苑洪晶; 张雁; 杨勰
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: CN102943175A

Abstract

本发明提供了一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法。有两种添加剂（添加剂分别为硝酸银和硫酸铁或硝酸铁），应用时配成缺氯9K溶液，使溶液中Ag（I）和Fe（Ⅲ）的浓度分别达到0.005～0.05g/L和1～10g/L，然后将含砷金矿配加到该溶液中，最后接一定量的菌液到该体系中进行细菌预氧化。在Ag（I）和Fe（Ⅲ）协同作用下，含砷金矿的细菌氧化率可达到90%以上，而且氧化时间大幅缩短。Ag（I）和Fe（Ⅲ）的协同强化一方面加速了砷黄铁矿的溶解，一方面降低了体系中As(Ⅲ)对细菌的毒性作用，从而强化了含砷金矿的细菌氧化，为提高此种类型金矿细菌预氧化-氰化浸金工艺的效率提供了重要的理论及技术指导。

Description

一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法

技术领域

本发明属于生物冶金领域，涉及一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，实现含砷尤其是高砷金矿的细菌高效预氧化，从而为含砷金矿的提金创造有利条件。

背景技术

随着易选金矿资源的日益枯竭，难处理金矿将成为今后黄金工业中不可回避的重要资源。在难处理金矿资源中，含硫砷金矿占1/3以上，属极难浸出矿石，必须采用预处理的手段。目前，这类矿石采用的主要预处理方法有：湿法化学预处理、焙烧氧化预处理和细菌氧化预处理。细菌预氧化处理工艺与其他工艺相比，具有以下优点：常温常压下进行的硫化物的细菌氧化过程，流程简单、操作方便；投资少、生产成本低、预处理后金回收率高，有较高的经济效益；对环境影响小，具有较好的社会效益。因此，细菌预氧化法将成为处理难浸金矿的一种有发展前途的方法。

含砷金矿细菌预氧化技术存在的主要问题是细菌预氧化浸矿周期长，氧化产物对细菌的毒性。因此，对于含砷金矿细菌预氧化工艺来说，如何加快氧化速度（缩短浸矿周期），降低毒性是促进技术进步及生产力可持续发展的关键。

富氧强化技术的出现使细菌预氧化时间大幅缩短，但富氧技术只是对含砷低的金矿有效果，溶液中砷浓度不会超过细菌耐受力的范围，一旦含砷金矿砷品位大于5%，富氧技术似乎不能解决实质问题。向高砷金矿中通过添加黄铁矿的方法（一方面形成电对，另一方面可以稀释砷的品位）来降低砷的影响，但反过来又降低了矿石中金的品位，反而不利于后续处理。另外，向溶液中添加添加剂，以期氧化溶液中的三价砷，降低三价砷的影响，但这些添加剂往往是强氧化剂，会严重影响细菌的活性。

砷黄铁矿的反应本质是一个电化学过程，因此本发明提出了协同强化细菌预氧化的技术思路，即在阴极强化的同时对阳极过程进行强化；采用添加剂通过高压电位的形式氧化溶液中的三价砷，以消除三价砷对细菌的影响，从而达到强化含砷金矿细菌快速氧化的目的。

GUO PEI，Miller，Portillo和Córdoba等人发现许多金属离子对黄铜矿和闪锌矿的细菌氧化具有催化作用。到目前为止，有关金属离子强化含砷金矿细菌氧化鲜有报道，更没有在强化阴极的同时强化阳极反应的报道，基于以上研究现状，本发明在协同强化思路的基础之上，开展了技术上的创新。以生物氧化体系具有强化作用的添加剂Fe（Ⅲ）离子为阴极强化剂，以Ag（I）离子为阳极强化剂，进行协同强化含砷金矿细菌预氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，即能氧化溶液中的As(Ⅲ)为As（Ⅴ），又不影响细菌活性，同时高效强化细菌氧化含砷金矿中的砷。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：

一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法：在含砷金矿细菌预氧化体系中添加Ag⁺，Fe³⁺进行预氧化。

具体是在缺氯的9K培养基溶液中添加Ag⁺为0.005~0.05g/L，Fe³⁺为1~10g/L，然后加入含砷金矿和菌液进行预氧化。

所述的Ag⁺，Fe³⁺以硝酸银和硫酸铁或硝酸铁的形式加入。

进一步说是在缺氯的9K培养基溶液中添加Ag⁺，Fe³⁺后，控制溶液的pH值在1.5~1.6；含砷金矿配加到该溶液中，使矿浆浓度不超过25%，调整pH1.8~2.0；然后加入矿浆质量百分比5%~20%的菌液，进行细菌预氧化；该菌液中细菌的个数达到10^5~9个/mL。

上述细菌为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)。

上述含砷金矿中砷的品位不低于5%。

本发明的方法适合于各种砷矿物类型的含砷金矿，砷的品位最高可达到30%以上，砷的氧化率最高达到90%以上，完全可以达到后续浸金的需要。

本发明提供的添加剂Ag（I）作为催化剂起到欠电子沉积来消除或降低表面覆盖膜的作用从而加速砷黄铁矿的阳极溶解；Fe（Ⅲ）作为氧化剂一开始添加到体系中起到氧化砷黄铁矿，同时与Fe（II）形成高压电对将溶液中因矿物溶解所产生的As(Ⅲ)氧化为As（Ⅴ），降低了As(Ⅲ)对细菌的毒性，细菌活性慢慢增强，溶液中Fe（Ⅲ）浓度增多，进而砷黄铁矿的氧化率增加。Ag（I）和Fe（Ⅲ）的协同强化一方面加速了砷黄铁矿的溶解，一方面降低了体系对细菌的毒性，成为加快细菌氧化含砷金矿速率的重要措施。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，而非限制本发明。

原料条件：

A矿：含砷金矿砷品位为8.03%，砷主要以砷黄铁矿形式存在

B矿：含砷金矿砷品位为19.32%，砷主要以砷黄铁矿形式存在

C矿：含砷金矿砷品位为33.25%，砷主要以砷黄铁矿形式存在

其它条件：先配有添加剂的缺氯9K培养基，溶液的pH控制在1.5~1.6；然后加入不超过25%的含砷金矿，调节矿浆pH 1.8左右；再接种5%~20%的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)（细菌采用常见的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌，培养采用缺氯9k培养基，繁殖后细菌的数量达到10^5~9个/ml）。

本发明所述的Ag（I）即Ag⁺，Fe（Ⅲ）即Fe³⁺。

实施例1：矿样为含砷19.32%的B矿,添加剂用量为Ag（I）0.01g/L和Fe（Ⅲ）1g/L，矿浆浓度为10%，菌液接种量为10%；细菌的数量为10⁸个/ml，氧化12天后氧化率83.94%。

实施例2：矿样为含砷19.32%的B矿,添加剂用量为Ag（I）0.01g/L和Fe（Ⅲ）8g/L，矿浆浓度为10%，菌液接种量为10%；细菌的数量为10⁸个/ml，氧化12天后氧化率88.01%。

实施例3：矿样为含砷19.32%的B矿,添加剂用量为Ag（I）0.01g/L和Fe（Ⅲ）10g/L，矿浆浓度为10%，菌液接种量为10%；细菌的数量为10⁸个/ml，氧化12天后氧化率91.00%。

实施例4：矿样为含砷19.32%的B矿,添加剂用量为Ag（I）0.005g/L和Fe（Ⅲ）8g/L，矿浆浓度为10%，菌液接种量为10%；细菌的数量为10⁸个/ml，氧化12天后氧化率73.56%。

实施例5：矿样为含砷19.32%的B矿,添加剂用量为Ag（I）0.05g/L和Fe（Ⅲ）8g/L，矿浆浓度为10%，菌液接种量为10%；细菌的数量为10⁸个/ml，氧化12天后氧化率85.43%。

实施例6：矿样为含砷8.03%的A矿,添加剂用量为Ag（I）0.01g/L和Fe（Ⅲ）8g/L，矿浆浓度为20%，菌液接种量为5%；细菌的数量为10⁵个/ml，氧化8天后氧化率90.01%。

实施例7：矿样为含砷33.25%的C矿,添加剂用量为Ag（I）0.01g/L和Fe（Ⅲ）10g/L，矿浆浓度为5%，菌液接种量为20%；细菌的数量为10⁹个/ml，氧化18天后氧化率91.17%。

对照例1：矿样为含砷8.03%的A矿,无添加剂，矿浆浓度为5%，菌液接种量为20%；细菌的数量为10⁹个/ml，氧化时间8天后含砷金矿氧化率为18.54%。

对照例2：矿样为含砷19.32%的B矿,无添加剂，矿浆浓度为10%，菌液接种量为20%；细菌的数量为10⁹个/ml，氧化时间12天后含砷金矿氧化率为10.64%。

对照例3：矿样为含砷33.25%的C矿,无添加剂，矿浆浓度为5%，菌液接种量为20%；细菌的数量为10⁹个/ml，氧化时间18天后含砷金矿氧化率为9.83%。

Claims

1.一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，其特征在于，矿样为含砷19.32%的含砷金矿,砷主要以砷黄铁矿形式存在，先配含有添加剂的缺氯9K培养基，添加剂用量为Ag⁺0.01g/L和Fe³⁺8g/L，溶液的pH控制在1.5～1.6；然后加入矿样，矿浆浓度为10%，调节矿浆pH1.8；再接种10%的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌，氧化12天，细菌培养采用缺氯9k培养基，繁殖后细菌的数量达到10⁸个/ml。

2.一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，其特征在于，矿样为含砷19.32%的含砷金矿,砷主要以砷黄铁矿形式存在，先配含有添加剂的缺氯9K培养基，添加剂用量为Ag⁺0.01g/L和Fe³⁺10g/L，溶液的pH控制在1.5～1.6；然后加入矿样，矿浆浓度为10%，调节矿浆pH1.8；再接种10%的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌，氧化12天，细菌培养采用缺氯9k培养基，繁殖后细菌的数量达到10⁸个/ml。

3.一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，其特征在于，矿样为含砷8.03%的含砷金矿,砷主要以砷黄铁矿形式存在，先配含有添加剂的缺氯9K培养基，添加剂用量为Ag⁺0.01g/L和Fe³⁺8g/L，溶液的pH控制在1.5～1.6；然后加入矿样，矿浆浓度为20%，调节矿浆pH1.8；再接种5%的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌，氧化8天，细菌培养采用缺氯9k培养基，繁殖后细菌的数量达到10⁵个/ml。

4.一种强化含砷金矿细菌预氧化的方法，其特征在于，矿样为含砷33.25%的含砷金矿,砷主要以砷黄铁矿形式存在，先配含有添加剂的缺氯9K培养基，添加剂用量为Ag⁺0.01g/L和Fe³⁺10g/L，溶液的pH控制在1.5～1.6；然后加入矿样，矿浆浓度为5%，调节矿浆pH1.8；再接种20%的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌，氧化18天，细菌培养采用缺氯9k培养基，繁殖后细菌的数量达到10⁹个/ml。