JPS589942A - 硫化物含有鉱石から金属を抽出する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硫化物を含む鉱石又は濃縮物から金属を抽出
する改良方法に関する。

チオバシラス（Ｔｈ１ｏｂａｃｉｌ　１ｕｓ）属のバク
テリアのある種の種（ｓｐｅｃｉｅｓ　）　、特にＴ、
フェロ（ｆｅｒｒｏ　）オキシダンズ（ｏｘｉｄａｎｓ
　）を用いる微生物プロセスによって、前記した材料か
ら金属を抽出することは知られている。これらのバクテ
リアは、酸性環境において低原子価の無機硫黄化合物の
酸化によってそのエネルギーを得、大抵の硫化物鉱石に
存在する鉄の他に、多くの金属を浸出することができる
。

その浸出速度を速くしたり、あるいは金属の抽出度を改
良したりすることによって、上記プロセスの効率を改良
する様々、な試みが提案されている。

このような試みとしては、例えばバクテリアを含む媒質
中において鉱石（本明細書において使用する「鉱石Ｊな
る語は濃縮物並びに鉱石及び／又は濃縮物の混合物を含
むものとする）の微細な粒子を懸濁状態で処理したり、
懸濁体を維持するために使用する空気中の二酸化炭素濃
度を高めたり、そして媒質中に界面活性剤を添加したり
することをあげることができる。

本発明者らは、硫化物鉱石をまず焙焼して硫化物として
存在する硫黄の一部（を１除去した場合に前記プロセス
の効率が改良されることを見出した。

硫化物はバクテリアのエネルギー源であるので、このエ
ネルギー源の一部を除去することによって得られる改良
は驚きに値する。

前記改良は、例えば銅、亜鉛及び錫などの金属の抽出度
を高めるばかりでなく、銀のような資金□　　属（たと
えそれが少ない割合で存在している場合でも）の抽出を
可能にし、がっ、通常の抽出プロセスによっては従来処
理することができないとされていた砒素のような不純物
を含む鉱石を効果的に処理することができるようにする
。この改良プロセスは、多い割合の脈石（ｇａｎｇｕｅ
）を含む鉱石に通用することができるので、濃縮物を調
製することを不必要にする。この改良プロセスは、また
、例えば鉄、硫黄及び砒素のような望ましくない会合成
分の幾つかを浸出させることによって鉱石の品位を高め
るプロセスに適用することもできる。

この改良の効率面における別の特長は金属抽出速度が高
いということである。

大抵の鉱石は硫化物をある割合で含む。微生物浸出は硫
化物含量が１％程度の低い鉱石についても実施すること
ができるが、本発明方法を適用す（３） る鉱石は少なくとも１０％の硫化物を含むものであるの
が好ましい。鉱石が当初１０％未満の硫化物を含んだも
のである場合には、前記硫化物の割合を予備的品位増大
によって又は硫化物含量の高い鉱石を添加することによ
ってあげることができる。硫化物鉱石の添加は、処理さ
れる鉱石がバクテリアの良好な成長基質を与えない鉱石
、例えば酸化錫のような酸化物を当初含む場合には、特
に有効である。

鉱石の予備的焙焼は、例えば９００’Ｃ以下の温度に、
好ましくは酸素の不存在下に又は還元条件下に、鉱石を
加熱して硫化物中に存在する硫黄の一部を除去する。こ
の事を実施するために必要な最低の温度は鉱石中に存在
する硫化物の形に依存する。ある種の鉱石に対しては４
５０”Ｃ程度の低い温度とすることができるが、もっと
一般的には６００〜９００℃の範囲の温度が適当である
。

一般には、硫化物鉱石の焙焼は、酸化条件下において８
００〜９００℃の温度で行なわれ、その目的は硫化物を
酸化物に転化させることにあ纂。

（５） （４） 従って、例えば硫化物鉱石中に含まれている硫化第一鉄
（パイライト）°を実質上完全に硫黄を除去することに
よって酸化第二鉄に転化させる。これとは対照的に本発
明方法に、おける焙焼段階の主たる目的は、可能な限り
、金属酸化物を生成せしめることなく、硫黄の一部だけ
を除去することにある。例えば、硫化物鉱石がパイライ
トである場合には、前記目的はその一部をピロータイト
（Ｐｅ５Ｉ＋ｘ、式中Ｘは０．１〜０．７の範囲である
）に転化させることにある。

多くの金属鉱石は硫化物、しばしばパイライトをこの発
明の改良を達成するのに充分な割合で含んでいる。問題
の鉱石が、それ自身バクテリアの不良な成長基質を供与
する酸化物である場合には、金属の抽出による又は鉱石
の品位上昇によるいずれかの処理が本発明に従った予備
的焙焼によって改良されるような割合に硫化物を組入れ
ることができる。硫化物含量が低いかあるいは無視でき
るほど少ない場合には、前述の如く、硫化物をそのまま
あるいは硫化物含量の高い鉱石の形のいずれ（６） かで添加して硫化物含量を焙焼される装入物において少
なくとも必要とされる全体の割合まで高めることができ
る。

焙焼される鉱石中における硫化物の割合は好ましくは鉱
石の１０〜７０％の範囲である。最も最適の割合が鉱石
中の金属の性質及び比率に依存することはいうまでもな
い。

前述の如く、焙焼によって硫化物中に存在する硫黄のす
べてを除去してはならないことが本発明において本質的
なことである。好ましくは、硫化物中の硫黄の少なくと
も１０％を除去する必要がある。適当な上限は硫化物鉱
石の性質及び焙焼条件に依存する。例えば、パイライト
の場合には、注意深く制御した焙焼下に、相当量の酸化
物の住成を伴うことなく、５０％までの硫黄を除去する
ことができる。有用な概略の指標として、硫化物の１０
〜２５重量％に相当する硫黄の重量ロスが大抵の場合に
適当である。焙焼は穏やかな酸化条件下において実施す
ることができるが、好ましくは、過ぎた酸化の危険性を
減らすために、焙焼は非酸化性ガスのシール下に実施す
ることができ、あるいは石炭又は炭素のような還元剤を
焙焼仕込み物中に添加することができる。

鉄は、本発明方法によって、硫化物鉱石から容易にかつ
従来よりも速く抽出することができるが、本発明方法の
別の利点の一つは、例えば、銅、亜鉛、錫及び銀を含む
ような鉱石から鉄以外の金属を抽出することを改良する
点にある。

例えば、銅含有鉱石、硫砒銅鉱は、銅を抽出する前に通
常分離されるパイライトを一般に一緒に含む。しかしな
がら、本発明方法を用いた場合には、このパイライトを
鉱石中に残留させたままにすることができ、そして予備
的焙焼の後、銅の抽出効率が改良される。硫砒銅鉱（こ
の鉱石は更に砒素も含む）からの銅の抽出は、好ましく
は、処理される鉱石中に５０％を超えるパイライトが存
在する状態で実施される。更に、例示すれば、本発明方
法を用いて、閃亜呻鉱からの亜鉛の抽出は、好ましくは
、約２５％の硫化物の存在下に実施される。ある種の閃
亜鉛鉱鉱石はパイライトに富む（７）　　　　　　　　
− が、その他の鉱石はパイライトをあまり含まず、そして
後者の場合には予備焙焼前にパイライトを加えるのが望
ましい。更に、本発明方法を用いて、黄銅鉱からの銅及
び亜鉛の抽出は、約４０〜５０％の硫化物の存在下に好
適に実施される。この方法は、銅及び亜鉛を浸出するの
に、又は鉄及びその他の共存元素の除去によって銅及び
亜鉛含有鉱石の品位を高めるのに使用することができる
。別の品位増大方法において共存する硫化物、通常は１
５〜３０％のパイライトからの錫石の分離は、鉄含量を
一層速く浸出する本発明方法によって促進される。

硫化物を添加する場合には、パイライトを添加するのが
好ましい。なぜなら、この鉱石は簡単に入手することが
でき、そしてバクテリアの良好な基質を与えるからであ
る。事実、高パイライト添加を良好に使用することがで
き、それはまた銀のような貴金属を運び入れることにも
なる。

鉱石は、焙焼処理前に、破砕及び粉砕することができ、
又は粉砕工程は、ある種の鉱石°の焙焼に（９） （８） よって粉砕が容易になるので、焙焼後に実施することも
できる。

微生物浸出は従来から知られた任意の方法、例えばに−
コレ−ジョンによってすることができるが、好ましくは
、バクテリアを含む酸性水性媒質中の鉱石の微細な粒子
の懸濁液中において実施することができる。パーコレー
ション浸出のためには、鉱石は２Ｎ以下の粒子サイズに
粉砕する必要があり、懸濁浸出のためには０．１２５ｉ
ｎ以下の粒子サイズにする必要がある。

懸濁浸出においては、好ましくは１０〜４０重量％の固
形分を含む媒質を、２５〜４０℃の温度範囲において、
機械的に攪拌するか又は曝気することができる。媒質の
ｐＨ値は、好ましくは１〜３の範囲内である。このｐＨ
値は硫酸の添加によって調整することができ、そしそこ
れは予備焙焼工程において除去した硫黄から製造するこ
とができる。

抽出された鉄の一部を浸出液から除去したい場合には、
液のｐＨを２．４より高い値に調整して鉄の一部を水酸
化物とし□て沈澱させるのが好ましい。本（１０） 発明の改良方法の利点は、鉱石が砒素を含む場合に、こ
の砒素を焙焼によって除去する必要がなく、浸出工程に
おいて処理して排気できる砒酸第二鉄の形に沈澱させる
ことができることにある。

媒質は、また、バクテリアの一般的な栄養素を、鉱石か
ら由来するものとして又はそれ自体添加されたものとし
て含むことができる。バクテリアは、一般的には１８０
〜３００時間の間実施することができる前記浸出プロセ
スの間に、増殖させる必要があることが重要である。

浸出段階の時間、温度及び固形分含量は、特定の鉱石か
らの要求される抽出度合及び製品に従って調節すること
ができる。浸出は一段又は多段で実施することができる
。最適の浸出条件は操作の規模に従って変動する。

本発明方法において使用されるＴ、フエロオキシダンズ
の菌株は、好ましくは、鉄の他に浸出させることが望ま
れる金属に遺したものとする。

懸濁浸出段階のｉりに、攪拌された媒質は沈降タンク、
又は好ましくはコーン（ｃｏｎｅ）の中に流出させ、そ
こで粗い固形分はスラッジとして沈降させる。バクテリ
ア及び微粒子を懸濁状態で以前として含む液体はスラッ
ジから分離され、その一部は更に懸濁浸出プロセスの種
として保持することができる。残りの部分は清澄化して
微粒子を除去し、そして原鉱石に含まれる銅又は亜鉛の
９５％までを含むことがある清澄化された液体は溶液中
に存在する金属を回収する一般的なプロセスにかけるこ
とができる。清澄化された液体は、また、砒素が存在し
ていた場合には砒素と一緒に、鉱石からの鉄のかなりの
部分を含む。

微粒子は、鉱□石の微細粒子の他に、浸出段階において
使用したバクテリアを含み、本発明方法を銀含有鉱石に
適用した場合に、浸出段階において使用し微粒子中に回
収されたバクテリアが鉱石中に含まれていた銀を高い割
合で表面皮膜に保持していることが本発明方法の予想外
の特長である。

これらの微粒子の形態において、銀は一般的なシアン化
物プロセスによって容易に回収することができる。これ
は、原鉱石が、例えば錫層のような、（１１） ある種の錫含有鉱石のように、鉱石自身のシアン化物処
理を不可能にするようなシアン化物の“毒物”を含んで
いる場合でさえも実施することができる。銀は、また、
スラッジ中に金属の粒子の形で存在することができ、そ
してこれもシアン化物抽出によって回収することができ
る。

以下の実施例にまりで本発明を更に説明する。

パイライト、酸化錫及び銀を含みかつ重力濃縮によって
品位を高めた硫化物鉱石を、まず鉱石と木炭とを混合し
、そして７５０　”ｃにおいて１時間焙焼して存在する
硫化物鉱物がら約１５％の硫黄を除去することによって
処理した。次に、焙焼した鉱石をバクテリア浸出に２５
０時間かけた。バクテリア浸出は、ｐ旧、８〜２．０で
、浸出媒質１７！当りの細胞数カ月０〜１ｏのチオバシ
ラスフェロオキシダンズの存在下に開始し、そして３５
℃の温度で２５０時間実施した。鉱石に含まれていた金
属の大部分は、錫及び銀を除いて、溶液中に浸出され、
錫及び銀は残渣中に濃縮さ°れた。残渣中（ｌ　３） （１２） には、更に、硫黄元素も含まれ、この硫黄元素は、次い
で、熔融もしく−は溶媒抽出によって、又は酸化焙焼に
よらて二酸化硫黄の形で除去、した、この処理の結果、
錫及び銀が濃縮された最終残渣が得られた。銀は微粒子
及び残渣からシアン化物浸出によ４て回収した。

処理前の鉱石の概略分析値； Ｆ９３５、％、Ｚｎ５％、Ｃｕ　０．５％、Ｓ　ｎ　９
．５％、Ａｇ１．８ｋｇ／メートルトン 処゛理後の固形残渣の概略分析値； ５ｎ３０％、ＡｇＳ、４ｋｇ／）　−）Ｊｌ／）７バク
テリア浸出溶液中に回収された金属の％；Ｚｎ９２％、
Ｃｕ９０％、Ｆｅ９０％、Ｓｎ０％ この本発明に従った改良プロセスによって、亜鉛及び銅
の大部分は溶液中に回収され、そして錫含有鉱石は実質
的にその品位を高められた。

焙焼を６５０℃で１．５時間実施した場合にも同様の結
果が得られた。

鮭 （１４） 銅、亜鉛、鉄、砒素及び銀を含むコンプレックス硫化銅
浮遊濃縮物を、例１に述べたような還元条件下に７５０
℃でまず焙焼することによって処理して、約１５％の硫
黄及び若干の砒素を除去した。次に、この焙焼濃縮物を
、例１のようにしてバクテリア浸出し、そして銀を除く
金属の大部分を抽出した。銀は残渣中に濃縮され、そし
てシアン化物浸出によって回収した。

処理前の濃縮物の概略分析値； Ｃｕ２Ｏ％、Ｚ　ｎ　３．２％、Ｆｅ１３％処理後の固
形物残渣の概略分析値； Ｃｕｌ、２％、Ｚ　ｎ　Ｏ，８５％、Ｆｅ１７％、Ａｇ
３．２７ｋｇ／メートルトン バクテリア浸出溶液中に回収された金属の％；Ｃｕ９７
％、Ｚｎ９１％、Ｆｅ５０％ 例３ 亜鉛、銅及び鉄を含むコンプレックス硫化物浮遊濃縮物
を鉄硫化物（パイライト）２５％と混合し、そして例１
において述べたような還元条件下に焙焼することによっ
て、硫黄含量の約１５％壬うなバクテリア浸出にかけ、
金属の大部分を抽出した。

パイライト添加前の濃縮物の概略分析値；Ｚ　ｎ　１９
．８％、Ｃｕ　７．９％、Ｆｅ１４．６％処理後の固形
物残渣の概略分析値； Ｚ　ｎ　４．８％、Ｃｕ１．８７％、Ｆ　ｅ　９．５％
バクテリア浸出溶液中に回収された金属の％；Ｚｎ９０
％、Ｃｕ９０％、Ｆｅ８０％ 肛 例３において使用したのと同じような濃縮物、その一部
は一般的な酸化条件下に、そしてその第二の部分は石炭
及び２５重量％のパイライトと混合した後、７５０℃で
焙焼した。第二の部分の焙焼において、混合物の硫黄含
量の約１５〜２０％を回収した。次に両方の部分を別々
に例１において述べたバクテリア浸出にかけた。

バクテリア浸出における抽出％は以下の通りであった。

以下余白 （１５） 抽出％　　浸出速度 ７５０℃焙焼　　　　Ｚｎ　　　Ｃｕ　　　ｒｅ　　　
Ｚｎ　　　Ｃｕバイライト及び　　５３．６　４４．６
　５８．３　１８．７　４．０石炭添加による焙焼７９
．０　８５．０　　？０．７　４５．０　１０．０例５ Ｚｎ０．１３％、Ｃｕ　７．２５％及びＦｅ３５％の検
定値を有するポリピア産の硫化物鉱石を非酸化性条件下
に７００℃で１時間焙焼した。得られた重量ロスは１３
％であった。この焙焼鉱石を例１に述べたプロセスによ
って２５０時間浸出した。

比較のために前記鉱石の未焙焼サンプルを同様にして浸
出した。

浸出の結果は以下の通りであった。

抽出％ ハ　　　　並　　　　ｈ 焙焼鉱石　　　　　６７．２　　　９３．９　　　７４
．９未溶焼鉱石　　　　５３．８　　　１９．０　　　
１１．７例６ （１７） （１６） Ｆ　ｅ　２２．３％、Ｃｕ　０．８％及びＺ　ｎ　０．
５９％のれた重量ロスは５％であった。この焙焼濃縮物
を様な方法で但し５００時間浸出した。

得られた結果は以下の通りであった。

抽出％ ひ　　　　Ｃｕ　　　　　ハ 焙焼鉱石　　　　　１ｏｏ　　　　１００　　　９５．
４未溶焼鉱石　　　　６５．６　　　１００　　　８２
．７定値を有するポリピア産硫化物鉱石を６５０℃の温
度で１時間非酸化性ガスのシール下に焙焼した。

重量ロスは９．７％であった。

焙焼鉱石を例１に述べたプロセスによって浸出し、そし
て比較のために前記鉱石の未焙焼試料を（１８） 同様にして浸出した。

浸出の結果は以下の通りであった。

抽出％ ハ　　　　Ｃｕ　　　　　蝕 焙焼鉱石　　　　　１００　　　９６．５　　　９７．
６未溶焼鉱石　　　　９５，７　　　２９．１　　　８
９．８特許出願人 ユニバーシティ　カレッジ　カーディフコンサルタンッ
　リミティド 特許出願人 弁理士　青　′木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　石　１）　　敬 弁理士　山　口　昭　之 第１頁の続き 優先権主張　＠１９８２年３月１９日■イギリス（ＧＢ
）■８２０８０９１ （ｌ　９） 手続補正書（自発） 昭和５７年６月９日 特許庁長官　島１）春樹殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願第５６１２９号 ２、発明の名称 硫化物含有鉱石から金属を抽出する方法３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 名称　　ユニバーシティ　カレソジ カーディフ　コンサルタンツ リミチイト ４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光虎ノ門ビ
ル 〒１０５　電話（５０４）０７２１− ′　　　＼、 ！゛−，ミ（ハ ５、？ｉ正の対象 １）明細書の「特許請求の範囲」の欄 ２）明細書の「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内容 １）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。

２）１明細書第１２頁第２行、「以前」を「依然ｊに補
正する。

７、添付書類９目録 補正特許請求の範囲　　　　　　　１通２、特許請求の
範囲 １．硫化物を含む゛鉱石から微生物浸出により金属を抽
出するにあたり、浸出前に鉱石を焙焼して硫化物中に存
在する硫黄の一部を除去することを特徴とする硫化物含
有鉱石から金属を抽出する方法。

２、鉱石が硫化物１０〜７０重量％を含む特許請求の範
囲第１項に記載の方法。

３、硫化物鉱石を原鉱石と混合して、硫化物含量を１０
〜７０重量％に上げる特許請求の範囲第１項に記載の方
法。

記載の方法。

れか１項に記載の方法 、＠ ７、鉱石を、焙焼前に、石炭又は木炭と混合する特許請
求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の方法。

８、焙焼を非酸化性ガスのシール下に実施する特許請求
の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の方法。

９、浸出において銅及び／又は亜鉛を抽出する特許請求
の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の方法。

１０、浸出によって錫含有鉱石の品位を高め、そして固
形残留物として回収する特許請求の範囲第１項〜第９項
のいずれか１項に記載の方法。

１１、鉱石が銀を含み、浸出プロセスの後、スラッジ及
び／８は微粉体を回収しかつ処理して銀を抽出する特許
請求の範囲第１項〜第１θ項のいずれか１項に記載の方
法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硫化物を含む鉱石から微生物浸出により金属を抽出
   するにあたり、浸出前に鉱石を焙焼して硫化物中に存在
   する硫黄の一部を除去することを特徴とする硫化物含有
   鉱石から金属を抽出する方法。 ２、鉱石が硫化物ｌＯ〜７０重置％を含む特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ３、硫化物鉱石を原鉱石と混合して、硫化物含量を１０
   〜７０重量％に上げる特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ４、硫化物中に存在する硫黄の１０〜２５％を除去する
   特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載の方法
   。 ５、鉱石を、焙焼前に、石炭又は木炭と混合する特許請
   求の範囲第１項〜第４項のいずれが１項に記載の方法。 特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の
   方法。 ７、浸出において銅及び／又は亜鉛を抽出する特許請求
   の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の方法。 ８、浸出によって錫含有鉱石の品位を高め、そして固形
   残留物として回収する特許請求の範囲第１項〜第７項の
   いずれか１項に記載の方法。 ９、鉱石が銀を含み、浸出プロセスの後、スラッジ及び
   ／又は微粉体を回収しかつ処理して銀を抽出する特許請
   求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の方法。