KR100360182B1 - Method of Biotreatment for Solid Materials In A Nonstirred Surface Bioreactor - Google Patents

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Abstract

비교반 표면 생물반응기를 사용하여 원치 않는 화합물을 제거하기 위한 고체 물질의 생물처리 방법이 제공되어 있다. 본 방법에 따르면, 다수의 조대 기질의 표면을 생물처리될 고체 물질로 코팅하여 다수의 코팅된 조대 기질을 생성한다. 조대 기질은 약 0.3 cm보다 입자 크기가 크며, 생물처리될 고체 물질은 입자 크기가 약 250 ㎛ 미만이다. 이어서, 다수의 코팅된 조대 기질을 히프 중에 적층하거나 탱크로 다수의 코팅된 기질을 놓아 반응기의 빈 공간을 약 25 % 이상이 되도록 비교반 표면 반응기를 형성한다. 반응기를 고체 물질 내의 원치 않는 화합물을 분해할 수 있는 미생물로 접종한 후 고체 물질내의 원치 않는 화합물이 원하는 농도로 분해될 때까지 고체 물질을 표면 생물반응기에서 생물처리한다. 이 방법은 오염된 토양의 생물 처리법, 석탄의 탈황 반응 및 내화성 황화물 광석 및 농축물의 생물산화에 유용하다.Methods of biotreatment of solid materials are provided for the removal of unwanted compounds using comparative surface bioreactors. According to the method, the surfaces of the plurality of coarse substrates are coated with a solid material to be biotreated to produce a plurality of coated coarse substrates. The coarse substrate has a particle size greater than about 0.3 cm and the solid material to be biotreated has a particle size of less than about 250 μm. Subsequently, a plurality of coated coarse substrates are stacked in the bottom or a plurality of coated substrates are placed in a tank to form a counter surface reactor so that the empty space of the reactor is at least about 25%. The reactor is inoculated with microorganisms capable of degrading unwanted compounds in the solid material and then the biomass is biotreated in a surface bioreactor until the unwanted compounds in the solid material decompose to the desired concentration. This method is useful for biotreatment of contaminated soils, desulfurization of coal and biooxidation of refractory sulfide ores and concentrates.

Description

비교반 표면 생물반응기에서 고체 물질의 생물처리 방법 {Method of Biotreatment for Solid Materials In A Nonstirred Surface Bioreactor}Method of Biotreatment for Solid Materials In A Nonstirred Surface Bioreactor

발명의 배경Background of the Invention

생물학적 처리 방법은 산업 전반에 걸쳐 응용법이 모색되고 있다. 그러한 방법은 폐수 처리, 위험 폐기물 제거, 석탄의 탈황 반응 및 내화성 황화물 광석의 생물산화에 사용되어 왔다.Biological treatment methods are being explored throughout the industry. Such methods have been used for wastewater treatment, hazardous waste removal, desulfurization of coal and biooxidation of refractory sulfide ores.

장내 (in situ) 처리, 랜드파밍 (landfarming), 퇴비화 (composting), 히프 (heap) 처리, 및 교반형 또는 휘저음 탱크를 비롯한 여러 가지 방법을 고체 물질의 생물처리에 이용할 수 있다. 고체 물질의 장외 생물처리 방법에는 몇가지의 생물 반응기가 생물처리 수행에 사용되고 있다. 생물반응기란 생물학적 반응기 자체에 포함된 미생물 또는 미생물이 생산하는 효소에 의해 반응이 수행되는 용기 또는 반응체로 정의될 수 있다. 생물반응기의 설계에서 주 목적은 원하는 생물학적 공정이 대규모이면서 동시에 경제적 규모로 일어나는 최적의 환경을 만들어주는 것이다.Various methods can be used for the biotreatment of solid materials, including in situ treatment, landfarming, composting, heap treatment, and stirred or stirred tanks. Several bioreactors have been used for the biotreatment of solid materials for in vitro biotreatment. A bioreactor may be defined as a container or a reactant in which a reaction is performed by a microorganism included in the biological reactor itself or an enzyme produced by the microorganism. The main goal in the design of bioreactors is to create an optimal environment in which the desired biological process takes place on a large and economic scale.

고체 물질을 생물처리할 때, 목적하는 생물학적 반응은 통상적으로 고체 물질 내에 존재하는 일부 원치않는 화합물의 직접 또는 간접적 분해반응을 포함한다. 이를 경제적으로 수행하기 위해, 생물반응기는 처리하고자 하는 고체 물질의 허용가능한 양 (유량)에서 원치않는 화합물의 농도를 허용가능한 수준까지 낮추어야 한다.When biotreating a solid material, the desired biological reaction typically involves the direct or indirect decomposition of some unwanted compounds present in the solid material. To do this economically, the bioreactor must lower the concentration of the unwanted compound to an acceptable level in the acceptable amount (flow) of solid material to be treated.

일반적으로 생물처리법은 느리고, 호기성 방법인 경우 호기성 미생물(들)은 원치 않는 화합물을 직접 또는 간접적으로 대사하는데 다량의 산소를 필요로한다. 따라서, 사용되는 대부분의 호기성 생물처리 방법에 있어서 대표적인 주요 문제는 산소 전달이다. 최근의 호기성 생물반응기는, 사용 미생물이 생물산화 또는 대사하고자 하는 물질에 확실히 접근하도록 하는 것뿐 아니라, 생물반응기의 전영역에서 생물학적 공정이 진행되도록 정확한 pH 및 온도를 유지하는 것은 물론이고 적절한 산소 및 양분이 공급되도록 설계되고 있다.In general, biotreatment is slow, and in aerobic methods, aerobic microorganism (s) require large amounts of oxygen to directly or indirectly metabolize unwanted compounds. Thus, a representative major problem for most aerobic biotreatment methods used is oxygen delivery. Recent aerobic bioreactors not only ensure that the microorganisms in use have access to the material to be biooxidized or metabolized, but also maintain the correct pH and temperature to allow the biological process to proceed throughout the bioreactor, as well as proper oxygen and It is designed to supply nutrients.

교반 탱크 생물반응기는 내화성 황화물 금 광석의 생물산화 및 오염된 토양의 생물 처리법(bioremediation)을 비롯한 많은 유형의 호기성 생물학적 공정에 사용된다. 교반 탱크 생물반응기는 생물침출물과 처리될 고체 물질 사이의 접촉이 매우 우수하다. 또한 교반 탱크 방법은 전형적으로 공기 또는 산소를 탱크에 살포하기 때문에 산소 상태가 양호하다. 그러나, 산소가 공기 또는 산소 살포에 의해 공급되는 교반 탱크 생물반응기에서도 물에 대한 산소의 낮은 용해도 (10 ppm)로 인해 기체와 물이 접하기 위한 넓은 접촉면을 필요로 한다. 이는 일반적으로 임펠러와 상당한 에너지 소비를 통해 달성된다. 반응기를 교반하고 산소를 공급하는 데 있어서의 고에너지 비용때문에 이런 유형의 생물반응기는 비교적 신속하게, 통상적으로는 1 주 이내에 원하는 목표 지점까지 도달하게 되는 생물공정에 주로 이용된다. 생물학적 반응이 더 느린 경우에는 에너지 비용이 낮은, 대규모의 일반적으로 정적 회분법이 최선의 해결책이다. 그러나, 박테리아 또는 다른 미생물에게 최적의 환경을 제공하려는 목표는 여전히 가장 중요하다.Stirred tank bioreactors are used in many types of aerobic biological processes, including the biooxidation of refractory sulfide gold ores and the bioremediation of contaminated soils. Stirred tank bioreactors have a very good contact between the bioleach and the solid material to be treated. In addition, the stirred tank method is typically in good oxygen because it sparges air or oxygen into the tank. However, even in stirred tank bioreactors where oxygen is supplied by air or oxygen sparging, the low solubility of oxygen in water (10 ppm) requires a wide contact surface for gas and water contact. This is usually achieved through impellers and significant energy consumption. Because of the high energy costs of agitating and oxygenating the reactor, this type of bioreactor is mainly used in bioprocesses that reach a desired target point relatively quickly, usually within a week. For slower biological reactions, large, generally static, batch batches with the lowest energy costs are the best solution. However, the goal of providing an optimal environment for bacteria or other microorganisms is still the most important.

독성 유기 화합물로 오염된 토양을 생물처리하는데 사용되는 정적 회분식 생물반응기에는 3가지의 주요 유형이 있다. 이 중 하나는 랜드파밍이다. 이것은 큰 널따란 공간에서 오염된 토양을 개량하는 처리법이다. 통상적으로 배수를 위해 모래를 덮은 고밀도 폴리우레탄 경계 구역 위에 토양을 편다. 다공관을 통해서 그리고 1 주일에 1회 또는 2회 땅을 갈아주어 공기를 공급할 수 있다. 이 방법은 다핵 방향족 (PNA) 및 펜타클로로페놀 (PCP)로 오염된 곳에 널리 사용되었다. 이 방법의 한가지 한계점은 적절히 공기가 통하도록 하기 위해서는 토양을 비교적 얇게 펴야 하기 때문에 넓은 면적이 필요하다는 것이다. 이 방법은 또한 땅을 갈아주어야 하고 토양 층이 너무 두껍거나 잘 섞이지 않으면 공기 흐름이 제한될 수 있다.There are three main types of static batch bioreactors used to biotreat soils contaminated with toxic organic compounds. One of these is land farming. This is a treatment to improve contaminated soil in large open spaces. Typically, the soil is laid over a high density polyurethane boundary area covered with sand for drainage. Air can be supplied through the perforations and by changing the land once or twice a week. This method has been widely used where contaminated with polynuclear aromatics (PNA) and pentachlorophenol (PCP). One limitation of this method is that large areas are required because the soil must be relatively thin to allow adequate airflow. This method also requires plowing the ground and restricts airflow if the soil layers are too thick or not very well mixed.

오염된 토양의 생물 처리법에 사용되는 또다른 기술은 퇴비화이다. 퇴비는 오염된 토양과, 나무 조각, 짚 또는 비료과 같이 지속적인 퇴비화에 필요한 각종 보충물로 제조된다. 이들 보충물은 생분해성 유기물의 양을 증가시키고, 벌크 중량을 감소시키고 공기 공극을 늘려 퇴비층을 구조적으로 개선하며, 혼합물 내의 무기 영양분의 양을 증가시킨다. 퇴비화는 공기 파이프를 이용하거나 땅을 갈아 통기시키는 펼쳐진 퇴적물이나 인위적으로 공기 흐름을 유지하는 용기 안에서 수행할 수 있다. 유기 보충물의 첨가에 있어서 한가지 단점은 보충물의 생분해는 열을 발생시키고 산소를 필요로한다는 것이다. 퇴비화는 통상적으로 회분식으로 실시하며, 그 퇴비의 일부를 이용하여 다음 퇴비에 접종한다. 이런 방법은 디젤 연료, 2,4,6-트리니트로톨루엔 (TNT), 폴리방향족 탄화수소 (PAH), 벤젠, 및 크실렌을 비롯한 유기 오염물의 많은 유형에 효과적으로 사용되었다.Another technique used in the biological treatment of contaminated soil is composting. Compost is made from contaminated soil and various supplements necessary for continuous composting, such as wood chips, straw or fertilizer. These supplements increase the amount of biodegradable organics, reduce bulk weight and increase air voids to structurally improve the compost layer and increase the amount of inorganic nutrients in the mixture. Composting can be carried out using air pipes or in unfolded sediments that grind the ground or artificially maintain the air stream. One disadvantage of the addition of organic supplements is that biodegradation of the supplements generates heat and requires oxygen. Composting is usually done batchwise, and part of the compost is used to inoculate the next compost. This method has been effectively used for many types of organic contaminants including diesel fuel, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), polyaromatic hydrocarbons (PAH), benzene, and xylene.

히프 생물 처리법은 굴착된 오염 토양의 생물 처리법에서 사용되는 또다른 정적 생물공정이다. 이 방법에서, 토양은 경계 지역에 걸쳐 2.4 내지 3.7 m 높이의 퇴적물로 토양을 쌓는다. 공기 흐름을 좋게하기 위해 다공관으로 공기를 공급할 수 있다. 이런 경우에는, 다공관을 약 31 cm의 오염된 토양판 상에 일정한 간격으로 놓는다. 그 다음 통상 무거운 설비로부터 다공관을 보호하기 위해 다공관 위에 자갈층을 덮는다. 이어서, 굴착된 토양을 자갈 위에 2.4 내지 3.7 m 높이의 퇴적물로 쌓아 둔다. 관개 시스템을 이용하여 수분을 유지한다. 토양의 pH를 조절하기 위해 비료 또는 석회가 사용될 수 있으며, 다공성을 증가시키 위해 모래가 사용될 수도 있다. 이 방법은 비용이 적게 들기 때문에 느린 생물학적 공정에 이용될 수 있다. 그러나, 이 방법은 퇴적물을 쌓는 동안 또는 그 후에 토양이 압착되어 히프가 공기 공급에 제한을 받는 경우에는 지나치게 느려질 수 있다.Bottom biotreatment is another static bioprocess used in the biotreatment of excavated contaminated soils. In this way, the soil is piled up with 2.4-3.7 m high sediment over the border area. Air can be supplied to the porous tube to improve air flow. In this case, the perforated tubes are placed at regular intervals on about 31 cm of soil plate. The gravel layer is then covered over the perforated tube, usually to protect the perforated tube from heavy installations. The excavated soil is then stacked on the gravel as sediments of 2.4-3.7 m high. Maintain moisture using an irrigation system. Fertilizers or lime may be used to adjust the pH of the soil, and sand may be used to increase porosity. This method is low cost and can be used for slow biological processes. However, this method can be too slow if the soil is squeezed during or after depositing the heap and the heap is limited by the air supply.

따라서, 공기 및 액체의 접촉은 히프 퇴적물 생물 처리법, 퇴비화 및 랜드파밍과 같은 토양 처리에 사용되는 현행 정적 생물공정에서 중요한 속도 제한 요인으로 남아있다. 현행 방법에서는, 회분식 토양을 갈아주거나 또는 다공성 공기 파이프를 통해 공기를 공급함으로써 가능한 한도까지 공기 흐름을 개선하고 있다. 그러나, 생물반응기 내의 공기 흐름에 어떠한 압박이라도 있으면 공정의 효율성을 저해할 것이다. 또한, 오염된 토양이 부분적으로 박테리아 또는 산소를 포함한 다른 영양분에 노출되지 않는다면, 전체 생물공정은 느려지거나 또는 완벽하게 수행되지 않을 것이다. 이와 유사하게, 석탄 및 내화성 황화물 금 광석의 히프 생물산화의 경우, 황화물의 생물산화는 황화금속이 박테리아, 물, 영양분 및 공기에 노출되어야만 박테리아에 의해 효과적으로 수행된다. 황화물이 광석이나 석탄의 고상 조각에 묻혀 있다면 생물산화가 일어나지 않을 것이다. 또한, 히프내의 공기 또는 액체 흐름이 제한된다면, 생물산화도 또한 제한될 것이다. 결과적으로, 생물반응기 및 처리되는 고체 물질 전역에 걸쳐 공기 및 유체 흐름이 개선된 고체 물질의 생물처리법을 가능하게 하는 향상된 생물반응기 설계의 필요성이 존재한다.Thus, contact of air and liquids remains an important rate limiting factor in current static bioprocesses used for soil treatment such as bottom sediment biotreatment, composting and land farming. Current methods improve air flow to the extent possible by changing batch soil or supplying air through a porous air pipe. However, any pressure on the air flow in the bioreactor will hamper the efficiency of the process. In addition, if the contaminated soil is not partially exposed to bacteria or other nutrients, including oxygen, the entire bioprocess will be slow or not perform perfectly. Similarly, in the case of bottom biooxidation of coal and refractory sulfide gold ores, the biooxidation of sulfides is effectively performed by bacteria only when metal sulfides are exposed to bacteria, water, nutrients and air. If sulphide is buried in solid pieces of ore or coal, biooxidation will not occur. In addition, if air or liquid flow in the hips is limited, biooxidation will also be limited. As a result, there is a need for an improved bioreactor design that enables biotreatment of solid materials with improved air and fluid flow throughout the bioreactor and the solid materials being treated.

호산성, 독립영양 박테리아를 내화성 황화물 광석중의 황화물 광물을 생물산화하는데 사용하는 것은 지난 10 내지 20 년 동안 특히 활발하게 활용되었던 한가지 생물처리법이다.The use of eosinophilic, autotrophic bacteria to biooxidize sulfide minerals in refractory sulfide ores is one biotreatment method that has been particularly active in the last 10 to 20 years.

금은 지구상의 희귀 금속 중 하나이다. 금 광석은 밀링하기 쉬운 광석과 내화성 광석의 두 유형으로 구분될 수 있다. 밀링하기 쉬운 광석은 단순 중력법 또는 직접적 시안화법에 의해 가공될 수 있는 것이다. 반면, 내화성 광석은 종래의 시안화 처리에 의해 가공할 수 없다. 종래의 시안화물 침출 기법으로는 금이 충분히 용해되지 않아 경제적으로 가공할 수 없는 경우에, 금 함유 매장광석을 내화성인 것으로 본다. 그러한 광석은 흔히 황화 금속 (예를 들면, 황철광 및 황비철광)및(또는) 유기 탄소질 물질을 과다 함유하기 때문에 내화성이 되는 것이다.Gold is one of the rare metals on the planet. Gold ores can be divided into two types: ores that are easy to mill and refractory ores. Ore that is easy to mill can be processed by simple gravity or direct cyanation. On the other hand, refractory ores cannot be processed by conventional cyanation treatment. In the case where gold is not sufficiently dissolved in the conventional cyanide leaching technique and cannot be economically processed, the gold-containing burial ore is considered to be fire resistant. Such ores are often refractory because they contain excessive amounts of metal sulfides (eg pyrite and pyrite) and / or organic carbonaceous materials.

많은 내화성 광석은 철 황화물 입자 또는 다른 금속 황화물 입자에 흡장된 금과 같은 귀금속을 포함한 광석으로 이루어진다. 철 황화물 입자는 황철광 및 황비철광으로 주로 이루어진다. 귀금속류는 흔히 황화물 광물내 흡장되어 있다. 예를 들면, 금은 보통 황철광 또는 황비철광의 내화성 황화물 덩어리 내에 미세하게 분산된 초현미경적 입자로 존재한다. 금 또는 다른 귀금속이 연마한 후에도 황화물 덩어리 내에 흡장된 채 남아있는 경우에는 황화물을 산화시켜 싸여있는 귀금속류를 유리시키고 침출제 (또는 용리제)로 처리될 수 있게끔 하여야 하며 이렇게 하여 황화물 산화 방법을 통해 광석의 내화성을 감소시킨다.Many refractory ores consist of ores containing precious metals such as gold embedded in iron sulfide particles or other metal sulfide particles. Iron sulfide particles consist mainly of pyrite and nonferrite. Precious metals are often occluded in sulfide minerals. For example, gold is usually present as microscopic particles finely dispersed in refractory sulfide masses of pyrite or pyrite. If gold or other precious metals remain occluded in the sulfide mass after grinding, the sulfides must be oxidized to release the enclosed precious metals and to be treated with leaching agents (or eluents). Reduces fire resistance.

황화물 광물을 산화시켜 귀금속류를 유리시키기 위한 많은 방법이 당 분야에 잘 알려져 있다. 이 방법은 일반적으로, 밀링 작업과 히프 작업이라는 두 가지 유형으로 나뉠 수 있다. 밀링 작업은 전형적으로 실시 및 자본 비용이 높은 고가의 방법이다. 결과적으로, 비록 밀링형 방법의 경우에 통상적으로 총 회수율이 더 높을 지라도, 밀링 작업은 금 농도가 대략 2.4 g/톤 미만인 낮은 등급의 광석에는 적용할 수 없다. 밀링 작업은 금 농도가 0.68 g/톤 정도로 낮은 광석에는 훨씬 유용성이 떨어진다.Many methods for oxidizing sulfide minerals to liberate precious metals are well known in the art. This method can generally be divided into two types: milling and heaping. Milling operations are typically expensive methods with high implementation and capital costs. As a result, milling operations are not applicable to low grade ores with gold concentrations of less than approximately 2.4 g / ton, although typically the total recovery is higher for milling methods. Milling operations are much less useful for ores with gold concentrations as low as 0.68 g / ton.

밀링형 작업으로 황화물을 산화시키는 두가지 공지된 방법은 오토클레이브에서의 가압 산화와 로스팅(roasting)이다.Two known methods of oxidizing sulfides in milling operations are pressurized oxidation and roasting in an autoclave.

내화성 황화물 광석중의 황화물의 산화는 또한 티오바실러스 페로옥시단 (Thiobacillus ferrooxidans), 술포로부스 (Sulfolobus), 애시디아누스(Acidianus) 종 및 통성(facultative) 호열성 박테리아와 같은 호산성의 독립영양 미생물을 사용하여 미생물 예비처리에 의해 수행할 수 있다. 이들 미생물은 물질대사 동안 에너지원으로 황화물 광물의 산화를 이용한다. 산화 과정중에, 상기의 미생물은 철 황화물 입자를 산화시켜 철을 제2 철로 황화물을 술페이트 이온으로 가용화한다.Oxidation of sulfides in refractory sulfide ores is also characterized by eosinophilic autotrophic microorganisms such as Thiobacillus ferrooxidans , Sulfolobus , Acidianus species, and facultative thermophilic bacteria. By microbial pretreatment. These microorganisms utilize the oxidation of sulfide minerals as an energy source during metabolism. During the oxidation process, the microorganisms oxidize iron sulfide particles to solubilize iron with ferric sulfide with sulfate ions.

가공되는 내화성 광석이 탄소질 황화물 광석이라면, 침출제로 처리시에 본래의 탄소질 물질에 의한 금 시안화 착물 또는 다른 귀금속-침출제 착물의 프레그-러빙 (preg-robbing)을 막기 위해 미생물 예비 처리 후에 추가의 가공 단계가 필요할 수 있다.If the refractory ore to be processed is a carbonaceous sulfide ore, after microbial pretreatment to prevent preg-robbing of gold cyanide complexes or other noble metal-leaching agent complexes by the original carbonaceous material upon treatment with the leaching agent Additional processing steps may be necessary.

본원에서 사용되는 황화물 광석 또는 내화성 황화물 광석은 내화성 탄소질 황화물 광석을 포괄하는 것으로 이해될 것이다.As used herein, sulfide ores or refractory sulfide ores will be understood to encompass refractory carbonaceous sulfide ores.

탄소질 황화물 광석의 공지된 생물침출 방법은 미국특허 제4,729,788호 (1988년 3월 8일 허여)에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고로 도입되어 있다. 개시된 방법에 따르면, 술포로부스(sulfolobus)와 같은 호열성 박테리아 및 호열성 박테리아를 사용하여 광석의 황화물 성분을 산화시킨다. 생물침출된 광석을 이어서 블랭킹 (blanking)제로 처리하여 광석의 탄소질 성분의 프레그러빙 경향을 억제한다. 그 다음 귀금속을 종래의 침출제인 시안화물 또는 티오우레아를 사용하여 광석으로부터 추출한다.Known bioleaching methods of carbonaceous sulfide ores are disclosed in US Pat. No. 4,729,788, issued March 8, 1988, which is incorporated herein by reference. According to the disclosed method, thermophilic bacteria such as sulfolobus and thermophilic bacteria are used to oxidize the sulfide component of the ore. The bioleached ore is then treated with a blanking agent to suppress the pregrating tendency of the carbonaceous component of the ore. The precious metal is then extracted from the ore using conventional leaching cyanide or thiourea.

탄소질 황화물 광석을 생물침출하는 또다른 공지된 방법은 1992년 7월 7일에 허여된 미국특허 제5,127,942호에 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 광석을 산화적 생물침출시켜 광석의 황화물 성분을 산화시키고 귀금속류를 유리시킨다. 이어서 광석을 박테리아를 위한 영양분이 있는 상태에서, 광석에서 탄소질 물질의 프레그러빙 경향을 불활성화시키는 성질을 특징으로하는 박테리아 조합물을 접종하여 박테리아 조합물의 증식을 촉진한다. 즉, 박테리아 조합물은 생물학적 블랭킹제로 기능한다. 귀금속 흡착 탄소를 불활성화시킬 수 있는 미생물 조합물로 처리한 다음, 광석을 적당한 침출제로 침출시켜 광석중에 있는 귀금속을 용해시킨다.Another known method for bioleaching carbonaceous sulfide ores is disclosed in US Pat. No. 5,127,942, issued July 7, 1992. According to this method, the ore is oxidative bioleached to oxidize the sulfide component of the ore and to liberate precious metals. The ore is then inoculated with a bacterial combination characterized by inactivating the pregrating tendency of the carbonaceous material in the ore with the nutrients for the bacteria to promote the growth of the bacterial combination. That is, the bacterial combination functions as a biological blanking agent. Precious Metals Adsorption Treatment with a microbial combination capable of inactivating carbon is followed by leaching the ore with a suitable leaching agent to dissolve the precious metal in the ore.

생물산화로도 일컬어지는, 미생물을 사용하는 내화성 황화물 광석의 산화는 밀링 방법 또는 히프 방법으로 수행할 수 있다. 가압 산화 및 로스팅과 비교하면, 생물산화 방법은 조작이 간단하고 적은 자본이 들며, 적은 조작 비용이 든다. 실제로, 생물산화법이 광석을 산화시키는 다른 수단에 비해 경제적으로 유리하기 때문에 내화성 황화물 금속에서 황화물 광물을 산화시키기 위한 방법으로 흔히 선택된다. 그러나, 내화성 황화물 광석을 산화시키는 화학적 및 기계적 수단과 비교할 때 미생물로 인한 더 느린 산화속도로 인해, 생물산화는 종종 광업 공정에서 제한 단계가 된다.Oxidation of refractory sulfide ores using microorganisms, also referred to as biooxidation, can be carried out by milling or heaping methods. Compared to pressurized oxidation and roasting, the biooxidation method is simple to operate, requires less capital, and costs less operation. In practice, biooxidation is often chosen as a method for oxidizing sulfide minerals in refractory sulfide metals because it is economically advantageous over other means of oxidizing ores. However, due to the slower rate of oxidation due to microorganisms compared to chemical and mechanical means of oxidizing refractory sulfide ores, biooxidation is often a limiting step in the mining process.

한가지 밀링형 생물산화 방법으로는 광석을 분쇄한 후, 미생물이 미분된 황화물을 에너지원으로 사용할 수 있는 교반 생물반응기에서 광석의 슬러리를 처리하는 것을 포함한다. 이러한 밀링 방법은 통킨 스프링스 (Tonkin Springs) 광산에서 상업적 규모로 사용되었다. 그러나, 광업계에서는 일반적으로 통킨 스프링스 생물산화 작업이 실패한 것으로 여겨진다. 제2의 밀링형 생물산화 방법은 부유 선광법과 같은 종래의 황화물 농축 기법을 사용하여 귀금속 함유 황화물을 광물로부터 분리한 후 교반 생물반응기에서 황화물을 산화시켜 이들의 내화성을 완화시키는 것을 포함한다. 이런 유형의 상업적 작업은 아프리카, 남아메리카 및 호주에서 사용되고 있다.One milling type biooxidation method involves grinding ore and then treating the slurry of ore in a stirred bioreactor in which microorganisms can use finely divided sulfides as energy sources. This milling method was used on a commercial scale in the Tonkin Springs mine. However, in the mining industry, it is generally believed that the Tonkin Springs biooxidation work failed. The second milling type biooxidation method involves separating noble metal containing sulfides from minerals using conventional sulfide concentration techniques such as flotation, and then oxidizing the sulfides in a stirred bioreactor to mitigate their fire resistance. This type of commercial work is used in Africa, South America and Australia.

히프 공정에서 생물산화는 통상적으로 분쇄된 내화성 황화물 광석 입자로 히프를 형성한 후 히프에 광석 내의 황화물 광물을 생물산화시킬 수 있는 미생물을 접종하는 것을 포함한다. 생물산화가 원하는 목표 지점까지 도달한 후 히프를 배출하고 반복하여 세척했다. 그 다음, 유리된 귀금속류를 적절한 침출제로 침출할 수 있다.Biooxidation in the heap process typically involves forming a heap with pulverized refractory sulfide ore particles and then inoculating the heap with a microorganism capable of biooxidizing the sulfide mineral in the ore. After biooxidation reached the desired target point, the hips were drained and washed repeatedly. The free precious metals can then be leached with a suitable leaching agent.

전형적으로 귀금속 함유 광석은 광석으로부터 귀금속류를 회수하는데 있어서 가장 효과적인 침출제 또는 용리제인 시안화물로 침출시킨다. 그러나, 시안화물을 침출제로 사용하는 경우, 히프를 우선 중화하여야 한다.Typically, precious metal containing ores are leached with cyanide, which is the most effective leaching agent or eluent for recovering precious metals from the ore. However, when cyanide is used as a leaching agent, the heap must first be neutralized.

시안화물 처리는 높은 염기성 pH에서 수행되어야하는 반면 생물산화는 낮은 산성 pH에서 일어나기 때문에, 종래의 시안화물 처리가 수반되는 히프 생물산화는 본래 두 단계 공정이다. 그 결과, 처리 방법이 히프 생물산화를 이용하는 경우에는 공정을 두 단계로 분리해야만 한다. 이는 통상 임시로 단계를 구분하여 수행되고 있다. 예를 들면, 내화성 황화물 금 광석의 히프 생물산화 공정에서, 히프를 먼저 생물산화한 후 세척하고 중화시키고 시안화물로 처리한다. 이를 경제적이고 실용적으로 수행하기 위해, 대부분의 히프 생물산화 작업은 배열된 또는 배열되지 않은 여러 광석 중 하나에 영구적인 히프 패드를 사용한다.Since cyanide treatment must be performed at high basic pH, while biooxidation occurs at low acidic pH, bottom biooxidation with conventional cyanide treatment is essentially a two step process. As a result, if the treatment method uses heap biooxidation, the process must be separated in two steps. This is usually done by dividing the steps temporarily. For example, in the heap biooxidation process of refractory sulfide gold ores, the heap is first biooxidized and then washed, neutralized and treated with cyanide. To accomplish this economically and practically, most hip biooxidation operations use permanent pads on one of several ores arranged or unarranged.

유용한 여러 생물산화 방법 중 히프 생물산화는 최저의 작업 및 자본 비용이든다. 따라서, 히프 생물산화 방법은 특히 저급 또는 폐기물형 광석, 즉 금 (또는 등가의 귀금속류) 농도가 약 2.4 g/톤 미만인 광석에도 이용할 수 있다. 그러나, 히프 생물산화는 밀링 생물산화 방법에 비해 속도가 매우 느리다. 히프 생물산화는 통상적으로 광석 내의 황화물 광물을 충분히 산화시켜 수반되는 경제적 방법인 시안화물 침출을 통해 금 또는 다른 귀금속류를 충분한 양으로 회수할 수 있도록 하는데 여러 달이 걸린다. 따라서 히프 생물산화 작업은 금의 경제적 회수가 가능하도록 충분한 생물 산화가 일어나는데 필요한 시간의 길이에 의해 제한된다. 생물산화에 필요한 시간이 길수록 영구적 패드 설비가 더 커지고 필요한 자본 투자도 커진다. 히프 패드 구조물에 적합한 땅의 면적이 제한된 광산에서 영구적 패드의 크기는 광산에서 처리되는 광석의 양에 제한적 요소가 되며, 따라서 광산에서의 이윤율에도 제한적인 요소가 된다. 그러한 환경에서는, 생물산화 공정의 속도 제한 요인은 더욱 중요하게 된다.Among the many biooxidation methods available, bottom biooxidation is at the lowest cost of operation and capital. Thus, the bottom biooxidation method is particularly applicable to low or waste type ores, ie ores with a concentration of less than about 2.4 g / ton of gold (or equivalent precious metals). However, bottom biooxidation is very slow compared to milling biooxidation methods. Bottom biooxidation typically takes several months to fully oxidize sulfide minerals in ore to recover gold or other precious metals in sufficient amounts through cyanide leaching, which is an economical method involved. Bottom biooxidation operations are therefore limited by the length of time required for sufficient biooxidation to occur in order to enable economic recovery of gold. The longer the time required for biooxidation, the larger the permanent pad installation and the greater the capital investment required. In mines with limited land area suitable for bottom pad structures, the size of the permanent pads is a limiting factor in the amount of ore processed in the mines, and therefore in a mine. In such circumstances, the rate limiting factor of the biooxidation process becomes more important.

히프 생물산화 방법의 속도 제한 요인에는 접종물 접근, 영양분 접근, 공기 또는 산소 접근, 독소 축적 및 이산화탄소 접근 등이 포함되며, 이들은 공정을 보다 효율화하여 좋은 처리 조건으로 만들기 위해 필요한 것이다. 더욱이, 생물산화에 있어서, 접근도, 입자의 크기, 고정 (settling), 조밀도 등과 같은 변수는 일단 히프가 제작되고 나면 경제적으로 되돌릴 수 없는 것이기 때문에, 생물산화제와 관련된 유도 시간, 증식 주기, 살생물제 활성, 박테리아의 생존능력 등은 중요한 고려사항이다. 이는 히프가 일단 형성되면, 제한적으로밖에 보수할 수 없기 때문이다.Rate limiting factors for the bottom biooxidation method include inoculum access, nutrient access, air or oxygen access, toxin accumulation and carbon dioxide access, which are necessary to make the process more efficient and in good treatment conditions. Moreover, in biooxidation, variables such as accessibility, particle size, settling, density, etc., cannot be economically restored once the heap has been produced, thus inducing time, growth cycle, and fat associated with the biooxidant. Biologic activity and bacterial viability are important considerations. This is because once the heap is formed, it can only be repaired on a limited basis.

점토 및(또는) 분립 (fine) 함량이 높은 광석은 히프 침출 또는 히프 생물산화 방법으로 가공할 경우 특히 문제가 된다. 그 이유는 점토 및(또는) 분립은 히프 및 공기와 액체 흐름의 플러그 채널을 통해 이동하면서 진흙탕을 만들고, 골을 만들고, 영양분 부족, 이산화탄소 부족 또는 산소 부족, 불균등한 생물산화제 분포 등을 일으킬 수 있다는 점이다. 결과적으로 히프의 광범위한 면적이 차단되고 비효율적으로 침출될 수 있다. 이는 시안화물 침출에서 공통적인 문제이어서, 낮은 pH 생물침출에 있어서는 중합체를, 높은 pH 시안화물 침출에 있어서는 시멘트를 이용한 입자 응집화 공정에 이르게 되었다. 중합체 응집화 보조물도 높은 pH 환경에서 사용될 수 있으며, 광석 내의 철 황화물의 산화적 생물침출 후의 귀금속 침출에 통상적으로 사용된다.Ore with high clay and / or fine content is a particular problem when processed by bottom leaching or bottom biooxidation methods. The reason is that clay and / or granules can move through the plug and channels of the bottom and air and liquid flows, creating mud, bone, lack of nutrients, lack of carbon dioxide or oxygen, and uneven distribution of biooxidants. Is the point. As a result, a large area of the bottom can be blocked and inefficiently leached. This is a common problem in cyanide leaching, leading to a particle agglomeration process using polymers for low pH bioleaching and cement for high pH cyanide leaching. Polymer flocculation aids can also be used in high pH environments and are commonly used for noble metal leaching after oxidative bioleaching of iron sulfides in ores.

내화성 황화물 광석의 생물산화는 박테리아가 광석 내의 철 황화물 입자를 생물산화시키고 증식하는데 공기 또는 산소를 다량 필요로 하기 때문에, 산개한 점토 및 분립 물질에 의해 차단된 다공성 채널에 특히 민감하다. 또한 공기의 흐름은, 과열로 인해 통풍이 잘 안되는 대규모 히프에서 증식하는 박테리아를 죽일 수 있기 때문에 발열 생물산화 반응에 의해 생기는 열을 분산시키는데 중요하다.Biooxidation of refractory sulfide ores is particularly sensitive to porous channels blocked by scattered clay and granular material because bacteria require large amounts of air or oxygen to biooxidize and multiply iron sulfide particles in the ore. The flow of air is also important for dissipating the heat generated by exothermic biooxidation reactions because it can kill bacteria that grow in large, poorly ventilated heaps due to overheating.

본 발명에 참고로 도입된, 윌리엄 코어 (William Kohr)의 1993년 9월 21일 허여된 미국특허 제5,246,486호 및 1995년 7월 11일에 허여된 미국특허 제5,431,717호에 개시된 방법은 양호한 유체 흐름 (기체 및 액체 모두)을 히프 전역에서 보장함으로써 히프 생물산화 방법의 효율성을 높이는 것에 관한 것이다.US Patent No. 5,246,486, issued September 21, 1993 to William Kohr, and US Pat. No. 5,431,717, issued July 11, 1995, incorporated by reference herein, provides good fluid flow. It is about increasing the efficiency of the hip biooxidation process by ensuring (both gas and liquid) throughout the heap.

황화물 또는 황철광 함량이 낮은 광석, 또는 탄산칼슘 또는 다른 탄산염과같은 산 소비성 물질의 함량이 높은 광석은 또한 히프 생물산화에서 처리할 경우 문제가 될 수 있다. 그 이유는 이들 황철광 함량이 낮은 광석에 의해 생겨난 산은 박테리아 증식에 필요한 낮은 pH와 높은 철 농도를 유지하는데 불충분하다는 것이다.Ore with low sulphide or pyrite or high with acid consuming substances such as calcium carbonate or other carbonates can also be a problem when treated in bottom biooxidation. The reason is that the acids produced by these low pyrite ores are insufficient to maintain the low pH and high iron concentrations necessary for bacterial growth.

용액 목록 및 관리는 또한 히프 생물산화 방법에 중요한 속도 제한 고려사항을 제공한다. 생물산화 히프로부터 배출된 용액은 산성일 것이며, 박테리아와 제2 철 이온을 포함할 것이다. 따라서 이 용액은 새로운 광석의 응집화나 또는 히프의 상층으로 재순환시켜 유리하게 사용될 수 있다. 그러나, 이 배출 용액에서는 독성 및 억제 물질이 발생할 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 황철광 침출에서 유용한 보조물인 제2 철 이온은 이들의 농도가 약 30 g/ℓ를 초과하게 되면 박테리아 증식을 방해한다. 생물산화 공정을 늦추는 다른 금속도 또한 이러한 용액에 있을 수 있다. 내화성 황화물 광석에서 종종 발견될 수 있는 그러한 금속에는 비소, 안티몬, 카드뮴, 납, 수은 및 몰리브덴이 포함된다. 다른 독성 금속, 생물산화 부산물, 용해된 염 및 박테리아에 의해 생성된 물질도 생물산화 속도에 방해가 될 수 있다. 이러한 억제 물질들이 이 배출 용액에서 충분한 수준으로 발생하는 경우, 이 배출된 용액의 재이용은 생물산화 방법이 진행되는 속도에 해로울 것이다. 사실상, 방해 물질이 충분히 생성된 배출 용액을 계속해서 재이용하면 생물산화 공정이 중단될 것이다.Solution listing and control also provides rate limiting considerations that are important to the bottom biooxidation method. The solution discharged from the biooxidation heap will be acidic and will contain bacteria and ferric ions. This solution can thus be used advantageously by flocculation of fresh ores or by recycling to the upper layer of the heap. However, toxic and inhibitory substances may arise from this discharge solution. For example, ferric iron ions, which are generally useful aids in pyrite leaching, interfere with bacterial growth when their concentration exceeds about 30 g / l. Other metals that slow down the biooxidation process may also be in this solution. Such metals that can often be found in refractory sulfide ores include arsenic, antimony, cadmium, lead, mercury and molybdenum. Other toxic metals, biooxidation by-products, dissolved salts, and materials produced by bacteria can also interfere with the rate of biooxidation. If these inhibitors occur at a sufficient level in this effluent solution, reuse of this effluent solution will be detrimental to the rate at which the biooxidation process proceeds. In fact, continued reuse of the effluent solution with sufficient interfering substances will disrupt the biooxidation process.

본 명세서에 참고로 도입된 코어 등의 1994년 10월 25일 출원된 미국특허출원 제08/329,002호에 개시된 방법은 억제 물질의 생성을 최소하기 위해 생물침출물배출 용액을 처리하는 방법을 교시하고 있다. 그 결과, 생물침출물 배출 용액이 히프 상층으로 재순환하는 경우, 히프 내의 생물산화 속도가 느려지지 않거나 또는 배출 용액을 처리 하지 않고 재순환시키는 경우 보다 덜 느려질 것이다.The method disclosed in US patent application Ser. No. 08 / 329,002, filed Oct. 25, 1994 to Core et al., Which is incorporated herein by reference, teaches a method of treating a bioleaching solution to minimize the production of inhibitory substances. have. As a result, if the bioleached effluent solution is recycled to the heap top, the rate of biooxidation in the heap will not be slowed or will be slower than if recycled without treating the drained solution.

상기 방법이 히프 생물산화 공정이 진행되는 속도를 향상시키는 반면, 히프 생물산화는 여전히 교반 생물반응기와 같은 밀링 생물반응기 방법보다는 훨씬 오래 걸릴 것이다. 아직까지도 상기 지적한 바와 같이 저급 내화성 황화물 광석에 있어서 교반 생물반응기는 그의 높은 초기 자본 비용 및 높은 조작 비용으로 인해 실질적인 대안은 아니다.While the method improves the speed at which the bottom biooxidation process proceeds, the bottom biooxidation will still take much longer than milling bioreactor methods such as stirred bioreactors. As pointed out above, agitated bioreactors for lower refractory sulfide ores are not practical alternatives due to their high initial capital costs and high operating costs.

따라서, 귀금속 함유 내화성 황화물 광석을 생물산화시키는데 사용할 수 있고 히프 내의 공기 및 유체 흐름이 향상된 히프 생물침출법이 요구된다. 또한, 황화물 광물의 함량이 낮은 광석 또는 탄산칼슘과 같은 산 소비성 물질의 함량이 높은 광석을 처리할 수 있는 히프 생물침출법도 요구된다.Accordingly, there is a need for a heap bioleaching method that can be used to biooxidize precious metal containing refractory sulfide ores and has improved air and fluid flow in the heap. There is also a need for a heap bioleaching method capable of treating ores with low content of sulfide minerals or ores with high content of acid consuming materials such as calcium carbonate.

또한, 내화성 황화물 광물의 농축물에 흡장된 귀금속을 유리하는데 사용될 수 있는 생물산화 방법도 요구된다. 그러한 농축물을 산화시키는데 현재 사용되는 밀링 방법은 교반 반응기 내에서의 생물침출, 오토클레이브에서의 가압 산화 및 로스팅을 포함한다. 이 밀링 방법은 비교적 신속하게 농축물 중의 황화물 광물을 산화시킴으로써 포획된 귀금속을 유리시킨다. 그러나, 농축물이 고농도의 금을 포함하지 않는다면, 이들 방법에 드는 자본 비용이나 높은 조작 비용 때문에 경제적이지 않다. 그리고, 밀링 생물침출 방법은 초기 자본 비용과 조작 비용의 모든 면에서 가장 저가이지만, 여전히 농축물 1 톤당 약 17 g 미만의 금이 포함된 농축물 가공에 적당하지 않으며, 전형적으로 1 톤 당 약 2.4 g 이상의 금 농도를 갖는 광석을 요구한다. 따라서, 교반 탱크 생물반응기에 필적할만한 속도로 귀금속 함유 내화성 황화물 광물의 농축물을 생물산화시키는데 사용할 수 있으나 히프 생물침출 방법의 비용에 필적하는 자본 및 조작 비용이 드는 방법이 요구된다.There is also a need for biooxidation methods that can be used to liberate precious metals occupied in concentrates of refractory sulfide minerals. Milling methods currently used to oxidize such concentrates include bioleaching in stirred reactors, pressurized oxidation in autoclaves and roasting. This milling method releases captured precious metal by oxidizing sulfide minerals in the concentrate relatively quickly. However, if the concentrate does not contain high concentrations of gold, it is not economical because of the capital or high operating costs of these methods. And, the milling bioleaching method is the lowest in terms of both initial capital and operating costs, but is still not suitable for processing concentrates containing less than about 17 g of gold per tonne of concentrate, typically about 2.4 per tonne Requires ore with a gold concentration of at least g. Accordingly, there is a need for a method that can be used to biooxidize concentrates of noble metal containing refractory sulfide minerals at a rate comparable to that of stirred tank bioreactors, but which has a capital and operating cost comparable to that of the bottom bioleaching process.

귀금속 함유 황화물 광물의 농축물 외에, 생물산화 방법을 사용하여 잠재적으로 처리될 수 있는 금속 황화물 광물을 함유한 황화물 광석은 많다. 예를 들면, 많은 구리 광석은 구리 황화물 광물을 포함한다. 다른 예로는 아연 광석, 니켈 광석 및 우라늄 광석이 있다. 생물산화는 이들 광석의 농축물로부터 구리, 아연, 니켈 및 우라늄과 같은 유용 금속류를 용해시키는데 사용될 수 있다. 용해된 유용 금속류는 이어서 용매 추출, 철 침투법 (cementation) 및 침전과 같은 공지된 기법을 사용하여 회수될 수 있다. 그러나, 황화물 광석으로부터 생성된 황화물 농축물의 적은 부피로 인해, 교반 생물반응기는 엄청나게 고가일 수 있고, 표준 히프 작업은 유용 금속류를 회수하는데 오랜 시간이 걸려 경제적으로 용이하지 못하다. 따라서, 유용 금속류를 생물침출 용액으로부터 다음 단계에서 회수할 수 있도록 황화물 광석으로부터 제조된 금속 황화물 광물의 농축물을 생물산화시켜 유용 금속류를 용해시키는 경제적인 방법도 또한 요구된다.In addition to concentrates of noble metal containing sulfide minerals, there are many sulfide ores containing metal sulfide minerals that can potentially be treated using biooxidation methods. For example, many copper ores include copper sulfide minerals. Other examples are zinc ores, nickel ores and uranium ores. Biooxidation can be used to dissolve useful metals such as copper, zinc, nickel and uranium from concentrates of these ores. The dissolved useful metals can then be recovered using known techniques such as solvent extraction, iron cementation and precipitation. However, due to the small volume of sulfide concentrates produced from sulfide ores, stirred bioreactors can be incredibly expensive, and standard hip operations are not economically easy because they take a long time to recover useful metals. Therefore, there is also a need for an economic method of biooxidizing a concentrate of metal sulfide minerals made from sulfide ores to dissolve the useful metals so that the useful metals can be recovered from the bioleaching solution in the next step.

따라서, 현행 히프 생물산화 방법의 속도보다는 훨씬 빠른 속도로 그러나, 초기 자본 비용 및 조작 비용은 교반 생물반응기보다는 적게 드는, 내화성 황화물 광석으로부터 얻은 황화물 농축물 처리에 사용할 수 있는 생물산화 방법이 요구되며, 이런 요구는 현재까지 충족되지 못했다. 또한 금속 황화물형 광석의 황화물농축물을 경제적으로 처리하는데 사용될 수 있는 생물산화 방법이 요구되지만 이 요구도 또한 달성되지 못했다.Thus, there is a need for biooxidation methods that can be used to treat sulfide concentrates obtained from refractory sulfide ores, which are much faster than the current bottom biooxidation methods, but with lower initial capital and operating costs than stirred bioreactors. This demand has not been met to date. There is also a need for a biooxidation method that can be used to economically treat sulfide concentrates of metal sulfide-type ores, but this requirement has also not been achieved.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 비교반 생물반응기에서 고체 물질을 생물처리하는 것에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 제1 측면에서는, 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 고체 물질을 생물처리함으로써 원치 않는 화합물을 제거하는 방법이 제공된다. 본 발명의 방법에 따르면, 다수의 조대 기질 표면을 생물처리하려는 고체 물질로 코팅하여 다수의 코팅된 조대 기질을 생성한다. 이어서, 비교반 표면 반응기를 다수의 코팅된 조대 기질을 히프로 적층하거나 또는 탱크에 다수의 코팅된 기질을 놓아 반응기의 빈 공간이 약 25 % 이상이 되도록 비교반 표면 반응기를 형성한다. 반응기에 고체 물질 내의 원치 않는 화합물을 분해할 수 있는 미생물을 접종한 후 고체 물질내의 원치 않는 화합물이 원하는 농도로 분해될 때까지 고체 물질을 표면 생물반응기에서 생물처리한다. 생물반응기 내에빈 공간을 적절히 확보하기 위해, 조대 기질은 입자 크기가 바람직하게는 약 0.3 cm 이상이며, 생물처리될 고체 물질은 바람직하게는 입자 크기가 약 250 ㎛ 미만이다. 다수의 조대 기질 상에 코팅된 고체 물질의 두께는 바람직하게는 생물처리에 사용되는 미생물이 생물처리될 모든 고체 물질에 적절하게 접근할 수 있도록 약 1 mm 미만이 되도록 한다. 더 두꺼운 코팅은 생물반응기의 용량은 증가시키지만, 사용되는 미생물이 고체 물질의 하층 입자에 접근하는 것이 제한되어 생물처리 방법의 진행 속도가 느려질 것이다. 미생물이 적절히 접근하도록 하면서 생물반응기의 용량을 완전하게 활용하기 위해서는 고체 물질 코팅의 두께는 약 0.5 mm 이상 약 1 mm 미만이어야 한다. 공기 및 액체 접근을 개선하기 위해, 생물반응기의 빈 공간을 약 35 % 이상으로 설정할 수 있다. 이는 생물처리 방법의 진행 속도를 크게 향상시킬 것이다.The present invention relates to the biotreatment of solid materials in a control panel bioreactor. To this end, in a first aspect of the present invention, a method is provided for removing unwanted compounds by biotreating solid materials using a non-surface surface bioreactor. According to the method of the present invention, the surface of the plurality of coarse substrates is coated with a solid material to be biotreated to produce a plurality of coated coarse substrates. The control surface reactor is then stacked with a plurality of coated coarse substrates in a heap or a plurality of coated substrates are placed in a tank to form a control surface surface reactor so that the empty space of the reactor is at least about 25%. The reactor is inoculated with microorganisms capable of degrading unwanted compounds in the solid material and then the biomass is biotreated in a surface bioreactor until the unwanted compounds in the solid material decompose to the desired concentration. In order to ensure adequate space in the bioreactor, the coarse substrate preferably has a particle size of at least about 0.3 cm and the solid material to be biotreated preferably has a particle size of less than about 250 μm. The thickness of the solid material coated on the plurality of coarse substrates is preferably such that the microorganisms used in the biotreatment are less than about 1 mm in order to properly access all the solid materials to be biotreated. Thicker coatings increase the capacity of the bioreactor, but the microorganisms used will have limited access to the underlying particles of the solid material, which will slow down the biotreatment process. In order for the microorganisms to properly access and fully utilize the capacity of the bioreactor, the thickness of the solid material coating should be at least about 0.5 mm and less than about 1 mm. To improve air and liquid access, the empty space of the bioreactor can be set to at least about 35%. This will greatly speed up the progress of bioprocessing methods.

암석, 자갈, 화산암, 탄산염 광물 함유 암석, 벽돌, 콘크리트 블록, 슬래그 및 플라스틱을 비롯한 각종 물질이 조대 기질로 사용될 수 있다.Various materials can be used as coarse substrates, including rocks, gravel, volcanic rocks, carbonate mineral containing rocks, bricks, concrete blocks, slags and plastics.

본 발명의 제1 측면에 따른 방법은 오염된 토양의 생물 처리법, 석탄의 탈황 반응 및 내화성 황화물 광석의 생물산화를 비롯한 많은 상이한 생물처리 방법에 유용하다. 생물 처리법 응용에서, 원치 않은 화합물은 통상 유기 화합물이다. 석탄 탈황 반응 및 내화성 황화물 광석 생물산화 응용에서 원치 않는 화합물은 황화물 광물이다.The method according to the first aspect of the present invention is useful for many different biotreatment methods, including biotreatment of contaminated soil, desulfurization of coal and biooxidation of refractory sulfide ores. In biological treatment applications, unwanted compounds are usually organic compounds. Undesired compounds in coal desulfurization and refractory sulfide ore biooxidation applications are sulfide minerals.

본 발명의 제2 측면에서는, 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물을 생물산화시켜 원하는 유용 금속류를 유리시키는 방법이 제공된다. 이 방법에는, 조광석 입자, 화산암, 자갈, 또는 박테리아에 대한 CO2공급원으로 탄산염 광물을 함유한 암석과 같은 다수의 조대 기질 위로 금속 황화물 입자의 농축물을 코팅하는 것이 포함된다. 금속 황화물 입자를 다수의 기질에 코팅하거나 또는 펴바른 후, 코팅된 기질을 히프로 퇴적시키거나 또는 코팅된 기질을 탱크 안에 넣어 비교반 표면 반응기를 형성한다. 그 다음 다수의 코팅된 기질의 표면 상의 금속 황화물 입자는 생물산화되어 그의 유용 금속류를 유리시킨다.In a second aspect of the present invention, there is provided a method of biooxidizing a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles using a comparative surface bioreactor to liberate desired useful metals. This method includes coating a concentrate of metal sulfide particles over a number of coarse substrates, such as coarse particles, volcanic rocks, gravel, or rocks containing carbonate minerals as a source of CO 2 for bacteria. After metal sulfide particles are coated or spread over a plurality of substrates, the coated substrates are deposited with a heap or the coated substrates are placed in a tank to form a counter surface reactor. The metal sulfide particles on the surface of the plurality of coated substrates are then biooxidized to release their useful metals.

어떤 광석 매장물을 채굴하냐에 따라, 본 발명에서 사용되는 황화물 광물 농축물은 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 얻은 황화물 농축물을 포함하거나 또는 황동광, 침상 니켈광 또는 섬아연광과 같은 비금속(base metal) 황화물형 광석으로부터 얻은 황화물 농축물을 포함할 수 있다. 전자는 원하는 금속이 황화물 광물에 흡장된 귀금속이고, 후자는 회수될 금속이 구리, 니켈 또는 아연과 같은 비금속이며 황화물 농축물에서 금속 황화물로 존재한다는 점에서 둘의 차이가 있다.Depending on which ore deposits are mined, the sulfide mineral concentrates used in the present invention include sulfide concentrates obtained from precious metal containing refractory sulfide ores or base metal sulfide types such as chalcopyrite, acicular nickel or zinc ore. Sulfide concentrates obtained from ore. The former is different in that the desired metal is a precious metal occluded in the sulfide mineral, the latter is a nonmetal such as copper, nickel or zinc and is present as a metal sulfide in the sulfide concentrate.

본 발명의 제3 측면에서는 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 귀금속류를 회수하는 방법이 제공된다. 본 발명의 이러한 측면에 따른 방법으로는 내화성 황화물 광석으로부터 얻은 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물의 제조 단계, 금속 황화물 입자의 농축물을 사용한 다수의 조대 기질의 표면의 코팅 단계, 다수의 코팅된 기질을 사용하여 히프를 형성하고 다수의 기질 표면 상의 금속 황화물 입자의 생물산화하는 단계, 생물산화된 금속 황화물 입자를 귀금속 침출제와 접촉시켜 귀금속류를 생물산화된 금속 황화물 입자로부터 용해시키는 단계, 및 귀금속류를 침출제로부터 회수하는 단계로 이루어진다.In a third aspect of the present invention there is provided a method for recovering precious metals from a precious metal containing refractory sulfide ore using a comparative surface bioreactor. The process according to this aspect of the invention comprises the steps of preparing a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles obtained from refractory sulfide ores, coating a surface of a plurality of coarse substrates using a concentrate of metal sulfide particles, a plurality of coated Forming a hip using a substrate and biooxidizing the metal sulfide particles on the surface of the plurality of substrates, contacting the biooxidized metal sulfide particles with a noble metal leaching agent to dissolve the precious metals from the biooxidized metal sulfide particles, and the precious metals Recovering from the leach agent.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 귀금속류를 회수하는 방법이 제공된다. 본 발명의 이러한 측면에 따른 방법으로는, 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 얻은 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물의 제조 단계, 다수의 조대 기질의 표면을 금속 황화물 입자 코팅하는 단계, 다수의 코팅된 기질을 탱크 안에넣는 단계, 다수의 조대 기질의 표면 상의 금속 황화물 입자의 생물산화 단계, 생물산화된 금속 황화물 입자를 귀금속 침출제와 접촉시켜 생물산화된 금속 황화물 입자로부터 귀금속류를 용해시키는 단계, 및 침출제로부터 귀금속류의 회수 단계로 이루어진다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for recovering noble metals from a noble metal containing refractory sulfide ore using a comparative surface bioreactor. The process according to this aspect of the invention comprises the steps of preparing a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles obtained from a noble metal containing refractory sulfide ore, coating the surface of the plurality of coarse substrates with metal sulfide particles, and a plurality of coated substrates. Into the tank, biooxidizing the metal sulfide particles on the surface of the plurality of coarse substrates, contacting the biooxidized metal sulfide particles with the noble metal leaching agent to dissolve the precious metals from the biooxidized metal sulfide particles, and From the recovery of precious metals.

본 발명의 제5 측면에 따르면, 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 황화물 광물 광석으로부터 귀금속류를 회수하는 방법이 제공된다. 본 발명의 이러한 측면에 따른 방법으로는, 황화물 광물 광석으로부터 얻은 미세 금속 황화물 입자 황화물 광물 농축물의 제조 단계, 다수의 조대 기질의 표면을 금속 황화물 입자 농축물로 코팅하는 단계, 다수의 코팅된 기질을 히프로 적층하는 단계 또는 다수의 코팅된 기질을 탱크 안에 넣는 단계, 다수의 조대 기질 표면 상의 금속 황화물 입자를 생물산화시켜 생물침출물 배출 용액의 생성 단계, 금속 황화물 입자의 금속 부분을 용해시키는 단계, 및 생물침출물 배출 용액으로부터 원하는 유용 금속류의 회수 단계로 이루어진다. 이 방법으로 가공될 수 있는 특별한 관심 대상이 되는 광석은 구리, 아연, 니켈, 몰리브덴, 코발트 및 우라늄의 황화물 광석을 포함한다.According to a fifth aspect of the invention, there is provided a method for recovering precious metals from sulfide mineral ores using a comparative surface bioreactor. The method according to this aspect of the invention comprises the steps of preparing a fine metal sulfide particle sulfide mineral concentrate obtained from a sulfide mineral ore, coating the surfaces of the plurality of coarse substrates with a metal sulfide particle concentrate, Laminating with a heap or placing a plurality of coated substrates in a tank, biooxidizing metal sulfide particles on the surface of the plurality of coarse substrates to produce a bioleached solution, dissolving a metal portion of the metal sulfide particles, And recovering the desired useful metals from the bioleachate effluent solution. Ore of particular interest that can be processed in this way includes sulfide ores of copper, zinc, nickel, molybdenum, cobalt and uranium.

본 발명의 제6 측면에서는 (a) 화산암, 자갈, 탄산염 광물을 함유한 폐암석, 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그로 이루어진 군으로부터 선택된 조대 지지체 물질의 히프 위에 미세 내화성 황화물 광물로 이루어진 농축물을 분배하는 단계, (b) 내화성 황화물 광물의 농축물의 생물산화 단계, (c) 생물산화된 내화성 황화물 광물로부터 침출제를 사용하여 귀금속류를 침출시키는 단계, (d) 침출제로부터 귀금속류를 회수하는 단계를 포함하는 귀금속을 함유하는 미세 내화성 황화물 광물 입자로이루어진 농축물로부터 귀금속류를 회수하는 방법이 제공된다. 이 방법의 이점은 황화물 광물의 산화 속도가 전통적인 히프 생물침출 작업에서 관찰되었던 것보다 훨씬 빠르다는 점이다. 그러나, 이런 높은 생물산화 속도에도 불구하고, 개시된 방법의 초기 자본 비용 및 조작 비용은 관련된 밀링형 생물산화 방법보다 낮다.In a sixth aspect of the present invention there is provided a method for dispensing a concentrate of fine refractory sulfide minerals onto a heap of coarse support material selected from the group consisting of volcanic rock, gravel, carbonate minerals, bricks, concrete blocks and slag. (B) biooxidizing the concentrate of the refractory sulfide mineral, (c) leaching the precious metals from the biooxidized refractory sulfide mineral using a leaching agent, and (d) recovering the precious metals from the leaching agent. A method of recovering noble metals from a concentrate consisting of fine refractory sulfide mineral particles containing noble metals is provided. The advantage of this method is that the oxidation rate of sulfide minerals is much faster than that observed in traditional bottom bioleaching operations. However, despite this high biooxidation rate, the initial capital and operating costs of the disclosed methods are lower than the associated milled biooxidation methods.

금은 본 발명의 이러한 측면에 따른 방법을 사용하여 회수된 바람직한 귀금속이다. 그러나, 은과 백금을 비롯한 다른 귀금속도 또한 회수될 수 있다. 화산암은 표면적이 크기 때문에 특히 바람직한 기질 물질이다. 당분야의 숙련가들이 인정하는 바와 같이, 다양한 침출제가 본 발명의 방법과 병용하여 사용될 수 있으나, 티오우레아 및 시안화물이 바람직하고, 특히 시안화물이 바람직한 침출제이다.Gold is the preferred precious metal recovered using the process according to this aspect of the invention. However, other precious metals, including silver and platinum, can also be recovered. Volcanic rock is a particularly preferred substrate material because of its large surface area. As will be appreciated by those skilled in the art, various leaching agents may be used in combination with the methods of the present invention, but thiourea and cyanide are preferred, in particular cyanide being the preferred leaching agent.

본 발명의 제7 측면에서는 (a) 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물의 형성 단계, (b) 화산암, 자갈, 탄산염 광물을 함유한 폐암석, 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그로 이루어진 군으로부터 선택된 조대 지지체 물질의 히프 위에 농축물을 분배하는 단계, (c) 농축물의 생물산화 단계, 및 (d) 금속 황화물 광물을 생물산화시키는데 사용된 용액으로부터 유용 금속류의 회수 단계를 포함하는 황화물 광석으로부터 유용 금속류의 회수 방법이 제공된다. 본 발명의 방법을 사용하여 가공될 수 있는 황화물 광석은 예를 들면, 황동광, 섬아연광, 니켈 황화물 광석 및 우라늄 황화물 광석이 포함된다. 이 방법이 생물반응기로서 지지체 물질의 히프를 사용한다는 사실로 인해, 이것의 자본 비용 및 조작 비용은 밀링 생물침출 조작보다 낮다. 그러나, 히프에서 양호한 공기 흐름으로 인해, 황화물 광물의 생물산화 속도는 매우 높고 밀링형 작업에서의 속도에 도달할 수 있다. 농축물이 얻어지는 황화물 광석에 따라, 본 발명의 이러한 측면에 따른 공정으로부터 회수할 수 있는 유용 금속류에는 구리, 아연, 니켈 및 우라늄이 포함된다. 본 발명에 사용되는 지지체 물질은 바람직하게는 표면적이 큰 화산암이다.In a seventh aspect of the present invention there is provided a coarse selected from the group consisting of: (a) forming a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles, (b) waste rock containing volcanic rock, gravel, carbonate minerals, bricks, concrete blocks and slag Dispensing the concentrate onto the bottom of the support material, (c) biooxidizing the concentrate, and (d) recovering the useful metals from the solution used to biooxidize the metal sulfide minerals. A recovery method is provided. Sulfide ores that can be processed using the method of the present invention include, for example, chalcopyrite, zinc zinc, nickel sulfide ore and uranium sulfide ore. Due to the fact that this method uses a heap of support material as the bioreactor, its capital and operating costs are lower than milling bioleaching operations. However, due to good air flow at the bottom, the biooxidation rate of sulfide minerals is very high and can reach speeds in milling operations. Depending on the sulfide ore from which the concentrate is obtained, useful metals that can be recovered from the process according to this aspect of the invention include copper, zinc, nickel and uranium. The support material used in the present invention is preferably volcanic rock with a large surface area.

상기한 목적과 다른 목적, 특징 및 이점은 바람직한 실시태양의 하기 설명으로부터 당분야의 숙련가들에게 분명해질 것이다.The above and other objects, features and advantages will be apparent to those skilled in the art from the following description of the preferred embodiments.

본 발명은 고체 물질의 생물처리 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고체 물질 내에 존재하는 원치 않는 화합물을 분해하는 호기성 방법으로 고체 물질의 장외 (ex situ) 생물처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for the biotreatment of solid materials. In particular, the present invention relates to an ex situ biotreatment method of a solid material by an aerobic method of decomposing unwanted compounds present in the solid material.

도 1은 본 발명의 한가지 실시태양에 따른 공정 흐름도의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a process flow diagram in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 금속 황화물 입자의 농축물로 코팅된 내화성 황화물 광석 기질의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a refractory sulfide ore substrate coated with a concentrate of metal sulfide particles according to the present invention.

도 3은 본 발명의 또다른 실시태양에 따른 공정 흐름도의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a process flow diagram in accordance with another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 또다른 실시태양에 따른 공정 흐름도의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a process flow diagram in accordance with another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또다른 실시태양에 따른 공정 흐름도의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a process flow diagram in accordance with another embodiment of the present invention.

도 6은 전체 광석에 대한 철 산화 백분율 대 시간을 본 발명에 따른 방법과 비교하여 도시한 그래프이다.6 is a graph showing the percentage of iron oxidation versus time for all ores compared to the method according to the invention.

도 7은 전체 광석의 1일 평균 생물산화율을 본 발명에 따른 방법의 것과 비교한 그래프이다.7 is a graph comparing the daily average biooxidation rate of all ores with that of the method according to the invention.

도 8은 본 발명에 따른 또다른 방법에 있어서 생물산화 백분율을 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the percentage of biooxidation in another method according to the present invention.

도 9는 도 8에 상응하는 방법에 있어서 1일 평균 생물산화율을 도시한 그래프이다.9 is a graph showing the daily average biooxidation rate in the method corresponding to FIG. 8.

도 10은 폐암석 지지체에 코팅된 황철광 농축물 및 고농도의 광물 탄산염을 함유한 내화성 황화물 광물 지지체에 코팅된 동일한 황철광 농축물에 있어서, 시간에 따른 생물산화 백분율을 도시한 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing the percentage of biooxidation over time for pyrite concentrate coated on waste rock support and the same pyrite concentrate coated on refractory sulfide mineral support containing high concentration of mineral carbonate.

도 11은 교반 탱크형 방법 대 본 발명의 실시태양에 따른 화산암 히프 방법의 상층에 분포된 농축물에 대한 생물산화율을 도시한 그래프이다.FIG. 11 is a graph depicting biooxidation rates for concentrates distributed on top of a stirred tank type method versus a volcanic rock bottom method according to an embodiment of the present invention.

원치 않은 화합물을 제거하기 위해 고체 물질을 비교반 표면 생물반응기에서 생물처리하는 본 발명의 제1 실시태양을 설명하려 한다. 제1 실시태양에 따르면, 입자 크기가 약 0.3 cm 이상인 다수의 조대 기질의 표면을 생물처리될 고체 물질로 코팅하여 다수의 코팅된 조대 기질을 형성한다. 생물처리될 고체 물질의 입자 크기는 조대 기질 상에 아주 균일한 코팅을 형성하도록 약 250 ㎛ 미만이다. 다수의 코팅된 조대 기질을 히프로 적층하거나 또는 다수의 코팅된 조대 기질을 탱크에 넣어 반응기의 빈 공간이 약 25 % 이상이 되도록 비교반 표면 반응기를 형성한다. 반응기에 고체 물질 내의 원치 않은 화합물을 분해할 수 있는 미생물을 접종하고, 고체 물질 내의 원치 않는 화합물이 원하는 농도로 분해될 때까지 표면 생물반응기에서 생물처리한다.A first embodiment of the present invention is described to biotreat a solid material in a non-surface surface bioreactor to remove unwanted compounds. According to a first embodiment, the surfaces of a plurality of coarse substrates having a particle size of about 0.3 cm or more are coated with a solid material to be biotreated to form a plurality of coated coarse substrates. The particle size of the solid material to be biotreated is less than about 250 μm to form a very uniform coating on the coarse substrate. A plurality of coated coarse substrates are stacked on the bottom or a plurality of coated coarse substrates are placed in a tank to form a counter surface reactor so that the empty space of the reactor is at least about 25%. The reactor is inoculated with microorganisms capable of degrading unwanted compounds in the solid material and biotreated in a surface bioreactor until the unwanted compounds in the solid material decompose to the desired concentration.

이 생물처리 방법은 몇가지를 언급하자면 오염된 토양의 생물 처리법, 석탄의 탈황 반응 및 내화성 황화물 광석의 생물산화에 사용될 수 있다. 생물 처리법에서, 고체 물질은 통상적으로 토양이고 원치 않는 화합물은 통상적으로 토양 내의 유기 화합물이다. 따라서, 본 발명은 투자가치가 있는 여러 곳에 적용된다. 본발명을 사용하여 토양으로부터 제거할 수 있는 유기 오염물질의 예로는 폐유, 그리스, 제트 연료, 디젤 연료, 원유, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 폴리방향족 탄화수소 (PAH), 다핵 방향족 (PNAs), 펜타클로로페놀 (PCP), 다염소화 비페닐 (PCBs), 크레오소트, 농약, 2,4,6-트리니트로톨루엔 (TNT), 헥사히드로-1,3,5-트리니트로-1,3,5-트리아진 (RDX), 옥타히드로-1,3,5,7-테트라니트로-1,3,5,7-테트라조신 (HMX), N-메틸-N-2,4,6-테트라니트로아닐린, 및 니트로셀룰로오즈 (NC)가 포함된다.This biotreatment method can be used for biotreatment of contaminated soil, desulfurization of coal and biooxidation of refractory sulfide ores, to name just a few. In biological treatment, the solid material is usually soil and the unwanted compound is usually an organic compound in the soil. Therefore, the present invention is applied to a number of places worth the investment. Examples of organic pollutants that can be removed from the soil using the present invention include waste oil, grease, jet fuel, diesel fuel, crude oil, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, polyaromatic hydrocarbons (PAH), polynuclear aromatics (PNAs) , Pentachlorophenol (PCP), polychlorinated biphenyls (PCBs), creosote, pesticides, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-tri Azine (RDX), octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocin (HMX), N-methyl-N-2,4,6-tetranitroaniline, and Nitrocellulose (NC).

다른 한편에서 본 발명이 석탄을 탈황화하는데 사용되는 경우에는, 고체 물질이 석탄 입자로 이루어지며, 원치 않는 화합물은 석탄 입자 내에 함유된 황화물 광물 입자일 것이다. 내화성 황화물 광석의 생물산화법에서는 고체 물질은 통상적으로 분쇄된 광석 또는 그 광석으로부터 제조된 황화물 농축물일 것이며, 원치 않는 화합물은 광석 또는 농축물 내의 금속 황화물 입자일 것이다.On the other hand, when the present invention is used to desulfurize coal, the solid material consists of coal particles and the unwanted compound will be sulfide mineral particles contained within the coal particles. In the biooxidation of refractory sulfide ores, the solid material will typically be a milled ore sulfide concentrate prepared from the ore, and the unwanted compound will be a metal sulfide particle in the ore or concentrate.

몇 가지 사례에서, 부유 선광법 또는 생물처리될 고체 물질의 분획물을 보다 작은 중량 분획물로 농축하는 다른 수단에 의해 농축물을 제조하는 것이 유리할 수 있다. 이 농축물이 원치 않는 금속 황화물 또는 독소의 대다수를 함유한다면, 예를 들면 전체 물질 보다 비용면에서 효과적으로 처리될 수 있다.In some instances, it may be advantageous to prepare the concentrate by flotation or other means of concentrating a fraction of the solid material to be biotreated to a smaller weight fraction. If this concentrate contains the majority of unwanted metal sulfides or toxins, it can be processed more cost-effectively than, for example, the entire substance.

당분야의 숙련가들은 상기 및 하기의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 미생물 또는 미생물에 의해 생산된 효소에 의해 생물분해 또는 생물산화되기 쉬운 원치 않은 화합물을 함유한 임의의 고체 물질을 생물처리하는데 이 방법을 사용할 수 있다는 점에서 본 발명에 따른 방법은 넓은 응용범위를 갖는다.Those skilled in the art will appreciate that this method can be used to biotreat any solid material containing unwanted compounds that are susceptible to biodegradation or biooxidation by microorganisms or enzymes produced by microorganisms, as will be appreciated from above and below. The method according to the invention in that it can be used has a wide range of applications.

조대 기질을 사용하는 목적은 생물처리될 고체 물질이 생물처리 공정 동안 머물러 있을 수 있는 비교적 넓은 표면적을 지닌 지지체를 제공하는 것이다. 따라서, 많은 코팅된 조대 기질을 히프로 적층하거나 또는 탱크에 넣어, 비교반 표면 반응기가 반응기 공간의 1 m3당 상당히 넓은 활성 표면적을 갖도록 형성한다. 반응기 공간의 1 m3당 정확한 반응기 표면적은 사용한 조대 기질의 특정 크기에 따라 다르지만, 반응기 1 cm3당 100 m2이상어야 하며, 통상적으로는 반응기 공간 1 m3당 500 m2이상일 것이다. 또한, 약 0.3 cm 이상의 입자 크기를 갖는 조대 기질을 사용하고 생물처리될 고체 입자의 크기를 250 ㎛ 미만으로 제한함으로써, 생물처리 공정 동안에 반응기의 모든 부분에 공기 및 영양분이 접근할 수 있도록 반응기 내에 충분한 빈 공간을 확보한다. 이와 관련하여, 반응기내의 빈 공간은 약 25 % 이상이어야 한다. 그러한 빈 공간은 또한 히프 내에서 적절히 열을 방산시킬 것이다. 공기 및 액체의 접근 및 열 방산을 개선하기 위해 생물반응기의 빈 공간을 약 35 % 이상으로 설정할 수 있다. 이는 생물처리 공정의 진행 속도를 크게 향상시킬 것이다.The purpose of using coarse substrates is to provide a support with a relatively large surface area in which the solid material to be biotreated may remain during the biotreatment process. Thus, many coated coarse substrates are stacked in heaps or placed in tanks to form non-surface surface reactors with a fairly large active surface area per m 3 of reactor space. The exact reactor surface area per m 3 of reactor space will depend on the specific size of the coarse substrate used, but should be at least 100 m 2 per cm 3 of reactor, and typically will be at least 500 m 2 per m 3 of reactor space. In addition, by using a coarse substrate having a particle size of about 0.3 cm or more and limiting the size of the solid particles to be biotreated to less than 250 μm, sufficient air and nutrients are accessible in all parts of the reactor during the bioprocessing process. Free up space. In this regard, the empty space in the reactor should be at least about 25%. Such void space will also dissipate heat properly within the bottom. In order to improve the access and heat dissipation of air and liquids, the empty space of the bioreactor can be set to about 35% or more. This will greatly speed up the progress of the biotreatment process.

보다 큰 조대 기질을 사용하면 반응기 내에 빈 공간이 늘어나 전체 반응기 전역에 걸쳐 열 방산 이외에도 공기 및 영양분 접근을 향상시키는 한면, 더 큰 기질을 사용하면 생물반응기의 적재 용량이 줄어든다. 충분한 빈 공간과 충분한 반응기 용량을 확보하는 것 사이의 적절한 균형은 명목상의 입자 크기가 약 0.6 cm내지 약 2.54 cm인 조대 기질을 사용하여 달성할 수 있다.The use of larger coarse substrates frees up space in the reactor, which increases air and nutrient access in addition to heat dissipation throughout the reactor, while larger substrates reduce the bioreactor loading capacity. Proper balance between ensuring sufficient void space and sufficient reactor capacity can be achieved using coarse substrates having a nominal particle size of about 0.6 cm to about 2.54 cm.

암석, 자갈, 화산암, 탄산염 광물을 함유한 폐암석, 벽돌, 콘크리트 블록, 슬래그 및 플라스틱을 비롯한 다양한 물질을 조대 기질로 사용할 수 있다. 화산암은 특히 표면이 거칠고 불균일하여 소정의 입자 크기의 기질에 있어 표면적이 크고 기질에 가해지는 고체 물질의 코팅의 안정도를 향상시키기 때문에 바람직하다. 산이 탄산염 광물과 반응하여 서서히 이산화탄소를 방출하면, 이 이산화탄소를 독립영양 미생물이 탄소원으로 사용하여 물질대사적 합성을 수행할 수 있기 때문에, 생물처리 공정이 산성인 경우 탄산염 광물을 함유하는 거친 폐암석이 유리하다. 이산화탄소의 생성은 따라서 반응기 내에서 미생물 증식을 촉진할 수 있다.Various materials can be used as coarse substrates, including rock, gravel, volcanic rock, waste rock containing carbonate minerals, bricks, concrete blocks, slag and plastics. Volcanic rock is particularly preferred because of its rough and uneven surface, which improves the stability of the coating of solid materials applied to the substrate with a large surface area for substrates of a certain particle size. When acids react with carbonate minerals and slowly release carbon dioxide, coarse waste-rock containing carbonate minerals is free when the bioprocessing process is acidic, since the carbon dioxide can be used as a carbon source to carry out metabolic synthesis. Do. The production of carbon dioxide can thus promote microbial growth in the reactor.

내화성 황화물 광석 또는 황화물 농축물을 생물산화하여 그 중의 황화물 광물 함량을 감소시키는 경우에는 조광석 입자를 조대 기질로 사용할 수 있다. 이와 유사하게 공정이 광석을 탈황시키는데 사용되는 경우에는, 거친 석탄 입자를 조대 기질로 사용할 수 있다. 이 두 경우 모두, 기질은 그 표면에서 수행된 생물산화 공정에 유리할 수 있다.Crude ore particles can be used as coarse substrates when biooxidizing refractory sulfide ores or sulfide concentrates to reduce the sulfide mineral content therein. Similarly, when the process is used to desulfurize ore, coarse coal particles can be used as coarse substrate. In both cases, the substrate may be advantageous for the biooxidation process carried out on its surface.

조대 기질의 입자 크기가 약 0.3 cm 보다 크다고 정의하였지만, 일부 조대 기질 물질은 실제로 이보다 작을 수 있다는 것도 고려된다. 당분야의 숙련가들은 큰 물질을 원하는 입자 크기 범위로 분쇄시켜 거친 기질이 제조된다면 분쇄된 물질은 특정 크기 분포를 가질 것이라는 점을 인지할 것이다. 또한, 약 0.3 cm 미만의 물질을 배제하도록 스크리닝한 경우라해도 0.3 cm 목표 최소치 보다 입자 크기가 작은 일부 물질이 스크리닝 공정 중의 내재된 비효율성과 처리 중에 입자 마모로인하여 조대 기질에 여전히 존재할 것이다. 따라서, 약 0.3 cm 보다 크다는 것은 조대 기질의 거의 전부가 이 크기보다 커서 반응기의 빈 공간이 반응기의 형성 및 작동 중에 약 25 % 이상으로 유지된다는 것을 의미한다. 바람직하게는 제한치인 0.3 cm 보다 작은 조대 기질의 양은 5 중량% 미만이다.Although it has been defined that the particle size of the coarse substrate is greater than about 0.3 cm, it is also contemplated that some coarse substrate materials may actually be smaller than this. Those skilled in the art will appreciate that if a coarse substrate is produced by grinding a large material into the desired particle size range, the ground material will have a specific size distribution. In addition, even if screened to exclude materials less than about 0.3 cm, some materials smaller in particle size than the 0.3 cm target minimum will still be present in the coarse substrate due to inherent inefficiencies during the screening process and particle wear during processing. Thus, greater than about 0.3 cm means that almost all of the coarse substrate is larger than this size so that the empty space of the reactor remains at least about 25% during the formation and operation of the reactor. Preferably the amount of coarse substrate smaller than the limit of 0.3 cm is less than 5% by weight.

일반적으로, 생물처리될 고체 물질은 자신이 코팅하는 조대 기질 보다 훨씬 작아야 할 것이다. 이 물질은 생물처리에 사용되는 미생물이 원치 않는 화합물을 일반적으로 전체 물질의 교반 탱크 방법 보다는 더 길고 히프 모든 물질에 접근하여 방법 보다는 더 짧은 시간내에 생물산화 또는 생물분해할 수 있도록 충분히 작은 크기로 연마되어야 한다. 일반적으로 이 시간은 원치 않는 화합물과 이들의 생물분해 또는 생물산화 속도에 따라 14 일 내지 90일 사이일 것이다.In general, the solid material to be biotreated will have to be much smaller than the coarse substrate it coats. These materials are usually polished to a small enough size so that the microorganisms used in the biotreatment are longer than the agitation tank method of the whole material and biooxidized or biodegraded in less time than the method by accessing all the materials to the bottom. Should be. Generally this time will be between 14 and 90 days depending on the unwanted compounds and their biodegradation or biooxidation rates.

최대 고체 물질 입자 크기를 약 250 ㎛로 조절하여 고체 물질이 코팅 공정 중에 자신들끼리 응집체를 형성하기 보다는 조대 기질상에 비교적 균일한 코팅을 형성하도록 하였다. 더욱이, 250 ㎛ 보다 큰 입자는 결합제를 사용하기 않고는 조대 기질의 표면에 잘 부착하지 못한다.The maximum solid material particle size was adjusted to about 250 μm so that the solid material formed a relatively uniform coating on the coarse substrate rather than forming aggregates among themselves during the coating process. Moreover, particles larger than 250 μm do not adhere well to the surface of the coarse substrate without the use of a binder.

코팅 공정 중에 조대 기질 상에 미세 입자가 비교적 균일한 코팅을 형성하는 것은 생물반응기에 첨가된 활성 미생물에 노출된 고체 물질의 표면적과 코팅의 안정도를 최대화한다는 점에서 바람직하다. 고체 물질의 응집체가 코팅 공정 중에 형성되면, 응집체 안쪽의 고체 물질 입자는 미생물의 작용으로부터 차단되어 이들이 받는 생물학적 처리량이 감소하거나 또는 전무할 것이다. 또한 응집체는 코팅된 기질과 같이 구조적으로 완전하지 않고 반응기 형성에 사용되는 적층하는 공정도중에 또는 생물처리 도중에 파괴되기 쉬워 반응기 내에 방해물 생성을 유발하고 생물학적 처리로부터 반응기의 일부를 봉쇄할 수 있다.The formation of a relatively uniform coating of fine particles on the coarse substrate during the coating process is desirable in that it maximizes the surface area of the solid material exposed to the active microorganisms added to the bioreactor and the stability of the coating. If aggregates of solid material are formed during the coating process, the solid material particles inside the aggregates will be blocked from the action of the microorganisms so that their biological throughput will be reduced or absent. Aggregates are also structurally incomplete, such as coated substrates, and are susceptible to breakage during lamination processes used during reactor formation or during biotreatment, which can lead to blockage generation within the reactor and to seal off portions of the reactor from biological treatment.

전형적으로 생물처리될 고체 물질의 입자 크기가 감소할수록, 생물처리 공정은 보다 빨라지고, 더 많은 고체 물질이 조대 기질 위로 충전될 수 있을 것이다. 입자 크기가 작아질수록 또한 조대 기질의 표면에 더 잘 부착하려는 경향이 있을 것이다. 그러나, 처리될 고체 물질의 입자 크기가 약 25 ㎛ 미만이면, 과량의 먼지 문제가 취급 시에 대두될 수 있고 일부 응집 현상이 코팅 공정에서 나타날 수 있을 것이다.Typically, the smaller the particle size of the solid material to be biotreated, the faster the biotreatment process will be and the more solid material will be able to fill the coarse substrate. Smaller particle sizes will also tend to adhere better to the surface of the coarse substrate. However, if the particle size of the solid material to be treated is less than about 25 μm, excess dust problems may arise in handling and some coagulation may occur in the coating process.

바람직하게는 처리될 고체 물질의 입자 크기는 약 75 ㎛ 내지 약 106 ㎛ 인 공칭 입자 크기를 갖는다. 이 크기 범위에 있는 입자는 조대 기질에 잘 접착할 것이며, 생물처리 공정 속도에서 더 미세한 입자 크기로 달성될 수 있는 추가의 이점은 이들을 생성하는데 있어서의 추가의 연마 비용 때문에 거의 상쇄된다.Preferably the particle size of the solid material to be treated has a nominal particle size of about 75 μm to about 106 μm. Particles in this size range will adhere well to the coarse substrate, and the additional benefit that can be achieved with finer particle sizes at the biotreatment process rate is almost offset by the additional polishing cost in producing them.

코팅된 기질은 조대 기질과 고체 물질을 충분한 양으로 회전 드럼에 첨가함으로써 제조할 수 있다. 바람직하게는 조대 기질은 건조하며, 고체 물질은 높은 펄프 밀도 슬러리 상태로 조대 기질을 슬러리로 도포할 때 조대 기질에 고정되도록 하는 것이 좋다. 또는 조대 기질 및 고체 물질 모두가 회전드럼에 가할 때는 건조 상태이고, 드럼에 물을 분무함으로써 고체 물질이 조대 기질로의 부착하는 것을 촉진할 수 있다. 코팅된 기질을 형성할 때, 고체 물질의 수분 함량을 5 내지 30 중량% 내로 유지하여 고체 물질과 조대 기질 사이의 적합한 접착을 촉진하는 것이 바람직하다.Coated substrates can be prepared by adding coarse substrates and solid materials to the rotating drum in sufficient amounts. Preferably the coarse substrate is dry and the solid material is preferably left in the coarse substrate when the coarse substrate is applied to the slurry in the form of a high pulp density slurry. Alternatively, both the coarse substrate and the solid material are dry when applied to the rotating drum, and spraying water on the drum may facilitate the attachment of the solid material to the coarse substrate. When forming the coated substrate, it is desirable to maintain the moisture content of the solid material within 5-30% by weight to promote proper adhesion between the solid material and the coarse substrate.

당분야의 숙련가들에게는 조대 기질을 코팅하는데 사용될 수 있는 많은 다른 기술이 있다. 예를 들면, 다수의 조대 기질을 적층하여 반응기를 형성하면서 생물처리될 고체 물질을 조대 기질상에 높은 펄프 밀도 슬러리 형태로 분무할 수 있다.Those skilled in the art have many other techniques that can be used to coat the coarse substrate. For example, a solid material to be biotreated may be sprayed onto the coarse substrate in the form of a high pulp density slurry while stacking a plurality of coarse substrates to form a reactor.

생물처리될 고체 물질이 슬러리로 도포되면, 생물처리 공정을 최적화하도록 물질을 조정할 수 있다. 예를 들면, pH는 원치 않는 화합물을 파괴하는데 사용하는 미생물의 최적 pH 범위로 조정할 수 있다. 영양분, 보충물 또는 접종물이 필요하다면, 이들도 이 때에 첨가할 수 있다. 몇몇 경우에는 조대 기질에 고체 물질의 입자를 도포하기에 앞서 탱크 내의 생물공정을 개시하는 것이 유리할 수 있다.Once the solid material to be biotreated is applied to the slurry, the material can be adjusted to optimize the biotreatment process. For example, the pH can be adjusted to the optimum pH range of the microorganisms used to destroy unwanted compounds. If nutrients, supplements or inoculum are needed, these may also be added at this time. In some cases it may be advantageous to initiate a bioprocess in a tank prior to applying particles of solid material to the coarse substrate.

코팅된 조대 기질의 안정도는 코팅된 기질의 표면 상의 고체 물질 입자가 생물처리되는 동안 반응기의 흐름 채널내에 많은 방해물이 생겨나지 않도록 억제하기에 충분해야 한다. 그러한 방해물은 생물반응기 내의 산소 흐름과 미생물 이동을 감소시킴으로써 생물처리 공정 속도를 감소시킨다. 물론, 조대 기질이 고체 물질의 입자 크기에 비해 클수록 고체 물질이 거친 표면 사이의 틈 보다 훨씬 작기 때문에 그러한 방해물은 덜 생길 것이다. 코팅된 기질의 안정도는 또한 생물처리 공정 중에 생물반응기로부터 과도한 양의 고체 물질이 씻겨나가지 않을 만큼 충분해야 할 것이다.The stability of the coated coarse substrate should be sufficient to inhibit the formation of many blockages in the flow channel of the reactor during biotreatment of solid material particles on the surface of the coated substrate. Such blockages reduce the rate of biotreatment processes by reducing oxygen flow and microbial migration in the bioreactor. Of course, the larger the coarse substrate relative to the particle size of the solid material, the less likely such interference will be because the solid material is much smaller than the gap between the rough surfaces. The stability of the coated substrate will also have to be sufficient to ensure that no excess amount of solid material is washed away from the bioreactor during the biotreatment process.

대부분의 경우에는 물의 표면 장력에 의해 조대 기질 표면에 고체 물질의 입자가 고정되긴 하지만, 고체 물질의 입자가 과량의 농도로 생물반응기로부터 씻겨 나가거나 코팅의 분해로 인해 생물반응기에서 방해물이 생기는 것이 발견된다면 결합제를 사용하여 코팅의 안정도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 결합제는 생물처리미생물이 생물처리되야 할 일부 고체 물질에 접근하는 것을 방해할 수 있기 때문에 생물처리 공정이 원하는 목표 지점까지 도달하는데 필요한 시간을 연장시킬 수 있다.In most cases, the surface tension of water fixes the particles of solid material to the surface of the coarse substrate, but it has been found that the particles of solid material are washed away from the bioreactor in excessive concentrations or the bioreactor is created by decomposition of the coating. If desired, binders can be used to improve the stability of the coating. However, the binder may prolong the time needed for the biotreatment process to reach the desired target point because the biotreatment may interfere with access to some solid material that is to be biotreated.

생물처리에 사용되는 미생물이 처리될 모든 고체 물질에 적절하게 접근하도록 다수의 조대 기질상에서 고체 물질 코팅의 두께는 약 1 mm 미만인 것이 바람직하다. 더 두꺼운 코팅은 생물반응기의 용량을 증가시키지만, 고체 물질의 하층 입자에 사용된 미생물의 접근이 제한되어 생물처리 공정의 진행 속도가 느려질 것이다. 적당한 미생물 접근을 보장하면서 생물반응기의 용량을 완전히 사용하기 위해서는 고체 물질 코팅의 두께를 약 0.5 mm 내지 약 1 mm로 한다. 암석 또는 벽돌 기질이 사용될 때 이들은 약 10 내지 30 중량%의 고체 물질 로딩으로 변형될 것이다.It is desirable that the thickness of the solid material coating on the plurality of coarse substrates is less than about 1 mm so that the microorganisms used in the biotreatment have adequate access to all solid materials to be treated. Thicker coatings increase the capacity of the bioreactor, but will limit the access of the microorganisms used for the underlying particles of the solid material, which will slow the progress of the biotreatment process. To fully utilize the capacity of the bioreactor while ensuring adequate microbial access, the thickness of the solid material coating is from about 0.5 mm to about 1 mm. When rock or brick substrates are used they will be modified to a solid material loading of about 10 to 30% by weight.

비교반 표면 반응기는 다수의 코팅된 기질을 히프로 적층되거나 또는 탱크에 넣어 형성한다. 콘베이어 적층은 반응기 내의 코팅된 기질의 조밀도를 최소화할 것이다. 그러나, 다른 적층 수단도 사용할 수 있다.Comparative surface reactors are formed by stacking multiple coated substrates in heaps or in tanks. Conveyor lamination will minimize the density of the coated substrate in the reactor. However, other lamination means can also be used.

바람직하게는 반응기를 다수의 코팅된 기질을 적층하여 비교반 표면 반응기를 형성하는 동안 또는 반응기의 형성 직후 생물처리 공정에 사용될 미생물로 접종한다. 다르게는, 생물처리 공정에서 사용될 미생물이 특정 pH 범위에서 최적으로 작용한다면, 당분야의 숙련가에게 잘 알려진 바와 같이 접종하기 전에 반응기의 pH를 조절할 수 있다.Preferably the reactor is inoculated with the microorganisms to be used in the biotreatment process during the formation of the control surface surface reactor by stacking a plurality of coated substrates or immediately after formation of the reactor. Alternatively, if the microorganisms to be used in the biotreatment process work optimally in a particular pH range, the pH of the reactor may be adjusted before inoculation, as is well known to those skilled in the art.

본 생물처리 공정에서 사용되는 미생물은 종래에 생물분해 및 생물산화 공정에서 원치 않는 특정 화합물을 분해하는데 사용되었던 것과 동일한 미생물이다. 예를 들면, 티오바실러스 페로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans), 렙토스피릴룸 페로옥시단스 (Leptospirillum ferrooxidans) 및 술폴로버스 (Sulfolobus)와 같은 호산성, 독립영양 박테리아를 석탄 탈황반응 또는 내화성 황화물 광물의 생물산화법에서 황화물 광물을 생물산화시키는데 사용할 수 있다. 이런 용도로 유용한 다른 박테리아는 당분야의 숙련가들에게 잘 알려져 있다. 이와 유사하게, 토양 처리법과 관련하여, 사용되어야 하는 미생물은 퇴비화, 랜드파밍, 슬러리 생물분해 및 히프 퇴적물 생물 개선법에 현재 사용되는 것과 동일하다. 당분야에 정규 숙련가들은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 고체 물질로부터 제거될 수 있는 다양한 원치 않는 화합물에 적용할 수 있는 미생물을 용이하게 결정할 수 있을 것이다.The microorganisms used in the present biotreatment process are the same microorganisms that have conventionally been used to degrade certain unwanted compounds in biodegradation and biooxidation processes. For example, a thio Bacillus Perot oxy thiooxidans (Thiobacillus ferrooxidans), reptoseupi rilrum Perot oxy thiooxidans (Leptospirillum ferrooxidans) and alcohol follower bus (Sulfolobus) and acidophilic, autotrophic bacteria in the biological oxidation of coal desulfurization or refractory sulfide minerals such as It can be used to biooxidize sulfide minerals. Other bacteria useful for this purpose are well known to those skilled in the art. Similarly, with regard to soil treatment, the microorganisms that should be used are the same as those currently used in composting, land farming, slurry biodegradation and heap sediment bioremediation. Those skilled in the art will be able to readily determine the microorganisms that can be applied to various unwanted compounds that can be removed from solid materials using the method according to the invention.

반응기에 적당한 미생물을 접종한 후에는 pH, 온도, 영양분 공급 및 반응기 내의 수분 함량과 같은 조건을 모니터하고 미생물이 가능한한 최대한도로 증식하도록 촉진하기 위해 생물처리 전반에 걸쳐 그러한 조건을 유지해야 한다. 미생물이 반응기 전역에 걸쳐 증식함에 따라서, 반응기는 히프 생물침출, 퇴비화 및 랜드파밍과 같은 종래의 정적 회분 생물처리 방법 보다 더 짧은 시간 내에 더 큰 정도로 원치 않는 화합물을 생물분해 또는 생물산화시키는, 표면적이 매우 넓은 생물반응기로 전환된다.After inoculation of the appropriate microorganisms into the reactor, such conditions as pH, temperature, nutrient supply and moisture content in the reactor should be monitored and such conditions maintained throughout the biotreatment to facilitate the microorganisms to multiply as much as possible. As microorganisms multiply throughout the reactor, the reactor has a surface area that biodegrades or biooxidizes unwanted compounds to a greater extent in a shorter time than conventional static batch biotreatment methods such as bottom bioleaching, composting and land farming. Switch to a very wide bioreactor.

반응기에는 또한 당분야에 잘 알려져 있는 바와 같이 공기를 배출하거나 유입할 수 있는 다공성 공기 파이프도 제공될 수 있다. 반응기를 통한 공기의 배출 또는 유입은 반응기 내에 일어나는 특정 생물공정에 따라 좌우되며, 그러한 선택은당분야의 숙련가에게 잘 알려져 있다.The reactor may also be provided with a porous air pipe capable of venting or introducing air as is well known in the art. The discharge or inlet of air through the reactor depends on the specific bioprocess occurring in the reactor, and such choices are well known to those skilled in the art.

생물처리 공정은 고체 물질 내의 원치 않는 화합물이 원하는 농도로 분해될 때까지 진행되도록 허용되어야 한다. 토양 처리법의 경우에는, 대개 특정 오염물질의 허용 수준을 제한하는 정부 규제에 의해 규제될 것이다. 석탄 탈황 반응에서, 황 함유 석탄이 연소할 때 이산화황이 부산물로 생성되기 때문에, 석탄에서 허용되는 황의 잔류량도 대부분 환경 법규에 따라 좌우된다. 따라서, 석탄 중에 허용되는 황의 잔류량은 석탄이 연소될 때 환경 법규에 위반되는 수준보다 낮아야 한다. 물론 어느 정도까지는 생물처리된 석탄이 이용될 석탄 발화 설비에 사용되는 장치에 달려있을 것이다. 내화성 황화물 광석 또는 농축물의 생물산화와 관련하여 광석 중에 허용되는 황화물 광물의 잔류량은 광석 또는 농축물로부터 원하는 유용 금속류를 경제적으로 회수하도록 생물산화되어야 하는 양에 의해 규제될 것이다.The biotreatment process should be allowed to proceed until the unwanted compound in the solid material decomposes to the desired concentration. In the case of soil treatment laws, they will usually be regulated by government regulations that limit the acceptable levels of certain pollutants. In the coal desulfurization reaction, sulfur dioxide is produced as a by-product when the sulfur-containing coal is burned, so the residual amount of sulfur allowed in the coal also depends largely on environmental legislation. Therefore, the allowable amount of sulfur remaining in coal should be lower than the level that violates environmental regulations when coal is burned. To some extent, of course, it will depend on the equipment used in the coal ignition plant where biotreated coal will be used. Regarding the biooxidation of refractory sulfide ores or concentrates, the residual amount of sulfide minerals allowed in the ore will be regulated by the amount that must be biooxidized to economically recover the desired useful metals from the ore or concentrate.

원치 않는 화합물이 원하는 농도로 감소된 후에 생물반응기를 파괴하고 생물처리된 고체 물질을 조대 기질로부터 분리할 수 있다. 생물처리된 고체 물질을 분리한 후, 조대 기질은 재사용할 수 있다. 생물처리 공정에서 한번 이상 사용한 후, 생물처리 공정에 사용된 미생물의 막은 기질 상에서 증식될 것이다. 이 미생물막은 가공될 고체 물질에 존재하는 임의의 독소 또는 억제 물질에 적용시키는데 이점이 있다. 따라서 조대 기질에 형성된 미생물막을 완전히 제거하지 않거나 또는 죽이지 않는 방식으로 생물처리된 고체 물질을 제거하는 것이 가장 좋다. 미생물막은 조대 기질에 도포되는 고체 물질의 다음 코팅을 접종하는 가장 효과적인 방법이다. 마지막으로, 공정을 수회 거친 후 미생물을 적용하면 처리될 고체 물질내에 원치 않는 화합물을 미생물이 생물분해 또는 생물산화시키는 속도를 가속화시킬 것이다.After the unwanted compound has been reduced to the desired concentration, the bioreactor can be destroyed and the biotreated solid material can be separated from the coarse substrate. After separating the biotreated solid material, the coarse substrate can be reused. After more than one use in the biotreatment process, the membrane of microorganisms used in the biotreatment process will grow on the substrate. This microbial membrane is advantageous for application to any toxin or inhibitory material present in the solid material to be processed. Thus, it is best to remove the biotreated solid material in a manner that does not completely remove or kill the microbial film formed on the coarse substrate. Microbial membranes are the most effective way to inoculate the next coating of solid material applied to the coarse substrate. Finally, the application of microorganisms after several processes will speed up the rate at which microorganisms biodegrade or biooxidize unwanted compounds in the solid material to be treated.

본 발명은 또한 내화성 황화물 광석의 처리에 사용될 수 있는 많은 가능한 실시태양과 관련하여 보다 상세하게 기재될 것이다.The present invention will also be described in more detail in connection with many possible embodiments that can be used in the treatment of refractory sulfide ores.

본 발명의 제2 실시태양은 도 1 및 2와 관련하여 기재된다. 도 1은 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 귀금속류를 유리하고 회수하기 위한 공정 흐름도를 도시한다. 도 1에 도시된 공정을 설명하기 위해, 본 발명의 실시태양에 사용되는 황화물 광물 농축물 (22)는 금 함유 내화성 황화물 광석으로부터 제조된다. 따라서, 본 실시태양에서 회수된 귀금속은 금이다. 그러나, 당분야의 숙련가들이 이해하는 바와 같이, 백금 및 은과 같은 다른 귀금속도 도 1에 도시된 공정을 사용하여 내화성 황화물 광석으로부터 유리하고 회수할 수 있을 것이다. 황화물 광물 농축물 (22)를 제조하는데 사용된 내화성 황화물 광석체가 1 종 이상의 귀금속을 함유한다면 본 실시태양에 따른 공정을 사용하여 귀금속의 혼합물도 회수할 수 있다.A second embodiment of the invention is described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 shows a process flow diagram for the liberation and recovery of precious metals from precious metal containing refractory sulfide ores. To illustrate the process shown in FIG. 1, sulfide mineral concentrates 22 used in embodiments of the present invention are made from gold containing refractory sulfide ores. Therefore, the precious metal recovered in this embodiment is gold. However, as will be appreciated by those skilled in the art, other precious metals such as platinum and silver may also be advantageous and recoverable from refractory sulfide ores using the process shown in FIG. If the refractory sulfide ore used to prepare the sulfide mineral concentrate 22 contains at least one precious metal, a mixture of precious metals can also be recovered using the process according to this embodiment.

도 1에 도시한 공정 흐름도에 따르면, 다수의 기질 (20)과 황화물 광물 농축물 (22)를 회전 드럼 (24)에 첨가한다. 바람직하게는 회전 드럼 (24) 첨가시에 황화물 광물 농축물 (22)는 슬러리 형태이고, 다수의 기질 (20)은 건조 상태여서 기질 (20)과 농축물 (22) 사이의 접착을 향상시킨다. 경우에 따라서는, 필수적이지는 않을지라도 중합체 결합제를 회전 드럼 (24)에 첨가할 수 있다. 회전 드럼 (24)가 회전할 때, 드럼 (24)에 첨가된 기질 (20)을 습윤 황화물 광물 농축물 (22)로 코팅하여 코팅된 기질 (39)를 형성한다. 이어서, 코팅된 기질 (39)를 적층하여정적 히프 (26)을 형성한다.According to the process flow diagram shown in FIG. 1, a plurality of substrates 20 and sulfide mineral concentrates 22 are added to the rotating drum 24. Preferably the sulfide mineral concentrate 22 is in slurry form upon addition of the rotary drum 24 and the plurality of substrates 20 are dry to improve adhesion between the substrate 20 and the concentrates 22. In some instances, a polymeric binder may be added to the rotating drum 24, although not necessarily. As the rotating drum 24 rotates, the substrate 20 added to the drum 24 is coated with a wet sulfide mineral concentrate 22 to form a coated substrate 39. The coated substrate 39 is then laminated to form a static heap 26.

농축물의 슬러리를 코팅 공정에 사용함으로써 이를 제조한 후 농축물의 건조 비용 및 필요성이 제거된다. 그러나, 농축물 (22) 및 다수의 기질 (20)이 건조 상태로 회전 드럼 (24)에 첨가될 수도 있으며, 이 경우에 혼합물을 드럼 (26)에 첨가한 후 바람직하게는 철 이온을 함유한 물 또는 산 수용액을 분무하여 농축물이 기질에 달라붙도록 한다. 농축물을 기질의 표면에 결합시키기 위해 철 이온이 함유된 산 수용액을 사용하는 것의 이점은 황화물 광물 농축물을 화학적으로 산화시키기 시작한다는 것이다. 또한, 산성이기 때문에 생물산화를 위한 표본에서 코팅된 기질 (39)의 pH를 낮출 것이다. 그러한 산 용액을 사용하는 것의 단점은 코팅된 기질 (39)를 형성하는 데 사용되는 장치가 산에 내성을 지니도록 설계되어야 하기 때문에 장치의 비용을 증가시킨다는 점이다.Use of the slurry in the concentrate in the coating process eliminates the cost and necessity of drying the concentrate after it has been prepared. However, the concentrate 22 and the plurality of substrates 20 may also be added to the rotating drum 24 in a dry state, in which case the mixture is added to the drum 26 and preferably contains iron ions. Spray the aqueous solution of water or acid to allow the concentrate to stick to the substrate. The advantage of using an acid aqueous solution containing iron ions to bind the concentrate to the surface of the substrate is that it starts chemically oxidizing the sulfide mineral concentrate. It will also lower the pH of the coated substrate 39 in the sample for biooxidation because it is acidic. The disadvantage of using such an acid solution is that it increases the cost of the device because the device used to form the coated substrate 39 must be designed to be acid resistant.

황화물 광물 농축물 (22)는 미세하게 분산된 금 및 가능한 다른 귀금속류가 포함된 다수의 미세 금속 황화물 입자 (40)로 이루어진다. 황화물 광물 농축물 (22)는 또한 전형적으로 농축물 (22)를 얻는 내화성 황화물 광석으로부터의 모래 또는 다른 맥석 물질 (42)의 미세 입자를 포함한다. 결과적으로, 각 코팅된 기질 (39) 각각은 도 2에 도시한 바와 같이 금속 황화물 입자 (40) 및 미세 입자 (42)로 코팅될 것이다.Sulfide mineral concentrate 22 consists of a number of fine metal sulfide particles 40 containing finely dispersed gold and possibly other precious metals. Sulfide mineral concentrate 22 also typically comprises fine particles of sand or other gangue material 42 from refractory sulfide ore to obtain concentrate 22. As a result, each coated substrate 39 will be coated with metal sulfide particles 40 and fine particles 42 as shown in FIG. 2.

코팅된 기질 (39)의 안정도는 코팅된 기질의 표면 상의 금속 황화물 입자 (40)이 생물산화되는 동안 히프 (26) 내의 흐름 채널에서 다수의 방해물이 형성되지 않을 만큼 충분해야 한다. 그러한 방해물은 히프 내의 산소 흐름과 박테리아이동을 줄여 생물산화 속도를 감소시킨다.The stability of the coated substrate 39 should be sufficient to prevent the formation of a number of blockages in the flow channels in the bottom 26 while the metal sulfide particles 40 on the surface of the coated substrate are biooxidized. Such blockages reduce the rate of biooxidation by reducing oxygen flow and bacterial transport in the hips.

금속 황화물 입자 (40)이 소수성이기 때문에 이들은 중합체 응집 보조물과 같은 결합제의 사용 없이 건조 기질 (20)에 고정되는 경향을 나타낼 것이다. 그러나, 금속 황화물 입자 (40)은 적당한 크기라고 추정된다. 따라서, 농축물 (22)가 금속 황화물 입자 (40)을 함유한다면, 농축물 (22)는 결합제를 사용하지 않고도 코팅된 기질 (39)에 충분히 고정되어 도 5에 도시된 실시태양과 관련하여 하기에 기재된, 코팅된 기질 (39)를 히프 (26)으로 적층하거나 탱크에 놓는 동안 조작 가능하게 한다. 또한, 코팅된 기질 (39)는 생물산화 공정 내내 이들의 안정도를 보유해야 한다. 따라서, 결합제를 사용하지 않고 코팅된 기질 (39)를 형성할 때, 금속 황화물 입자의 적당한 농도 및 적당한 입자 크기를 갖는 황화물 광물 농축물을 사용하는 것이 중요하다.Since the metal sulfide particles 40 are hydrophobic they will tend to be fixed to the dry substrate 20 without the use of a binder such as a polymer flocculating aid. However, it is assumed that the metal sulfide particles 40 are of a suitable size. Thus, if the concentrate 22 contains metal sulfide particles 40, the concentrate 22 is sufficiently secured to the coated substrate 39 without the use of a binder and in connection with the embodiment shown in FIG. Coated substrate 39, described in, is made operable during lamination with heap 26 or placed in a tank. In addition, the coated substrate 39 must retain their stability throughout the biooxidation process. Thus, when forming the coated substrate 39 without the use of a binder, it is important to use sulfide mineral concentrates having the appropriate concentration and suitable particle size of the metal sulfide particles.

중합체 결합제를 사용하여 코팅된 기질 (39)의 안정도를 증진시키는 한 그러한 결합제를 사용하는 것은 공정의 조작 비용을 증가시킬 것이다.Using such a binder will increase the operating cost of the process as long as it improves the stability of the coated substrate 39 using a polymeric binder.

금속 황화물 입자 (40)의 농도가 매우 높은 황화물 광물 농축물 (22)를 사용하는 것에 작용하는 적어도 2가지 요인이 있다. 첫째 요인은, 농축물 (22)의 제조 비용은 전형적으로 금속 황화물 입자의 농도에 비례한다는 것이다. 따라서, 농축을 (22)에서 금속 황화물 입자 (40)의 농도가 증가함에 따라서, 농축물 (22)의 제조 비용도 마찬가지로 증가할 것이다. 최고급 농축물 (22) 제조시 추가 비용은 금속 황화물의 적재 또는 코팅된 기질 (39)의 안정도에서의 향상에 의해 상쇄될 것이다. 두 번째 요인은, 농축물의 등급이 증가함에 따라서, 내화성 황화물 광석의 찌꺼기 분획물에 남아있는 금속 황화물 입자 (40)의 양도 증가한다는 것이다. 이들 금속 황화물 입자가 흡장된 귀금속류를 함유하기 때문에, 광석의 찌꺼기에 남아있는 모든 금속 황화물 입자 (40)은 공정 동안에 총 회수율을 감소시킬 것이다.There are at least two factors that act on using the sulfide mineral concentrate 22 with a very high concentration of the metal sulfide particles 40. The first factor is that the cost of producing the concentrate 22 is typically proportional to the concentration of the metal sulfide particles. Thus, as the concentration of metal sulfide particles 40 increases in concentration 22, the production cost of concentrate 22 will likewise increase. Additional costs in the manufacture of the highest concentrates 22 will be offset by the loading of metal sulfides or by an improvement in the stability of the coated substrate 39. The second factor is that as the grade of concentrate increases, the amount of metal sulfide particles 40 remaining in the residue fraction of the refractory sulfide ore also increases. Since these metal sulfide particles contain occluded precious metals, all metal sulfide particles 40 remaining in the tailings of the ore will reduce the total recovery during the process.

상기의 요인을 고려해 보면, 황화물 광물 농축물 (22)는 생물산화 동안에 안및 적절한 취급 특성 및 보존성을 보장하기 위해 20 중량% 이상의 금속 황화물을 포함해야 한다. 그러나, 바람직하게는 농축물은 금속 황화물을 약 40 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 70 중량% 이상으로 포함해야 할 것이다. 전형적으로 농축물 (22)는 금속 황화물 약 40 내지 80 중량%를 포함할 것이다.In view of the above factors, the sulfide mineral concentrate 22 should contain at least 20% by weight of metal sulfide to ensure ophthalmic and proper handling properties and preservation during biooxidation. However, preferably the concentrate should comprise at least about 40%, more preferably at least about 70%, by weight metal sulfide. Typically concentrate 22 will comprise about 40 to 80 weight percent metal sulfide.

통상적으로, 황화물 광물 농축물 (20)의 입자 크기가 감소할수록, 생물산화 공정은 보다 빠르게 진행될 것이다. 또한, 입자 크기가 작을수록 농축물 등급을 향상시키는 경향이 있다. 이는, 광석의 입자 크기가 감소할 때, 큰 부피의 맥석 물질로부터 금속 황화물 입자 (40)을 분리하는 것이 전형적으로 더 용이해지기 때문이다. 따라서, 황화물 광물 농축물 (22)는 250 ㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 250 ㎛ 보다 큰 입자는 결합제를 사용하지 않고는 기질에 잘 접착되지 않을 것이다. 또한, 농축물 (22)를 제조하는 내화성 황화물 광석을 최소한 100 % 합격치인 250 ㎛로 연마하지 않는다면, 농축 동안에 큰 부피의 맥석 물질로부터 금속 황화물 입자 (40)의 양호한 분리물을 얻는 것은 어렵다. 250 ㎛ 보다 큰 입자는 잘 부유되지 않기 때문에 특히 이는 부유 선광법을 사용하여 농축물 (22)를 제조할 경우에 잘 적용된다. 다른 한편으로는, 농축물 (22)의 입자 크기가 약 38 ㎛ 미만 내지 25 ㎛인 경우 농축물 입자는 코팅된 기질 (39)에 비교적 균일하게 코팅을 형성하기 보다는 코팅 공정 중에 함께 응집되는 경향을 나타낼 것이다. 농축물의 이러한 응집체는 생물산화 동안 공기 흐름과 박테리아 이동을 차단하여, 히프에서 생물산화 속도를 감소시킬 수 있다.Typically, the smaller the particle size of the sulfide mineral concentrate 20, the faster the biooxidation process will proceed. In addition, smaller particle sizes tend to improve concentrate grades. This is because, when the particle size of the ore is reduced, it is typically easier to separate the metal sulfide particles 40 from the large volume of gangue material. Thus, the sulfide mineral concentrate 22 preferably has a particle size of less than 250 μm. Particles larger than 250 μm will not adhere well to the substrate without the use of a binder. In addition, it is difficult to obtain a good separation of the metal sulfide particles 40 from a large volume of gangue material during concentration unless the refractory sulfide ore from which the concentrate 22 is made is polished to 250 μm, which is at least 100% acceptable. Since particles larger than 250 μm do not float well, this is especially true when the concentrate 22 is prepared using the flotation method. On the other hand, when the particle size of the concentrate 22 is less than about 38 μm to 25 μm, the concentrate particles tend to agglomerate together during the coating process rather than to form a relatively uniform coating on the coated substrate 39. Will indicate. Such aggregates of concentrate can block air flow and bacterial migration during biooxidation, thereby reducing the rate of biooxidation at the bottom.

바람직하게는, 농축물 (22)의 입자 크기는 약 100 % 합격치인 106 내지 75 ㎛이다. 이런 크기 범위의 입자는 기질 (20)에 잘 접착되며, 생물산화 속도 및 보다 미세한 입자 크기를 갖는 농축물 등급에서 획득될 수 있는 증가된 개선점은 이들을 제조하는 추가의 연마 비용에 의해 거의 상쇄된다.Preferably, the particle size of the concentrate 22 is 106 to 75 μm, which is about 100% acceptable. Particles in this size range adhere well to the substrate 20, and the increased improvements that can be achieved in concentrate grades with biooxidation rates and finer particle sizes are largely offset by the additional polishing cost of producing them.

황화물 광물 농축물 (22)은 당분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 채굴될 모든 귀금속 함유 내화성 황화물 광석체로부터 제조할 수 있기 때문에 본 명세서에서는 자세하게 설명할 필요가 없다. 그러나, 농축물 (22)의 제법에는 통상적으로 내화성 황화물 광석을 적당한 입자 크기로 분쇄 및 밀링 후, 1종 이상의 중력 분리법 또는 1종 이상의 황화물 부유 선광법이 포함될 것이다.The sulfide mineral concentrate 22 does not need to be described in detail herein because it can be made from all precious metal containing refractory sulfide ores to be mined using techniques well known in the art. However, the preparation of concentrate 22 will typically include one or more gravity separation methods or one or more sulphide flotation methods after grinding and milling refractory sulfide ores to the appropriate particle size.

일부 잠재적 내화성 황화물 광석체는 이미 추가의 농축이 필요하지 않은 충분한 등급일 수 있다. 그러한 광석체에는 현존하는 광산에서 선광 찌꺼기 또는 폐기 히프 등이 있다. 이런 유형의 광석을 처리할 때는 황화물 광물 농축물은 생물산화 설비의 위치로 옮기기만 하면 되며, 원하는 입자 크기를 달성하기 위해 아마도 다소간의 추가 분쇄만이 필요할 것이다.Some potential refractory sulfide ores may already be of sufficient grade that no additional concentration is needed. Such ores include beneficiation debris or waste heaps in existing mines. When treating this type of ore, the sulphide mineral concentrates simply need to be moved to the location of the biooxidation plant and perhaps only some additional grinding is necessary to achieve the desired particle size.

금 농축과 관련하여, 본 실시태양에 따른 방법은 농축물 (22)가 농축물의 5 g Au/톤 (또는 다른 귀금속류의 등가의 경제적 가치) 정도로 적게 함유할지라도 경제적으로 수행될 수 있다. 방법의 수는 금의 시가와 농축물 (22) 제조 비용에 따라 크게 변화될 것이다. 그러나, 당분야의 전문가들은 전통적인 오토클레이브 또는 교반 탱크 생물반응기로는 이와 같이 저농도의 금을 지닌 황화물 광물 농축물을 경제적으로 처리하는데 근접할 수 없다는 것을 인정할 것이다.With regard to gold concentration, the method according to this embodiment can be carried out economically even if the concentrate 22 contains as little as 5 g Au / ton (or the equivalent economic value of other precious metals) of the concentrate. The number of methods will vary greatly depending on the market price of gold and the cost of producing the concentrate 22. However, those skilled in the art will recognize that traditional autoclave or stirred tank bioreactors cannot be approached economically with such low concentrations of sulphide mineral concentrates.

많은 다양한 물질이 기질 (20)로 사용될 수 있다. 바람직한 기질은 거친 내화성 황화물 광물 입자, 화산암, 자갈 및 광물 탄산염 성분을 함유한 폐암석을 포함한다. 기질 (20)은 또한 플라스틱 볼, 재활용 스티로포움, 마모된 타이어 등과 같은 인공물도 될 수 있다. 기질 (20)의 목적은 생물산화 공정 중에 농축물 (22)가 머무는 표면적이 비교적 넓은 지지체를 제공하는 것이다. 각 기질 (20)의 표면적은 사실상 생물산화 시에 작은 표면 생물반응기로 기능한다. 따라서, 다수의 코팅된 기질 (39)을 생물산화를 위해 히프로 적층하고, 총 표면적이 매우 큰 비교반 표면 생물반응기를 만든다.Many different materials can be used as the substrate 20. Preferred substrates include waste rock containing coarse refractory sulfide mineral particles, volcanic rock, gravel and mineral carbonate components. Substrate 20 may also be an artifact, such as plastic balls, recycled styrofoam, worn tires, and the like. The purpose of the substrate 20 is to provide a support having a relatively large surface area in which the concentrate 22 resides during the biooxidation process. The surface area of each substrate 20 actually functions as a small surface bioreactor in biooxidation. Thus, a large number of coated substrates 39 are laminated into the heap for biooxidation, making a comparative surface bioreactor with a very high total surface area.

물반응기를 만든다.Make a water reactor.

거친 불균일 표면 형태를 갖는 기질을 사용하고(거나) 히프 (26)에 적층된 덮힌 기질 (39)의 수를 증가시킴으로써 기질 (20)의 입자 크기를 감소시켜 생물반응기 또는 히프 (26)의 총 표면적을 증가시킬 수 있다. 히프 (26) 내의 기질 (20)의 총 표면적을 증가시키는 것의 이점은 기질 (20)에 적재될 수 있는 농축물 (22)의 양을 비례하여 증가시키고, 이에 따라 특정한 히프 (26)에서 생물산화될 수 있는 농축물 (22)의 양을 증가시키는 것이다.The total surface area of the bioreactor or the bottom 26 is reduced by using a substrate having a rough uneven surface morphology and / or by reducing the particle size of the substrate 20 by increasing the number of covered substrates 39 deposited on the bottom 26. Can be increased. The advantage of increasing the total surface area of the substrate 20 in the hips 26 proportionally increases the amount of concentrate 22 that can be loaded onto the substrate 20, thus biooxidizing at a particular heap 26. To increase the amount of concentrate 22 that may be present.

기질 (20)의 바람직한 입자 크기 범위는 약 +0.62 cm 내지 약 -2.5 cm이고 약 0.3 cm 보다 작은 입자는 스크리닝이나 또는 다른 적당한 방법으로 제거한다.그러나, 입자 크기가 약 +600 ㎛ 까지의 기질 (20)이 사용될 수 있다. 기질 입자 크기가 작을수록 적재량은 증가되는 반면, 입자 크기가 커질수록 공기 흐름, 유체 흐름 및 열 방산이 증가된다. 공칭의 +0.62 내지 -2.5 cm 크기 범위는 농축액 적재와 적당한 공기 흐름, 유체 흐름 및 열 방산간에 적절한 타협을 제공한다.The preferred particle size range of the substrate 20 is from about +0.62 cm to about -2.5 cm and particles smaller than about 0.3 cm are removed by screening or other suitable method. However, substrates with particle sizes up to about +600 μm ( 20) can be used. Smaller substrate particle sizes increase loading, while larger particle sizes increase air flow, fluid flow, and heat dissipation. The nominal +0.62 to -2.5 cm size range provides a reasonable compromise between concentrate loading and adequate air flow, fluid flow and heat dissipation.

기질 (20)은 공정 처리량을 최대화하기 위해 코팅 공정 중에 가능한한 많은 양의 농축물 (22)이 적재되는 것이 바람직하다. 기질 (20) 상에 적재될 수 있는 농축물 (22)의 양은 기질 (20)의 입자 크기 및 표면 형태에 따라 결정될 것이다. 따라서, 황화물 광물 농축물 입자의 응집체 생성을 최소화하는 한편, 각 기질 (39) 상에 적재된 황화물 광물 농축물 (22)의 양을 최대화하기 위해 조대 기질 (20) 및 황화물 광물 농축물 (22)는 충분한 양으로 회전 드럼 (24)에 첨가되어야 한다. 황화물 광물 농축물 (22) 입자의 덩어리 또는 응집체는 상기한 바와 같이 농축물의 입자 크기가 너무 미세하거나 또는 과량의 농축물이 드럼 (24)에 첨가되는 경우에 형성될 수 있다. 농축물 입자의 응집체 생성을 방지하면서 동시에 기질 (20)에의 적절한 적재를 보장하기 위해 바람직하게는 대략 10 내지 30 중량% 농축물을 회전 드럼 (24)에 첨가하며, 그 결과 대략 10 내지 30 중량%의 농축물 (22)이 코팅된 기질 (39) 상에 적재될 것이다.Substrate 20 is preferably loaded with as much concentrate 22 as possible during the coating process to maximize process throughput. The amount of concentrate 22 that can be loaded onto the substrate 20 will depend on the particle size and surface morphology of the substrate 20. Thus, the coarse substrate 20 and the sulfide mineral concentrate 22 in order to minimize the formation of aggregates of sulfide mineral concentrate particles, while maximizing the amount of sulfide mineral concentrate 22 loaded on each substrate 39. Should be added to the rotating drum 24 in a sufficient amount. Agglomerates or aggregates of sulfide mineral concentrate 22 particles may be formed if the particle size of the concentrate is too fine or excess concentrate is added to the drum 24 as described above. In order to prevent agglomeration of the concentrate particles and at the same time to ensure proper loading on the substrate 20, preferably about 10 to 30% by weight concentrate is added to the rotary drum 24, resulting in about 10 to 30% by weight. Concentrate 22 will be loaded onto the coated substrate 39.

코팅된 기질 (39)를 제조할 때, 농축물 (22)의 수분 함량을 5 내지 30 중량% 내로 유지하는 것이 바람직하다. 농축물의 수분 함량이 5 중량% 미만이면 농축물은 기질에 적절하게 부착되지 않을 것이고, 수분 함량이 40 중량%를 초과하면 농축물 슬러리는 너무 묽어 기질에 충분히 두꺼운 코팅을 형성하지 못할 것이다. 이는기질 (20)에 부착될 농축물의 양을 제한할 것이다.When preparing the coated substrate 39, it is desirable to maintain the moisture content of the concentrate 22 within 5 to 30% by weight. If the moisture content of the concentrate is less than 5% by weight, the concentrate will not adhere properly to the substrate, and if the moisture content exceeds 40% by weight the concentrate slurry will be too thin to form a sufficiently thick coating on the substrate. This will limit the amount of concentrate that will be attached to substrate 20.

다른 히프 제작 방법을 사용할 수 있지만, 콘베이어 적층이 바람직하다. 콘베이어 적층은 히프 내의 코팅된 기질의 조밀화를 최소화한다. 도저 (dozer)를 이용한 엔드 덤핑 또는 톱 덤핑과 같은 적층의 다른 수단은 코팅된 기질의 조밀도 및 분해도 증가로 인해 히프 내에 유체 흐름이 감소된 영역을 낳을 수 있다.Other bottom fabrication methods can be used, but conveyor lamination is preferred. Conveyor lamination minimizes densification of the coated substrate in the bottom. Other means of lamination, such as end dumping or top dumping with a dozer, can result in areas with reduced fluid flow in the bottom due to increased density and resolution of the coated substrate.

원한다면, 히프(26) 내의 기체 흐름을 증가시키기 위해 공기 공급원 (도시하지 않음)에 연결된 다공관 (27)을 히프 (26)에 설치할 수 있다. 히프 (26) 내에 공기 흐름을 증가시키는 것은 열이 히프로부터 방산되는 속도를 향상시키고 생물산화 속도를 증가시킬 것이다. 더욱이, 코팅된 기질 (39) 간의 큰 공기 및 유체 흐름 채널 때문에, 다공관 (27)에 연결된 공기 공급원은 고가의 압축기 보다는 저가의 통풍기일 것이다.If desired, a porous tube 27 connected to an air source (not shown) may be installed in the hip 26 to increase the gas flow in the hip 26. Increasing airflow in the bottom 26 will improve the rate at which heat is dissipated from the bottom and increase the rate of biooxidation. Moreover, because of the large air and fluid flow channels between the coated substrates 39, the air source connected to the porous tube 27 will be a low cost ventilator rather than an expensive compressor.

코팅된 기질 (39)는 히프 (26) 상에 적층 될 때 또는 히프 (26)의 형성 직후 또는 히프의 pH를 2.5 아래로 낮춘 후, 금속 황화물 입자 (40)를 생물산화시킬 수 있는 박테리아를 히프 (26)에 접종하는 것이 바람직하다. 티오바실러스 페로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans), 티오바실러스 티오옥시단스 (Thiobacillus thiooxidans), 티오바실러스 오르가노파루스 (Thiobacillus organoparus), 티오바실러스 아시도필루스 (Thiobacillus acidophilus), 렙토스피릴룸 페로옥시단스 (Leptospirillium ferrooxidans), 술포바실러스 터모술피도옥시단스 (Sulfobacillus thermosulfidooxidans), 술폴로부스 아시도칼다리우스 (Sulfolobus acidocaldarius), 술폴로부스 BC, 술폴로부스 솔파타리쿠스 (Sulfolobussolfataricus) 및 아시디아누스 브리어리이 (Acidianus brierleyi) 등의 박테리아가 본 발명에 사용될 수 있다.The coated substrate 39 heaps bacteria that can biooxidize the metal sulfide particles 40 when deposited on the heap 26 or immediately after formation of the heap 26 or after lowering the pH of the heap below 2.5. It is preferable to inoculate at (26). Thiobacillus ferrooxidans , Thiobacillus thiooxidans , Thiobacillus organoparus , Thiobacillus acidophilus , Leptospirylrum ferrotodans ferrooxidans , Sulfobacillus thermosulfidooxidans , Sulfolobus acidocaldarius , Sulfolobus BC, Sulfolobussolfataricus and Assydianus brierleyi Such bacteria can be used in the present invention.

이들 박테리아는 모두 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 또는 유사한 컬쳐 콜렉션으로부터 얻을 수 있다. 하나 이상의 상기의 박테리아 및 본 발명의 방법에 사용되기 위해 선택된 특정 박테리아는 생물산화 동안 처리되는 광석의 유형 및 히프 (26)에서의 예상 온도와 같은 요인에 따라 결정될 것이다. 그러나 이들 선택 기준은 당분야의 숙련가에게 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 자세하게 기재하지 않는다. 생물산화에 있어서 가장 일반적이고 바람직한 박테리아는 티오바실러스 페로옥시단스이다.All of these bacteria can be obtained from the American type culture collection or similar culture collections. One or more of the above bacteria and the particular bacteria selected for use in the methods of the present invention will depend on factors such as the type of ore treated during biooxidation and the expected temperature at the bottom 26. However, these selection criteria are well known to those skilled in the art and are not described in detail herein. The most common and preferred bacterium for biooxidation is thiobacilli ferrooxydans.

코팅된 기질 (39)의 표면 상에 금속 황화물 입자 (40)의 생물산화 동안에 추가의 접종물 및 미생물 영양분 용액을 살수계 (28)을 통해 공급할 수 있다. 이들 생물침출 보존 용액의 첨가는 생물산화 공정의 진행을 모니터하는데 사용되는 특정한 작업 지표에 따라 이루어질 것이다.During the biooxidation of the metal sulfide particles 40 on the surface of the coated substrate 39, additional inoculum and microbial nutrient solution may be fed through the water system 28. The addition of these bioleaching preservation solutions will be made in accordance with the specific working indicators used to monitor the progress of the biooxidation process.

바람직하게는 비소, 철 또는 황의 용해 속도 또는 이들로부터 계산될 수 있는 황화물의 산화 속도와 같은 선정된 작업 지표를 기준으로 생물산화 공정 내내 생물산화 속도를 모니터한다. 사용될 수 있는 다른 생물산화 작업 지표는 pH, 적정가능한 산도 및 용액 Eh 측정을 포함한다.The rate of biooxidation throughout the biooxidation process is preferably monitored based on selected work indicators such as the rate of dissolution of arsenic, iron or sulfur or the rate of oxidation of sulfides that can be calculated from them. Other biooxidation work indicators that may be used include pH, titratable acidity and solution Eh measurements.

바람직하게는 히프를 통해 스며나오는 생물침출 배출 용액은 배수관 (29)에서 수거되고 히프 (26)의 상층으로 재순환된다. 이는 생물산화 공정에 필요한 새로운 물의 양을 최소화한다. 또한, 생물침출 배출 용액이 산성이고 고농도의 철이온을 포함할 것이므로, 히프 (26)의 상층으로 재이용되는 것이 생물산화 공정에 유리하다. 그러나, 생물산화 공정에서 초기에 발생된 방출 용액도 또한 미생물 억제를 유도하는 성분를 비롯한 비금속 및 중금속의 상당한 농도를 포함할 것이다. 생물침출 배수 용액에서 억제 물질 생성으로 인해 생물산화 공정이 늦춰진다. 사실상, 배수 용액을 처리 없이 계속 재순환시키면 생물산화 공정을 중단시킬만큼 충분한 억제 물질이 생성될 수 있다.Preferably, the bioleaching drainage solution that bleeds through the hips is collected in the drain pipe 29 and recycled to the upper layer of the hips 26. This minimizes the amount of new water needed for the biooxidation process. In addition, because the bioleaching discharge solution will be acidic and contain high concentrations of iron ions, it is advantageous for the biooxidation process to be reused as an upper layer of the heap 26. However, the release solution initially generated in the biooxidation process will also include significant concentrations of nonmetals and heavy metals, including components that induce microbial inhibition. The biooxidation process is slowed down by the generation of inhibitors in the bioleaching drainage solution. In fact, continuing to recycle the drainage solution without treatment may produce enough inhibitory material to stop the biooxidation process.

억제 물질의 생성과 이로 인한 생물산화 공정에 대한 이들의 영향을 최소화하기 위해, 재순환하기 전에 산 회로 (30)에서 배수 용액을 처리하여 억제 물질의 농도가 과량이 되었을 때 억제 물질을 제거할 수 있다. 재순환시키기 전에 생물침출 배출 용액을 조절하는 한 방법은 pH를 5 보다 높게 올리고 생성된 모든 침전물을 제거한 후 처리되지 않은 배출 용액 또는 다른 산 용액을 사용하여 pH를 적절한 pH로 낮추는 것을 포함한다. 이러한 조절 방법은 본 명세서에 참고 문헌으로 인용된 1995년 10월 25일에 출원된 코어(Kohr) 등의 미국 특허 출원 제08/547,894호에 개시되어 있다.In order to minimize the production of inhibitory substances and their effects on the biooxidation process, the drainage solution can be treated in the acid circuit 30 prior to recycling to remove the inhibitory substance when the concentration of the inhibitory substance becomes excessive. . One method of adjusting the bioleaching discharge solution prior to recycling involves raising the pH above 5, removing all the resulting precipitate and then lowering the pH to the appropriate pH using an untreated discharge solution or other acid solution. Such a control method is disclosed in US Patent Application No. 08 / 547,894 to Koh et al., Filed October 25, 1995, which is incorporated herein by reference.

생물침출 배출 용액은 본 발명에서 매우 산성화되기 쉬울 것이다. 이는 전체 광석이 아니라 상대적으로 금속 황화물 광물의 농도가 높은 농축물이 생물산화되기 때문이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 생물산화 방법은 많은 과잉의 산을 생성하기 쉽다. 즉, 이 방법은 실제적으로 히프 (26)의 상층으로 재순환될 수 있는 것보다 더 많은 양의 산을 생성할 것이다. 이 과잉의 산은 폐기되거나 또는 다른 용도로 사용되어야 한다. 과잉의 산은 황산이 구리 산화물 광석을 위한 효과적인 침출제이기 때문에 구리 산화물 광석 침출 공정에 사용될 수 있다. 그러나, 본 방법의 부산물로서 생성된 황산 용액은 또한 전형적으로 고농도의 철 이온을 함유할 것이다. 이는 또한 휘동광과 같은 일부 구리 황화물 광석용의 효과적인 침출제로 기능한다. 산 용액 중의 철 이온은 구리 황화물 광물을 화학적으로 산화시켜 이들을 분리시킨다. 따라서, 본 방법으로부터 과잉의 산은 구리 침출 작업에서 유리하게 사용될 수 있기 때문에 구리 침출 작업에서의 산 비용을 감소시킴과 동시에 폐기하는데 드는 중화 비용을 피할 수 있다.The bioleaching discharge solution will be very acidic in the present invention. This is due to the fact that, rather than all ores, concentrates with relatively high concentrations of metal sulfide minerals are biooxidized. As a result, the biooxidation process according to the present invention is likely to produce a large amount of excess acid. That is, this method will actually produce a greater amount of acid than can be recycled to the top of the bottom 26. This excess acid should be discarded or used for other purposes. Excess acid can be used in copper oxide ore leaching processes because sulfuric acid is an effective leaching agent for copper oxide ores. However, the sulfuric acid solution produced as a by-product of the process will also typically contain high concentrations of iron ions. It also functions as an effective leach agent for some copper sulfide ores such as whiskers. Iron ions in the acid solution chemically oxidize the copper sulfide minerals to separate them. Therefore, excess acid from this method can be advantageously used in the copper leaching operation, thereby reducing the acid cost in the copper leaching operation and at the same time avoiding the neutralization cost of disposal.

생물산화 반응이 경제적으로 한정된 목표 지점에 도달한 후에, 즉 조대 기질 (20)의 표면 상의 금속 황화물 입자 (40)이 원하는 정도로 생물산화된 후에, 히프를 부수어 생물산화된 농축물 (22)를 조대 기질 (20)으로부터 분리한다. 그러나, 히프를 파괴하기 전에 통상적으로 히프를 배수 처리한 후 물로 플러싱을 반복하여 세척한다. 사용된 세척 회수는 철과 같은 적합한 표지 원소와 세척 배출물의 pH에 의해 통상적으로 결정된다.After the biooxidation reaction reaches an economically defined target point, i.e., after the metal sulfide particles 40 on the surface of the coarse substrate 20 are biooxidized to the desired degree, the heap is broken to coarse the biooxidized concentrate 22. Separate from substrate 20. However, prior to breaking the heap, the heap is usually drained and then flushed repeatedly with water to wash. The number of washes used is usually determined by the pH of the wash emissions and suitable labeling elements such as iron.

분리는 코팅된 기질 (39)를 스크린에 놓은 후 코팅된 기질을 물과 함께 분무하여 수행할 수 있다. 다르게는, 코팅된 기질을 트롬멜 (trommel)을 사용하여 물과 함께 트램블링할 수 있다.Separation can be accomplished by placing the coated substrate 39 on a screen and then spraying the coated substrate with water. Alternatively, the coated substrate can be trammed with water using trommel.

분리 후, 금을 생물산화된 농축물 (22)로부터 추출한다. 이는 당분야에 잘 알려진 많은 기술을 사용하여 수행할 수 있다. 그러나, 통상적으로 생물산화된 농축물은 펄프 중 탄소(carbon-in-pulp) 또는 침출물 중 탄소(carbon-in-leach) 과정에서 시안화물과 같은 침출제로 침출될 것이다. 이런 공정에서는, 당분야에 잘 알려진 바와 같이 침출제는 유리된 금 또는 다른 귀금속을 녹여 이들은 활성탄 상에 흡착된다.After separation, gold is extracted from the biooxidized concentrate 22. This can be done using many techniques that are well known in the art. Typically, however, the biooxidized concentrate will be leached with a leaching agent, such as cyanide, in the process of carbon-in-pulp in carbon or carbon-in-leach in leach. In this process, leaching agents, as is well known in the art, dissolve free gold or other precious metals and they are adsorbed onto activated carbon.

시안화물이 침출제로 사용된다면, 침출 전에 농축물을 중화해야 할 것이다. 이러한 중화의 필요성을 배제하기 위해, 티오우레아를 침출제로 사용하여 생물산화된 농축액으로부터 금을 추출할 수 있다. 티오우레아 추출 공정은 본 명세서에 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제4,561,947호에 개시된 바와 같이 나트륨 메타비술파이트를 사용하여 침출 용액의 Eh를 조절함으로써 개선할 수 있다. 티오우레아가 침출제로 사용된다면, 바람직하게는 용해된 귀금속류를 활성탄 보다는 합성 수지를 사용하여 침출제 용액으로부터 흡착시킨다.If cyanide is used as a leaching agent, it will be necessary to neutralize the concentrate before leaching. To rule out this need for neutralization, thiourea can be used as a leaching agent to extract gold from the biooxidized concentrate. Thiourea extraction processes can be improved by adjusting the Eh of the leaching solution using sodium metabisulfite as disclosed in US Pat. No. 4,561,947, which is incorporated herein by reference. If thiourea is used as a leaching agent, preferably dissolved noble metals are adsorbed from the leaching solution using synthetic resins rather than activated carbon.

유리된 금 또는 다른 귀금속류를 생물산화된 농축물으로부터 추출한 후, 생물산화된 농축물은 폐수 또는 선광 찌꺼기 퇴적물 (36)로 옮기고, 금은 탄소 또는 합성 수지로부터 당분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 회수한다.After freed gold or other precious metals are extracted from the biooxidized concentrate, the biooxidized concentrate is transferred to wastewater or beneficiation residues (36), and gold is recovered from carbon or synthetic resins using techniques well known in the art. do.

생물산화된 농축물로부터 분리된 조대 기질 (20)을 황화물 광물 농축물 (22)로 새로이 코팅하기 위해 회전 드럼으로 재순환시킬 수 있다. 기질 (20)은 이들이 기계적 안정도를 보유하는한 재사용할 수 있다. 거친 내화성 황화물 광석 입자가 기질 (20)에 사용되는 경우에 이들은 바람직하게는 1 내지 3 회전 후에, 유리된 금을 회수하기 위해 여러 지점에서 처리된다.The coarse substrate 20 separated from the biooxidized concentrate can be recycled to a rotating drum for fresh coating with the sulfide mineral concentrate 22. Substrate 20 can be reused as long as they retain mechanical stability. If coarse refractory sulfide ore particles are used in the substrate 20, they are treated at various points to recover the free gold, preferably after 1 to 3 turns.

도 2에 도시한 바와 같이 거친 내화성 황화물 광석 기질 (20)은 흡장된 금 및 다른 귀금속류를 함유한 금속 황화물 입자 (40)을 포함할 것이다. 공정을 통해 1 내지 3회 순환 후에 조광석 기질 (20) 내의 많은 금속 황화물 입자 (40)는 부분적으로 생물산화될 것이다. 조광석 기질을 이런 상황에서 계속 재순환시켜 유리된 유용 금속류가 떨어져 나가도록하는 것보다는 조광석 기질을 처리하여 이들에서 금을 회수할 수 있다. 이는 맥석 물질의 덩어리로부터 금속 황화물 입자가 분리되도록 하기에 적합한 입자 크기로 연마 회로 (32)에서 조광석 기질을 연마시킴으로써 바람직하게 수행할 수 있다. 이어서 연마된 조광석 기질로부터 얻은 금속 황화물 입자 (40)의 농축물 (22)를 황화물 농축기 (34)에서 제조한다. 바람직하게는 황화물 농축기 (34)는 부유 선광 셀이며, 생물산화된 조광석 기질은 황화물 부유 선광 및 기질 (20) 상의 코팅에 적합한 크기로 연마된다. 그 다음, 연마된 광석 기질로부터 얻은 농축물 (22)를 두번째 다수의 조대 기질 (20)에 코팅되는 황화물 광물 농축물 (22)의 공급물과 합하고, 추가의 생물산화를 위해 새로운 히프 (26)에 첨가한다.As shown in FIG. 2, the coarse refractory sulfide ore substrate 20 will comprise metal sulfide particles 40 containing occluded gold and other precious metals. After 1 to 3 cycles through the process, many metal sulfide particles 40 in the ore substrate 20 will be partially biooxidized. Rather than continuing to recycle the ore substrates in this situation to release free metals that are freed, the ore substrates can be treated to recover gold. This may preferably be done by polishing the ore substrate in the polishing circuit 32 to a particle size suitable to allow metal sulfide particles to separate from the mass of gangue material. A concentrate 22 of metal sulfide particles 40 obtained from the polished ore substrate is then produced in a sulfide concentrator 34. Preferably the sulfide concentrator 34 is a flotation beneficiation cell, and the biooxidized hematite substrate is polished to a size suitable for the sulfide flotation beneficiation and coating on the substrate 20. Then, the concentrate 22 obtained from the polished ore substrate is combined with the feed of sulfide mineral concentrate 22 coated on the second plurality of coarse substrates 20, and the new heap 26 for further biooxidation. Add to

황화물 농축기 (34)로부터 나온 부유 선광 찌꺼기는 금 추출 공정에서 히프 (26)에서 나온 생물산화된 농축물 (22)와 함께 처리해야 한다. 부유 선광 찌꺼기는 부유 선광되지 않은 다수의 완전 및 부분 산화된 금속 황화물 입자를 포함할 것이다. 이들 산화된 입자는 상당한 금은 포함할 것이며, 이들 금중 다량이 이미 유리되었을 것이므로 이들은 시안화물 또는 티오우레아를 사용하여 부유 선광 찌꺼기로부터 용이하게 침출시킬 수 있다. 침출 후, 부유 선광 찌꺼기를 폐기물 또는 선광 찌꺼기 퇴적물 (36)에서 금 추출을 거친 생물산화된 농축물과 함께 처리한다.The flotation debris from the sulfide concentrator 34 must be treated with the biooxidized concentrate 22 from the bottom 26 in the gold extraction process. Flotation beneficiation will include a number of fully and partially oxidized metal sulfide particles that are not suspended beneficiation. These oxidized particles will contain significant gold, and since much of these gold would have already been liberated, they can be easily leached from the flotation residue using cyanide or thiourea. After leaching, the suspended beneficiation debris is treated with biooxidized concentrates subjected to gold extraction from waste or beneficiary debris deposits 36.

또는, 생물산화 공정을 거친 내화성 황화물 조광석 기질 (20)을 연마 후에 침출시킴으로써 간단하게 처리할 수 있다. 그러나, 조광석 기질 내의 금속 황화물입자 (40)이 그에 포획된 금을 유리시킬 정도로 충분하게 산화되지 않기 때문에, 이 방법의 총회수율은 낮을 것이다.Alternatively, the refractory sulfide ore substrate 20 which has undergone the biooxidation process can be treated simply by leaching it after polishing. However, because the metal sulfide particles 40 in the ore substrate are not oxidized sufficiently to liberate the gold trapped therein, the total recovery of this method will be low.

기질 (20)재료의 선택에 있어서, 내화성 황화물 광석 입자를 사용하는 것의 여러 이점이 있다.In the selection of the substrate 20 material there are several advantages of using refractory sulfide ore particles.

첫째, 채굴된 내화성 황화물 광석체는 통상적으로 농축물 (22)를 제조하기에 적당한 입자 크기에 도달하기까지 수회의 분쇄 및 연마 단계를 거쳐야 한다. 결과적으로, 거친 내화성 황화물 광석 기질은 분쇄 공정의 적당한 단계에서 제거될 수 있으며, 때문에 거친 내화성 황화물 광석 입자는 기질 (20)의 저가의 원료이다.First, the mined refractory sulfide ore typically has to undergo several grinding and polishing steps until it reaches a particle size suitable for producing the concentrate 22. As a result, the coarse refractory sulfide ore substrate can be removed at a suitable stage of the grinding process, so the coarse refractory sulfide ore particles are a low cost raw material of the substrate 20.

둘째, 도 2와 상기한 바와 같이, 조대 내화성 황화물 광석이 기질로 사용될 경우, 이는 금속 황화물 입자 (40)을 포함할 것이다. 이러한 금속 황화물 입자는 생물산화 공정 중에 부분적으로 생물산화될 것이고, 조광석 입자가 공정을 수회 재순하는 경우에, 금속 황화물 입자 (40)은 이들 귀금속류를 회수를 허용할 정도로 충분히 생물산화된다.Second, as shown in FIG. 2 and described above, when coarse refractory sulfide ore is used as the substrate, it will include metal sulfide particles 40. These metal sulfide particles will be partially biooxidized during the biooxidation process, and when the ore particles are recycled through the process several times, the metal sulfide particles 40 are sufficiently biooxidized to allow recovery of these precious metals.

두번째 이점과 어느 정도 관련된 세번째 이점은 내화성 황화물 광석 내의 철 황화물 또는 다른 금속 황화물 입자 (40)의 분획물은 이들이 농축 공정에서 잘 부유되지 않을만큼 미세하다. 기질 (20)로서 광석의 조대 입자를 사용함으로써, 이들 매우 미세한 금속 황화물 입자는 생물침출물 중의 철 이온에 의해 끝까지 화학적으로 산화될 것이다. 이어서 조광석 입자를 최종적으로 연마 및 부유시켜 금속 황화물 입자의 농축액을 제조할 때, 산화된 미세 금속 황화물 입자는 마침내는 부유 선광 찌꺼기로 될 것이다. 부유 선광 찌꺼기를 시안화물 또는 다른 침출제로침출시키기 때문에 유리된 금이 이들 아주 미세한 황화물 입자로부터 회수될 것이다. 다른 한편으로, 조광석 입자를 연마 및 부유 선광 전에 기질 (20)로 사용하지 않을 경우, 매우 미세한 금속 황화물 입자는 여전히 농축액 (22)를 제조할 때 부유 선광 찌꺼기로 남을 것이다. 그러나, 이러한 매우 미세한 황화물 입자가 이 지점에서 부분적으로 생물산화되지 않기 때문에, 이들의 흡장된 금은 침출에 의해 회수할 수 없다.A third advantage, somewhat related to the second, is that fractions of iron sulfide or other metal sulfide particles 40 in refractory sulfide ores are fine enough that they are not well suspended in the concentration process. By using coarse particles of ore as substrate 20, these very fine metal sulfide particles will be chemically oxidized to the end by iron ions in the bioleach. When the coarse ore particles are finally polished and suspended to produce a concentrate of the metal sulfide particles, the oxidized fine metal sulfide particles will eventually become suspended beneficiation debris. Free gold will be recovered from these very fine sulfide particles because of the leaching of flotation debris with cyanide or other leaching agents. On the other hand, if the coarse ore particles are not used as the substrate 20 before polishing and flotation, the very fine metal sulfide particles will still remain as flotation residue when preparing the concentrate 22. However, since these very fine sulfide particles are not partially biooxidized at this point, their occluded gold cannot be recovered by leaching.

내화성 황화물 조광석을 기질 (20)으로 사용하는 것의 네 번째 이점은 생물산화된 지지체 물질중의 금속 황화물 입자가 생물산화 후에 보다 쉽게 부유된다는 것이다. 이는 금속 황화물 입자의 표면이 생물산화 공정에서 변화되기 때문이다. 따라서, 조광석 지지체 물질을 여러 번 사용한 후, 연마 부유하여 황화물 광물 농축물을 제조하고 개선된 부유성을 얻을 수 있다.A fourth advantage of using refractory sulfide ore as substrate 20 is that metal sulfide particles in the biooxidized support material are more easily suspended after biooxidation. This is because the surface of the metal sulfide particles is changed in the biooxidation process. Thus, after several uses of the ore support material, it can be polished suspended to produce sulfide mineral concentrates and improved floatability.

조광석 입자가 또한 탄산염 광물 성분을 함유하는 경우에, 거친 내화성 황화물 광석 입자를 조대 기질 (20)로 사용하는 것의 5번째 이점이 존재한다. 탄산염 광물은 매우 산 소비성인 경향이 있다. 결과적으로, 이들 광물을 함유한 광석은 생물산화 전에 통상적으로 과량의 산을 필요로 했다. 이러한 광석에 대한 산 처리는 생물산화 반응이 진행될 수 있을 정도로 생물산화 전에 탄산염 광물 성분을 제거하거나 또는 감소시키기 위해 필요하다. 또한, 조대 내화성 황화물 광석 입자는 일반적으로 매우 느리게 생물산화되는 경향이 있고 (다량의 탄산염 광물이 광석에 포함되는 경우, 종종 9 달 이상이 걸림), 예비 처리 없이는 조광석 입자는 결코 생물산화되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 공정에서는 탄산염 광물을 함유한 거친 내화성 황화물 광석 입자를 기질 (20)에 유리하게 사용할 수 있다. 생물산화 공정 중에, 조광석 기질의 표면 상의 농축물 (22)의 생물산화로부터 제조된 산은 서서히 기질 중의 탄산염 광물을 중화시킬 것이다. 중화 공정의 부산물은 이산화탄소이며, 본 발명에 사용된 독립영양 박테리아가 이산화탄소를 탄소원으로 사용하여 물질대사적 합성을 수행할 수 있다. 따라서, 이산화탄소 생성은 히프 (26)에서 박테리아 증식을 촉진할 것이며, 이는 농축물 (22)의 생물산화 속도를 증가시킬 것이다. 따라서, 지지체 물질 (20)로 탄산염 광물을 함유한 조광석을 사용함으로써, 조대 광물은 서서히 다음의 생물산화 과정에서 중화될 것이며, 히프 (26)에서 박테리아 증식은 촉진될 것이다. 동시에 수반되는 이점은, 상기한 바와 같이, 조대 광물 내의 매우 미세한 비부유 황화물 입자의 생물산화일 것이다.If the coarse ore particles also contain a carbonate mineral component, there is a fifth advantage of using coarse refractory sulfide ore particles as the coarse substrate 20. Carbonate minerals tend to be very acid consuming. As a result, ores containing these minerals typically required excess acid prior to biooxidation. Acid treatment of these ores is necessary to remove or reduce the carbonate mineral component prior to biooxidation to the extent that the biooxidation reaction can proceed. In addition, coarse refractory sulfide ore particles generally tend to biooxidize very slowly (when large amounts of carbonate minerals are included in the ore, often taking more than nine months), and without pretreatment, the ore particles may never be biooxidized. have. In the process according to the invention, however, coarse refractory sulfide ore particles containing carbonate minerals can be advantageously used for the substrate 20. During the biooxidation process, the acid produced from the biooxidation of the concentrate 22 on the surface of the crude ore substrate will slowly neutralize the carbonate mineral in the substrate. The by-product of the neutralization process is carbon dioxide, and autotrophic bacteria used in the present invention can perform metabolic synthesis using carbon dioxide as a carbon source. Thus, carbon dioxide production will promote bacterial growth at the bottom 26, which will increase the rate of biooxidation of the concentrate 22. Thus, by using the coarse ore containing carbonate mineral as support material 20, the coarse mineral will gradually be neutralized in the next biooxidation process, and bacterial growth in the hip 26 will be promoted. The simultaneous benefit would be the biooxidation of very fine non-suspended sulfide particles in the coarse mineral, as described above.

당분야의 숙련가들이 인정하는 바와 같이, 기질 (20)에 사용되는 거친 내화성 황화물 광석 입자는 농축물 (22)를 제조하는데 사용된 광석체와 동일한 것으로부터 유래된 것이 아니어야 한다. 사실상, 몇몇 경우에, 하나의 광석체 및 또다른 광석체로부터 얻은 조광석 기질 (20)에서 얻은 농축물 (22)를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 하나의 광석체는 용이하게 농축되거나 또는 농축물의 바람직한 특성을 이미 갖출 수 있으며, 또다른 광석체는 탄산염 광물의 농도가 높을 수 있다. 이런 상황에서는, 제1 광석체로 농축물 (22)를 제조하고 제2 광석체로 기질 (20)을 제조하는 것이 유리할 것이다. 이런 식으로, 제2 광석체로부터 얻은 광석은 제1 광석체로부터 얻은 농축물의 생물산화 결과를 향상시키는 것과 동시에 생물산화를 대비하여 중화될 수 있다. 이와 유사하게, 광석체가 부유되기 어려운금속 황화물을 고농도로 포함하는 경우, 우선 본 발명에 따른 방법에서 조광석 기질 (20)으로 광석을 사용함으로써 향상된 부유성을 달성할 수 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, the coarse refractory sulfide ore particles used in the substrate 20 should not be derived from the same ore used to prepare the concentrate 22. Indeed, in some cases, it may be advantageous to use concentrate 22 obtained from the ore substrate 20 obtained from one ore and another ore. For example, one ore may be easily concentrated or may already have the desired properties of the concentrate, while another ore may have a high concentration of carbonate minerals. In this situation, it would be advantageous to prepare concentrate 22 from the first ore and to prepare the substrate 20 from the second ore. In this way, the ore obtained from the second ore can be neutralized against biooxidation while simultaneously improving the biooxidation results of the concentrate obtained from the first ore. Similarly, where the ore contains a high concentration of metal sulfides that are difficult to float, improved floatability can be achieved by first using ore as the light ore substrate 20 in the method according to the invention.

기질 (20)로서 다른 바람직한 물질은 화산암, 자갈 및 탄산염 광물을 함유한 조대 암석이 포함된다. 이런 유형의 기질은 통상적으로 채굴된 내화성 황화물 광석체가 폐기 히프 또는 선광 찌꺼기 퇴적물인 경우에 사용되며, 결과적으로, 광석은 이미 분쇄 및 연마되어 있다.Other preferred materials as substrate 20 include coarse rocks containing volcanic rock, gravel and carbonate minerals. Substrates of this type are commonly used when the mined refractory sulfide ore is a waste heap or beneficiation debris deposit, and as a result, the ore is already ground and polished.

화산암을 사용하는 것의 이점은 매우 거칠고, 불균일한 표면 형태를 갖기 때문에 소정 입자 크기에 있어서 기질 (20)의 총 표면적이 크다는 것이다. 따라서, 소정의 입자 크기에 있어서 화산암은 표면이 보다 매끄러운 다른 기질보다 더 많은 농축물로 적재될 수 있다.The advantage of using volcanic rock is that the total surface area of the substrate 20 is large for a given particle size because it has a very rough, non-uniform surface morphology. Thus, for a given particle size, volcanic rock can be loaded with more concentrate than other substrates with smoother surfaces.

자갈은 전형적으로 표면이 매우 매끄러운 반면 저가의 기질 물질이다. 탄산염 광물을 함유한 거친 암석은 상기한 바와 같이 생물산화 공정으로부터 나온 산이 탄산염 광물을 중화시킬 때, 이들이 이산화탄소를 서서히 발생하기 때문에 유리하다. 이런 유형의 기질은 바람직하게는 생물산화 공정 중에 이산화탄소를 계속 발생하는 한은 공정에서 재사용될 수 있다.Gravel is typically a low cost substrate material while having a very smooth surface. Coarse rocks containing carbonate minerals are advantageous because, as described above, when the acid from the biooxidation process neutralizes the carbonate minerals, they slowly generate carbon dioxide. Substrates of this type can preferably be reused in the process as long as carbon dioxide continues to be generated during the biooxidation process.

본 발명의 제3 태양은 도 3과 관련하여 지금부터 기재될 것이다. 본 실시태양에 따른 방법은 본질적으로는 도 1과 관련하여 기재된 실시태양의 변형이다. 따라서, 유사한 항들을 동일한 참조 번호로 칭하며 도 1과 관련된 이들 각 항에 관해 표현된 설명 및 고려 사항이 본 실시태양에 동일하게 적용됨은 물론이다.A third aspect of the invention will now be described with reference to FIG. 3. The method according to this embodiment is essentially a variation of the embodiment described in connection with FIG. 1. Thus, of course, the similar terms are referred to by the same reference numerals and the descriptions and considerations expressed with respect to each of these terms in relation to FIG. 1 apply equally to this embodiment.

제2 실시태양에서, 본 실시태양에 따른 방법은 귀금속 함유 내화성 황화물광석으로부터 귀금속류를 유리시키고 회수하는데 사용할 수 있다. 그러나 설명을 위해, 황화물 광물 농축물 (22)는 금 함유 내화성 황화물 광석으로부터 제조된 것으로 가정한다.In a second embodiment, the method according to this embodiment can be used to release and recover precious metals from precious metal containing refractory sulfide ores. However, for illustrative purposes, it is assumed that sulfide mineral concentrate 22 is made from gold containing refractory sulfide ores.

본 실시태양에 따른 다수의 기질 (20)을 황화물 광물 농축물 (22)로 회전 드럼 (24)에서 코팅하여 다수의 코팅된 기질 (39)을 생성한다. 이어서, 다수의 코팅된 기질 (39)를 히프 (26)으로 적층하고 이를 큰 비교반 표면 생물반응기로 사용한다.A plurality of substrates 20 according to this embodiment are coated in a rotating drum 24 with sulfide mineral concentrates 22 to produce a plurality of coated substrates 39. Subsequently, a plurality of coated substrates 39 are laminated to the hips 26 and used as a large control surface bioreactor.

기질 (20)과 관련된 상기한 여러 고려사항, 황화물 광물 농축물 (22), 코팅된 기질 (39)의 생성 및 히프 (26)의 생성은 모두 동일하게 여기에 적용할 수 있다.The various considerations described above relating to substrate 20, sulfide mineral concentrate 22, production of coated substrate 39 and production of hip 26 are all equally applicable here.

히프 (26)이 형성된 후, 히프에 생물산화 박테리아를 접종하여 생물산화 공정을 개시한다. 생물산화 공정이 진행됨에 따라서, 추가의 황화물 광물 농축물 (22)를 히프 (26)의 상단에 첨가할 수 있다. 생물산화 공정 내내 히프 (26)의 상단으로 추가의 황화물 광물 농축물 (22)를 첨가하는 것의 이점은 파괴하여 재형성하기 전까지의 히프 내에서 처리되는 농축물의 양을 증가시킬 수 있다는 것이다. 또한, 거친 내화성 황화물 광석을 기질 (20)으로 사용하면, 농축물 (22)는 조광석 중에 있는 금속 황화물 입자 (40) 보다 더 신속하게 생물산화하기 쉬울 것이다. 따라서, 추가의 농축물 (22)를 히프 (26)의 상단에 첨가함으로써, 조광석 기질의 생물산화도는 히프를 파괴하기 전에 증가될 것이다. 또한, 황화물 광물 농축물 (22)를 히프 (26)의 상단에 첨가함으로써 그의 생물산화 동안에 생성된 산과 철 이온은, 박테리아 증식이 생물산화 공정에서 초기에 광석으로부터 세척되지 않는 독소 또는 산소 부족으로 인해 억제될 수 있는 히프의 더 낮은 부분으로 옮겨갈 것이다. 결과적으로 이 부위에서 박테리아 증식이 유리하지 않을 지라도 황화물 광물 농축물 및 조광석 기질의 생물산화는 진행될 것이다.After the hips 26 are formed, the hips are inoculated with biooxidized bacteria to initiate the biooxidation process. As the biooxidation process proceeds, additional sulfide mineral concentrates 22 may be added to the top of the hips 26. The advantage of adding additional sulfide mineral concentrate 22 to the top of the heap 26 throughout the biooxidation process is that it can increase the amount of concentrate that is processed in the heap until it breaks and reforms. In addition, if coarse refractory sulfide ore is used as the substrate 20, the concentrate 22 will be easier to biooxidize more quickly than the metal sulfide particles 40 in the crude ore. Thus, by adding additional concentrate 22 to the top of the heap 26, the biooxidation degree of the ore substrate will be increased before breaking the heap. In addition, the acid and iron ions produced during the biooxidation by adding sulfide mineral concentrate 22 to the top of the heap 26 are due to the lack of toxins or oxygen in which bacterial growth is not initially washed from the ore in the biooxidation process. It will move to the lower part of the hip which can be suppressed. As a result, the biooxidation of sulfide mineral concentrates and ore substrates will proceed even though bacterial growth at this site is not favorable.

어느 정도 시간 동안 생물산화를 시킨 후 황화물 광물 농축물 (22)를 히프 (26)의 상단에 첨가하는 것은 히프에서 생물산화 속도를 증가시킨다는 점에서, 또다른 이점이 된다. 코팅된 기질 (39)의 생물산화의 후반기에는, 대부분의 노출되고 반응성있는 황화물이 이미 산화되어 생물산화 속도는 서서히 감소될 것이다. 생물산화 속도의 이런 느린 하락은 히프 (26) 내의 철의 양의 급락과 pH의 상승을 초래할할 수 있다. 새로운 반응성 황화물 광물 농축물 (22)를 히프 (26) 상단에 첨가하면 첨가된 농축물의 생물산화로 인한 높은 제2가 철의 함량으로 인해 활성적인 생물산화 공정을 재개시할 수 있고, 이는 결국 기질 (20)에 코팅된 황화물 광물 농축물 (22)와 조광석 기질 (20)에 파묻힌 금속 황화물 입자의 간접적 화학 침출을 증가시킬 것이다.Adding the sulfide mineral concentrate 22 to the top of the heap 26 after biooxidation for some time is another advantage in that it increases the rate of biooxidation at the heap. In the second half of the biooxidation of the coated substrate 39, most of the exposed and reactive sulfide will already be oxidized so that the rate of biooxidation will slowly decrease. This slow drop in biooxidation rate can lead to a sharp drop in the amount of iron in the bottom 26 and an increase in pH. The addition of a new reactive sulfide mineral concentrate 22 on top of the heap 26 can resume the active biooxidation process due to the high content of divalent iron due to the biooxidation of the added concentrate, which in turn results in a substrate Indirect chemical leaching of the sulfide mineral concentrate 22 coated on 20 and the metal sulfide particles embedded in the ore substrate 20 will be increased.

새로운 농축물 (22)는 히프 내의 흐름 채널이 농축물 및 이로부터의 생물산화된 잔류물로 막히기 시작할 때까지 히프 (26)의 상단으로 첨가할 수 있다.Fresh concentrate 22 may be added to the top of the heap 26 until the flow channels in the heap begin to clog with the concentrate and the biooxidized residue therefrom.

도 1의 실시태양과 다른 본 실시태양에서 제2의 변형은 생물산화된 후 히프로부터 귀금속을 회수하는 방법에 관한 것이다. 본 실시태양에서, 히프를 파괴한 후 금 추출을 위해 생물산화된 농축물을 히프로부터 분리하는 것 대신, 생물산화된 농축물 (조광석 기질을 사용한 경우에는 기질)로부터, 귀금속 침출제로 히프를 직접 침출시켜 금을 추출한다. 침출하기 전에 히프를 중화시킬 필요가 없도록 티오우레아와 같이 낮은 pH에서 작용하는 침출제가 바람직하다. 더욱이 티오우레아 또는 다른 산과 상용적인 침출제를 사용함으로써 방출된 금은 간헐적으로 히프로부터 추출할 수 있다. 예를 들면, 히프 (26)은 일정 기간 동안 생물산화한 후 적당한 침출제로 추출된 금을 유리시킨 후, 생물산화 공정은 재개된다. 새로운 농축물 (22)를 바람직하게는 생물산화 공정의 재개와 함께 슬러리 형태로 히프 (26)의 상단에 첨가한다.In a second embodiment different from the embodiment of FIG. 1, a second variant relates to a method for recovering precious metals from the bottom after biooxidation. In this embodiment, instead of separating the biooxidized concentrate from the heap for gold extraction after destroying the heap, directly leaching the heap with a noble metal leaching agent from the biooxidized concentrate (substrate if a light ore substrate was used). Extract gold. Leaching agents that work at low pH, such as thiourea, are preferred so that there is no need to neutralize the hips prior to leaching. Furthermore, the gold released by using leaching agents compatible with thiourea or other acids can be intermittently extracted from the bottom. For example, the heap 26 biooxidizes for a period of time and then releases the gold extracted with a suitable leach agent, and then the biooxidation process is resumed. Fresh concentrate 22 is added to the top of the bottom 26, preferably in the form of a slurry, with the resumption of the biooxidation process.

원하는 생물산화도에 도달한 후 우선 생물침출 용액을 히프로부터 산 회로 (30)으로 배출시켜 히프 (26)으로부터 금을 추출한다. 히프를 배출시킨 후, 티오우레아 같이 산과 상용적인 침출제를 침출제 공급원 (38)로부터 살수 시스템 (28)으로 펌핑하여 히프 (26) 상으로 분산시킨다. 침출제가 히프로부터 스며나올 때, 이는 황화물 광물 농축물 (22) 및 조광석 기질로부터 유리된 금을 용해시킨다. 그 다음 적재된 침출제는 산 회로로부터 금 제거 공정 (44)로 침출제가 전환되는 배수관 (29)에서 회수되고, 여기서 금 제거 공정은 바람직하게는 용해된 금을 활성탄 또는 합성 수지를 흡착시키는 것을 포함한다. 이어서 폐침출제는 침출제 공급원 (38)으로 재순환되고, 금은 적재된 활성탄 또는 합성 수지로부터 회수된다. 활성탄 및 합성 수지로부터 흡착된 금은 떼어내는 방법은 당 분야에 잘 알려져 있기 때문에 본 명세서에 기재할 필요가 없다.After reaching the desired degree of biooxidation, the bioleaching solution is first drained from the bottom to the acid circuit 30 to extract gold from the bottom 26. After discharging the hips, leachants compatible with acids, such as thiourea, are pumped from the leachant source 38 into the watering system 28 and dispersed onto the heaps 26. When the leaching agent seeps out of the bottom, it dissolves the gold liberated from the sulfide mineral concentrate 22 and the ore substrate. The loaded leachant is then recovered in a drain pipe 29 where the leachant is converted from the acid circuit to the gold removal process 44, where the gold removal process preferably comprises adsorbing the dissolved gold with activated carbon or synthetic resin. do. The waste leaching agent is then recycled to the leaching agent source 38 and the gold is recovered from the loaded activated carbon or synthetic resin. The removal of gold adsorbed from activated carbon and synthetic resins is well known in the art and need not be described herein.

본 발명의 4번째 실시태양에 따른 방법은 도 4에서 설명된다.The method according to the fourth embodiment of the present invention is described in FIG.

도 4는 황화물 광석으로부터 금을 유리하고 회수하는 방법을 도시한다. 본실시태양에 따른 방법은 도 1과 관련하여 기재된 실시태양과 분명한 유사점을 갖기 때문에, 유사한 항목은 동일한 참조 번호로 언급하였다. 또한, 도 1과 관련된 항목과 관련하여 표현된 설명 및 고려 사항은 본 실시태양에 동일하게 적용되는 것은 물론이다.4 shows a method for liberating and recovering gold from sulfide ores. Since the method according to this embodiment has obvious similarities to the embodiment described in connection with FIG. 1, similar items are referred to by the same reference numerals. In addition, descriptions and considerations expressed in connection with the items related to FIG. 1 are equally applicable to the present embodiment.

본 실시태양에 따라, 황화물 광물 농축물 (22)는 먼저 황화물 광석으로부터 생성된다. 농축물 (22)는 다수의 미세 금속 황화물 입자 (40) 및 모래 또는 다른 맥석 물질 (42)의 미세 입자로 이루어진다.According to this embodiment, sulfide mineral concentrate 22 is first produced from sulfide ore. Concentrate 22 consists of a plurality of fine metal sulfide particles 40 and fine particles of sand or other gangue material 42.

많은 상이한 황화물 광석을 황화물 광물 농축물 (22)를 생성하는데 사용할 수 있다. 본 방법에서 처리될 수 있는 황화물 광석 중에 가장 주요한 것은 구리, 아연, 니켈, 철, 몰리브덴, 코발트 또는 우라늄과 같은 비금속의 황화물 광물을 포함하는 황화물 광석이다. 이들 광석에서 관심을 받는 유용 금속은 광석에서 황화물 광물 입자의 금속 부분에 있다. 따라서, 유리되고 회수된 유용 금속은 광석으로부터 생성된 농축물 (22)에 존재하는 특정 황화물 광물에 따라 다를 것이다. 예를 들면, 농축물 (22)의 제조에 사용되는 황화물 광석이 휘동광, 반동광 및(또는) 황동광을 함유한다면, 회수된 유용 금속은 구리일 것이다. 다른 한편으로는, 농축물 (22)가 섬아연광의 농축물인 경우, 회수된 유용 금속류는 아연일 것이다.Many different sulfide ores can be used to produce sulfide mineral concentrates 22. Of the sulfide ores that can be treated in the process, the main ones are sulfide ores including sulfide minerals of nonmetals such as copper, zinc, nickel, iron, molybdenum, cobalt or uranium. Useful metals of interest in these ores are in the metal portion of the sulfide mineral particles in the ore. Thus, the free and recovered useful metals will depend on the particular sulfide mineral present in the concentrate 22 produced from the ore. For example, if the sulfide ore used in the manufacture of concentrate 22 contains zirconia, semi-orbit and / or chalcopyrite, the recovered useful metal will be copper. On the other hand, if the concentrate 22 is a concentrate of flash lead, the useful metals recovered will be zinc.

농축물 (22)가 제조된 후, 황화물 광물 농축물 (22)을 다수의 기질 (20)에 코팅시켜 코팅된 기질 (39)를 형성한다. 이는 도 1과 관련하여 기재된 바와 같이 다수의 건조 기질 (20) 및 농축물 (22)의 슬러리를 회전 드럼 (24)에 첨가하거나 또는 다르게는, 다수의 건조 기질 (20) 및 농축물 (22)를 회전 드럼에 첨가하고 수용액으로 혼합물에 살수함으로써 수행한다. 회전 드럼 (24)에 생성된 다수의 코팅된 기질 (39)을 적층하여 히프 (26)을 형성하고, 이것이 대형 비교반 표면 생물반응기를 형성한다.After the concentrate 22 is prepared, the sulfide mineral concentrate 22 is coated on a plurality of substrates 20 to form a coated substrate 39. This can be done by adding a slurry of a plurality of dry substrates 20 and concentrates 22 to the rotating drum 24 or alternatively, a plurality of dry substrates 20 and concentrates 22 as described in connection with FIG. Is performed by adding to a rotating drum and watering the mixture with an aqueous solution. A plurality of coated substrates 39 produced on the rotating drum 24 are stacked to form the hips 26, which form a large control surface surface bioreactor.

기질 (20), 황화물 광물 농축물 (22), 코팅된 기질 (39)의 생성 및 히프 (26)의 생성에 관한 상기된 다양한 고려 사항들이 모두 여기에 동일하게 적용할 수 있다.The various considerations described above regarding the production of the substrate 20, the sulfide mineral concentrate 22, the coated substrate 39, and the bottom 26 are all equally applicable here.

히프 (26)이 형성된 후, 히프에 생물산화 박테리아를 접종하여 생물산화 공정을 개시한다. 농축물 (22)중에 금속 황화물 입자 (40)가 생물산화될 때, 황화물 입자의 금속 부분은 생물침출 용액에 용해되어 히프를 통해 스며나온다. 생물침출 용액이 히프를 통해 스며나온 후, 배수관 (29)에서 회수된다. 이어서 생물침출 용액을 당분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 생물침출 용액으로부터 하나 이상의 원하는 비금속류를 제거하도록 처리함으로써 이들을 회수한다.After the hips 26 are formed, the hips are inoculated with biooxidized bacteria to initiate the biooxidation process. When the metal sulfide particles 40 are biooxidized in the concentrate 22, the metal portion of the sulfide particles is dissolved in the bioleaching solution and seeps through the hips. The bioleaching solution seeps out through the bottom and is then recovered in the drain 29. The bioleaching solutions are then recovered by treating them to remove one or more desired nonmetals from the bioleaching solution using techniques well known in the art.

원하는 유용 금속류를 생물침출 용액으로부터 회수한 후, 용액을 산 회로 (30)에서 처리하여 도 1과 관련하여 기재한 바와 같이 모든 과량의 독소를 제거한 후 히프 (26)의 상단에 재활용할 수 있다.After the desired useful metals have been recovered from the bioleaching solution, the solution can be treated in an acid circuit 30 to remove all excess toxins as described in connection with FIG. 1 and then recycled to the top of the bottom 26.

일단 생물산화 반응이 경제적으로 한정된 목표 지점에 도달하면 즉, 조대 기질 (20)의 표면 상의 금속 황화물 입자 (40)가 원하는 수준으로 생물산화된 후, 히프를 파괴하고 생물산화된 농축물을 조대 기질 (20)으로부터 분리한다. 이어서 생물산화된 농축물을 폐기물 또는 선광 찌꺼기 퇴적물 (36)로 폐기한다. 그러나 본 실시태양이 황화물 광물 농축물 (22) 중의 금속 황화물 입자 (40)의 금속 부분에서비금속류를 유리 및 회수하는 것과 관련하여 기재되었을 때, 황화물 입자 (40)은 또한 흡장된 귀금속류도 포함할 수 있음을 물론이다. 따라서, 농축물 (22)의 생물산화 후, 농축물 22에 유리된 모든 귀금속류를 생물산화된 농축물을 처리하기에 앞서 도 1과 관련해 기재한 바와 같이 추출 및 회수할 수 있다.Once the biooxidation reaction reaches an economically defined target point, that is, the metal sulfide particles 40 on the surface of the coarse substrate 20 are biooxidized to the desired level, then the hips are destroyed and the biooxidized concentrate is coarse substrate. Separate from (20). The biooxidized concentrate is then disposed of as waste or beneficiary debris deposit 36. However, when the present embodiment has been described in terms of freeing and recovering nonmetals in the metal portion of the metal sulfide particles 40 in the sulfide mineral concentrate 22, the sulfide particles 40 may also include occluded precious metals. Of course you can. Thus, after biooxidation of concentrate 22, all of the precious metals liberated in concentrate 22 may be extracted and recovered as described with respect to FIG. 1 prior to treating the biooxidized concentrate.

생물산화된 농축물로부터 분리된 조대 기질 (20)을 황화물 광물 농축물 (22)로 새로이 코팅하기 위해 회전 드럼으로 재순환시킬 수 있다. 다르게는, 거친 황화물 광석 입자를 기질 (20)로 사용할 경우, 이들은 바람직하게는 조광석 기질에 산화되지 않은 채 남아있는 모든 금속 황화물 입자 (40)의 황화물 광물 농축물을 형성하는 공정을 통해 1 회 이상 순환 후에 처리된다. 황화물 광물 농축물 (22)는 제2 실시태양과 관련하여 기재된 바와 같이 생물산화된 조광석 기질로부터 생성된다.The coarse substrate 20 separated from the biooxidized concentrate can be recycled to a rotating drum for fresh coating with the sulfide mineral concentrate 22. Alternatively, when coarse sulfide ore particles are used as the substrate 20, they are preferably one or more times through the process of forming a sulfide mineral concentrate of all metal sulfide particles 40 remaining unoxidized in the crude ore substrate. Processed after the cycle. Sulfide mineral concentrate 22 is produced from biooxidized ore substrates as described in connection with the second embodiment.

본 발명의 제5 실시태양에 따른 방법은 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 방법은 비교반 생물반응기를 사용하여 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 귀금속류를 유리시키고 회수하기 위한 것이다. 이 방법은 처리될 내화성 황화물 광석으로부터 금속 황화물 입자 (40)의 농축물 (22)를 생성하는 것을 포함한다. 이어서, 제2 실시태양과 관련하여 기재한 바와 같이 회전 드럼 (24)를 사용하여 농축물 (22)를 다수의 조대 기질 (20) 상에 코팅하여 코팅된 기질 (39)를 형성한다. 형성한 후, 코팅된 기질 (39)를 생물산화를 위해 탱크 (45)에 넣는다. 기질 (39)를 탱크 (45)에서 생물산화시켜, 대형 비교반 표면 생물반응기를 표면적이 매우 크게 형성되도록 한다. 따라서, 탱크 (45)는 제2 실시태양에 따른 방법에서 히프(26)를 대신한다. 따라서, 기질 (20), 황화물 광물 농축물 (22), 코팅된 기질 (39)의 생성 및 히프 (26)의 생성과 관련하여 제2 실시태양에 상기한 여러 고려사항은 본 실시태양에서 탱크 (45)에서 코팅된 기질 (39)의 생물산화에도 모두 동일하게 적용할 수 있다.The method according to the fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. The method shown in FIG. 5 is for releasing and recovering noble metals from noble metal containing refractory sulfide ores using a comparative bioreactor. This method involves producing a concentrate 22 of metal sulfide particles 40 from refractory sulfide ores to be treated. The concentrate 22 is then coated onto a plurality of coarse substrates 20 using a rotating drum 24 as described in connection with the second embodiment to form a coated substrate 39. After formation, the coated substrate 39 is placed in a tank 45 for biooxidation. Substrate 39 is biooxidized in tank 45 such that a large non-surface surface bioreactor forms a very large surface area. Thus, the tank 45 replaces the hips 26 in the method according to the second embodiment. Thus, the various considerations described above in the second embodiment with regard to the production of the substrate 20, the sulfide mineral concentrate 22, the coated substrate 39 and the production of the hips 26 may be achieved in this embodiment by using a tank ( The same applies to the biooxidation of the substrate 39 coated in 45).

코팅된 기질 (39) 상의 농축물 (22)의 생물산화시, 생물침출 보존 용액을 다수의 공지된 기술 중 어느 하나를 사용하여 상단으로부터 탱크로 첨가한다. 탱크를 통해 스며나오는 생물침출 용액을 탱크로부터 배출시키고, 도 1과 관련하여 기재한 바와 같이 공정에 재사용되기 전에 산 회로 (30)에서 처리한다.Upon biooxidation of the concentrate 22 on the coated substrate 39, the bioleaching preservation solution is added to the tank from the top using any of a number of known techniques. The bioleaching solution that bleeds through the tank is drained from the tank and treated in acid circuit 30 before being reused in the process as described in connection with FIG. 1.

생물산화 공정 중에 탱크로 공기를 유입하여 생물반응기 내의 산소 양을 증가시키고, 열 방산을 개선시킬 수 있다. 공기는 바람직하게는 통풍기 (도시하지 않은)에 연결된 일련의 다공관 (46)을 통해 탱크 (45)로 유입된다.Air can be introduced into the tank during the biooxidation process to increase the amount of oxygen in the bioreactor and improve heat dissipation. Air is preferably introduced into the tank 45 through a series of perforations 46 connected to a ventilator (not shown).

원한다면, 추가의 농축물 (22)를 생물산화 공정 내내 탱크 (45)에서 코팅된 기질 (39)의 상단으로 첨가할 수 있다. 제3 실시태양과 관련하여 상기한 바와 같이, 생물산화 공정 중에 생물반응기로 추가의 농축물을 첨가함으로써 생물반응기 내의 생물산화 속도를 생물산화 공정 내내 높은 수준으로 유지할 수 있다.If desired, additional concentrate 22 may be added to the top of the coated substrate 39 in tank 45 throughout the biooxidation process. As noted above in connection with the third embodiment, the addition of additional concentrates to the bioreactor during the biooxidation process can maintain the biooxidation rate in the bioreactor at high levels throughout the biooxidation process.

생물반응기에 대해 히프 (26) 위쪽에 탱크 (45)를 사용하는 것의 이점은 기질 (20)으로부터 생물산화된 농축물 (22)의 분리를 더 용이하게 하는 것이다. 농축물 (22)를 원하는 목표 지점까지 생물산화시킨 후, 기질과 생물산화된 농축물과의 분리는 물로 탱크를 채운 후 급속하게 탱크를 배수시킴으로써 수행된다. 생물산화된 농축물은 배출된 물과 함께 운반될 것이다. 이 공정은 분리 결과를 개선하기 위해 여러 회 반복할 수 있다. 탱크 (45)는 또한 바람직하게는 탱크의 바닥에 기질의 크기보다 작지만 농축물 입자 크기보다는 큰 망 구조를 갖는 스크린이 장착되어 있어 분리 공정을 보조한다.The advantage of using a tank 45 above the bottom 26 for the bioreactor is to facilitate separation of the biooxidized concentrate 22 from the substrate 20. After bioconcentration of concentrate 22 to the desired target point, separation of substrate and biooxidized concentrate is performed by filling the tank with water and then draining the tank rapidly. Biooxidized concentrate will be transported with the drained water. This process can be repeated several times to improve the separation result. Tank 45 is also preferably equipped at the bottom of the tank with a screen having a network structure smaller than the size of the substrate but larger than the concentrate particle size to assist in the separation process.

분리 후, 생물산화된 농축물을 귀금속 침출제로 침출시켜 유리된 금 또는 다른 귀금속류를 추출한다. 이어서 용해된 금은 용액을 활성탄 또는 합성 수지와 접촉시켜 침출제로부터 회수한다. 바람직하게는 침출은 활성탄 또는 합성 수지의 존재하에 수행되어 용해된 금이 이들이 용해되어 있는 용액으로부터 즉시 제거되도록 수행된다. 활성탄 또는 합성 수지 상에 흡착된 금을 당분야에 잘 알려진 기술을 사용하여 회수할 수 있다.After separation, the biooxidized concentrate is leached with a noble metal leaching agent to extract free gold or other precious metals. The dissolved gold is then recovered from the leaching agent by contacting the solution with activated carbon or synthetic resin. The leaching is preferably carried out in the presence of activated carbon or synthetic resin so that the dissolved gold is immediately removed from the solution in which they are dissolved. Gold adsorbed on activated carbon or synthetic resin can be recovered using techniques well known in the art.

일단 귀금속이 생물산화된 농축물로부터 추출되면, 농축물을 폐기물 또는 선광 찌꺼기 퇴적물 (36)로 폐기할 수 있다.Once the noble metal is extracted from the biooxidized concentrate, the concentrate can be disposed of as waste or beneficiary debris deposit 36.

제2 실시태양에서, 생물산화된 농축물로부터 분리된 조대 기질 (20)을 황화물 광물 농축물 (22)의 새로이 코팅하기 위해 회전 드럼으로 재순환시킬 수 있다. 기질 (20)은 이들의 기계적 안정도를 보유하는 한은 재사용될 수 있다. 조대 내화성 황화물 광석 입자가 기질 (20)으로 사용된다면, 이들은 바람직하게는 어느 지점에서, 바람직하게는 1 내지 3 회 순환 후 가공 유리된 금은 회수한다. 이는 제2 실시태양과 관련하여 기재된 바와 동일한 방식으로 수행한다.In a second embodiment, the coarse substrate 20 separated from the biooxidized concentrate may be recycled to a rotating drum for fresh coating of the sulfide mineral concentrate 22. The substrate 20 can be reused as long as it retains their mechanical stability. If coarse refractory sulfide ore particles are used as the substrate 20, they are preferably recovered at some point, preferably after 1 to 3 cycles of processed free gold. This is done in the same way as described in connection with the second embodiment.

본 발명의 또다른 측면을 지금부터 기재한다. 본 발명의 이 측면에서는, 귀금속 함유 내화성 황화물 광물의 농축물로부터 귀금속류를 회수하기 위한 방법이 기재된다. 방법은 (a) 미세한 내화성 황화물 광물로 이루어진 농축물을 조대 지지체 물질의 히프 상단으로 분배하고, (b) 내화성 황화물 광물의 농축물을 생물산화시키고, (c) 생물산화된 내화성 황화물 광물로부터 침출제를 사용하여 귀금속류를 침출시키고, (d) 침출제로부터 귀금속류를 회수하는 것을 포함한다.Another aspect of the invention is now described. In this aspect of the present invention, a method for recovering noble metals from concentrates of noble metal containing refractory sulfide minerals is described. The process comprises (a) dispensing a concentrate of fine refractory sulfide minerals to the top of the coarse support material, (b) biooxidizing a concentrate of refractory sulfide minerals, and (c) leaching agent from the biooxidized refractory sulfide minerals. Leaching the noble metals using, and (d) recovering the noble metals from the leach agent.

귀금속 함유 내화성 황화물 광물의 농축물은 통상적으로 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 제조될 것이다. 농축물은 공지된 중력 분리법 또는 부유 선광법을 사용하여 그러한 광석으로부터 제조될 수 있다. 중력 분리법이 값이 싸지만, 부유선광법이 공정의 선택도로 인해 바람직한 분리 방법이다. 부유 선광 공정에서 황화물 광물을 농축시키기 위해 가장 흔히 사용되는 콜렉터는 크산테이트이다. 크산테이트 부유 선광 공정은 당분야의 숙련가에게 잘 알려져 있기 때문에, 본 명세서에 자세하게 기재할 필요가 없다.Concentrates of precious metal containing refractory sulfide minerals will typically be prepared from precious metal containing refractory sulfide ores. Concentrates can be prepared from such ores using known gravity separation or flotation processes. While gravity separation is cheap, flotation is the preferred separation method due to the selectivity of the process. The most commonly used collector for the concentration of sulfide minerals in the flotation process is xanthate. The xanthate flotation process is well known to those skilled in the art and therefore does not need to be described in detail herein.

바람직하게는, 농축물의 입자 크기는 80 내지 90 %의 농축물이 100 미만 내지 45 ㎛이 된다. 더 바람직하게는, 농축물의 80 내지 90 %는 150 ㎛ 미만 내지 100 ㎛이다.Preferably, the particle size of the concentrate is from 80 to 90% of the concentrate less than 100 to 45 μm. More preferably, 80-90% of the concentrate is less than 150 μm and 100 μm.

그러나 최적 크기는 여러 광석 유형에 따라 다양할 수 있다. 통상적으로, 조작자는 농축물에서 최적의 분리를 가능하게 하며 추가의 미세 연마에 드는 비용 증가에 대한 최적 생물산화 속도를 제공하는 입자 크기를 얻으려고 해야 한다.However, the optimal size may vary for different types of ores. Typically, the operator should seek to obtain particle sizes that allow for optimal separation in the concentrate and provide optimum biooxidation rates for increased cost of additional micropolishing.

농축물 내의 황화물 광물의 입자 크기가 작을수록, 생물침출 과정에서 농축물은 더 빠르게 산화될 것이다. 그러나, 생물산화 속도가 더 빠르다는 것이 광석 또는 부유 선광 농축물을 미세 연마하는 것에 관련된 추가 에너지 비용을 항상 상쇄시키는 것은 아니다.The smaller the particle size of sulfide minerals in the concentrate, the faster the concentrate will oxidize during the bioleaching process. However, faster biooxidation rates do not always offset the additional energy costs associated with fine grinding ore or flotation concentrates.

본 발명의 이러한 측면에 따른 방법에 있어서, 히프 상의 농축물이 생물산화되도록하는데 드는 비용은 최소이다. 따라서 약간 더 긴 생물산화 기간은 추가 연마와 관련한 비용을 발생시켜야 하는 것을 피한다는 점에서 정당화될 수 있다. 이와 관련하여, 본 방법은 밀링형 공정에 비해 유리하다. 밀링형 공정에서는, 황화물 광물 농축물을 매우 미세하게 연마하여 생물반응기가 가능한 한 많은 농축물을 가능한 한 단시간내에 처리할 수 있도록 높은 생물산화 속도를 보장함으로써 공정의 경제성을 유지해야 한다.In the process according to this aspect of the invention, the cost of allowing the concentrate on the heap to biooxidize is minimal. Thus a slightly longer biooxidation period can be justified in that it avoids having to incur costs associated with further polishing. In this regard, the method is advantageous over the milling process. In milling processes, the economics of the process must be maintained by grinding the sulfide mineral concentrates very finely to ensure a high biooxidation rate so that the bioreactor can process as many concentrates as possible in the shortest possible time.

황화물 광물 농축물을 생성한 후, 지지체 물질의 히프 상단에 분배한다. 바람직하게는, 농축물은 먼저 건조해야할 필요없이 히프에 직접 파이프로 운반될 수 있도록 슬러리 형태로 히프 상단에 분배된다. 농축물의 펄프 밀도는 농축물이 잘 흐르도록 하는 동시에 지지체 물질이 히프에서 쉽게 씻겨나가기 않도록 조절되어야 한다. 황화물 광물 입자가 소수성이기 때문에, 이들은 적절한 지지체 물질이 선택된다면, 히프를 완전히 통과하기 보다는 지지체 물질에 부착될 것이다. 적절한 크기의 지지체 물질이 선택된다면 흐름 채널의 막힘도 문제가 되지 않을 것이다.The sulfide mineral concentrate is produced and then distributed over the top of the bottom of the support material. Preferably, the concentrate is dispensed on top of the heap in slurry form so that it can be piped directly to the heap without having to first dry. The pulp density of the concentrate should be adjusted so that the concentrate flows well while the support material is not easily washed off from the heap. Because sulfide mineral particles are hydrophobic, they will adhere to the support material rather than pass through the hips if an appropriate support material is selected. Clogging of the flow channel will not be a problem if a suitable size of support material is selected.

지지체 물질의 목적은 지지체 물질이 표면적이 큰 생물반응기로 기능하도록 느리게 히프를 통해 아래쪽으로 서서히 이동할 때 황화물 광물을 포획 및 보유하는 것이다. 이런 이유 때문에, 높은 다공성 또는 거친 표면을 갖는 지지체 물질은 농축물을 포획하고 보유하려는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 지지체 암석이 흐름 채널의 막힘 없이 지지할 수 있는 농축물의 양이 많을수록 좋다. 본 발명의 이 측면을 실행하는데 사용될 수 있는 지지체 물질은 화산암, 자갈 또는 소량의 광물 탄산염을 생물산화 박테리아를 위한 CO2공급원으로 함유하는 폐암석을 포함한다. 다른 적절한 조대 기질에는 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그가 있다. 화산암은 그의 조면도 (roughness) 및 높은 다공성으로 인해 특히 바람직한 지지체 물질이다.The purpose of the support material is to capture and retain sulfide minerals as the support material slowly moves downward through the hips to function as a bioreactor with a large surface area. For this reason, support materials having a high porosity or rough surface are preferred because they tend to capture and retain concentrates. The greater the amount of concentrate the support rock can support without clogging the flow channel, the better. Support materials that can be used to practice this aspect of the invention include waste rock containing volcanic rock, gravel or small amounts of mineral carbonate as a CO 2 source for biooxidizing bacteria. Other suitable coarse substrates are bricks, concrete blocks and slags. Volcanic rock is a particularly preferred support material because of its roughness and high porosity.

소량의 광물 탄산염을 함유한 지지체 물질은 이것이 CO2를 생성한다는 면 뿐만 아니라, 이들이 생물산화 공정의 결과로 생성된 산 용액을 완충시키는 것을 돕기 때문에도 유리하다. 이는 생물산화 공정 동안에 생물반응기의 pH 조절을 보다 용이하게 한다.Support materials containing small amounts of mineral carbonates are advantageous not only in that they produce CO 2 , but also because they help buffer the acid solution resulting from the biooxidation process. This makes it easier to adjust the pH of the bioreactor during the biooxidation process.

적절한 크기의 지지체 물질의 선택과 관련해서는 고려해야할 여러 상반되는 이해 관계가 있다. 지지체 물질의 직경이 작을수록 표면적이 커지기 때문에, 지지체 물질의 히프로 만들어진 생물반응기의 유효 면적을 증가시킨다. 그러나, 지지체 물질의 직경이 작을수록 원하는 크기를 제조하는데 필요한 연마량에 따라 더욱 값이 비싸질 수 있다. 또한 직경이 더 작은 지지체 물질일수록 히프의 상단에 첨가되는 농축물에 의해 유체 흐름 채널이 더 많이 방해 받을 수 있다. 더 큰 지지체 물질일수록 흐름 채널이 막힐 위험성 없이 더 높은 히프가 형성되게 한다.There are several conflicting interests to consider with regard to the selection of appropriately sized support materials. The smaller the diameter of the support material, the larger the surface area, thus increasing the effective area of the bioreactor made with the bottom of the support material. However, the smaller the diameter of the support material, the more expensive it may be, depending on the amount of polishing required to produce the desired size. In addition, the smaller the diameter of the support material, the more fluid flow channels can be disturbed by the concentrate added to the top of the bottom. Larger support materials allow higher hips to form without the risk of clogging the flow channel.

전형적으로, 지지체 물질은 직경이 약 0.62 cm보다 크고 약 2.54 cm 보다는 작을 것이다. 바람직하게는 지지체 물질의 직경은 약 0.95 cm 보다는 크고 약 1.9 cm 보다는 작다. 약 1.27 cm의 직경을 갖는 지지체 물질이 최적의 크기일 것이다.Typically, the support material will be greater than about 0.62 cm in diameter and less than about 2.54 cm. Preferably the diameter of the support material is greater than about 0.95 cm and less than about 1.9 cm. The support material with a diameter of about 1.27 cm will be the optimal size.

농축물을 생물산화시키기 위해, 히프를 농축물에서 황화물 광물을 생물산화시킬 수 있는 박테리아 또는 다른 미생물로 접종시킨다. 그러한 미생물 처리는 당분야에 잘 알려져 있다. 이런 목적으로 사용될 수 있는 박테리아는 티오바실러스 페로옥시단스 (Thiobacillus ferrooxidans), 렙토스피릴룸 페로옥시단스 (Leptospirillum ferrooxidans) 및 티오바실러스 티오옥시단스 (Thiobacillus thiooxidans)를 포함한다. 티오바실러스 페로옥시단스는 생물산화 공정에 특히 바람직한 미생물이다.To biooxidize the concentrate, the bottom is inoculated with bacteria or other microorganisms capable of biooxidizing sulfide minerals in the concentrate. Such microbial treatments are well known in the art. Bacteria that can be used for this purpose include Thiobacillus ferrooxidans , Leptospirillum ferrooxidans and Thiobacillus thiooxidans . Thiobacillus ferrooxydans are particularly preferred microorganisms for biooxidation processes.

생물침출 용액이 재순환된다면, 생물산화 속도가 지나치게 늦춰지는 것을 막기 위해 재순환된 용액 중에 독성 물질의 생성을 막는 예비단계가 필요할 수 있다. 1994년 10월 25일에 출원된 미국 특허 출원 제08/329,002호에 기재된 공정은 억제 물질이 생물산화 공정에 해롭게 될 때까지 생성되지 않도록 하기 위해 사용할 수 있다.If the bioleaching solution is recycled, a preliminary step may be necessary to prevent the generation of toxic substances in the recycled solution to prevent the biooxidation rate from becoming too slow. The process described in US patent application Ser. No. 08 / 329,002, filed Oct. 25, 1994, can be used to ensure that inhibitory substances are not produced until they are detrimental to the biooxidation process.

내화성 황화물 농축액이 충분하게 생물산화된 후, 유리된 귀금속류는 티오우레아 또는 시안화물의 침출제로 침출시킬 수 있다. 시안화물은 히프의 pH가 침출 전에 먼저 상승되어야 할지라도 바람직한 침출제이다. 티오우레아의 이점은 생물산화 미생물에 독성이 없다는 점이다. 결과적으로 간헐적인 침출을 수행하여 유리된 귀금속류를 용해시킨 후 생물산화 공정을 재개할 수 있다.After the refractory sulfide concentrate is sufficiently biooxidized, the free precious metals can be leached with a thiourea or cyanide leaching agent. Cyanide is a preferred leachant even if the pH of the hip has to be raised first before leaching. The advantage of thiourea is that it is not toxic to biooxidized microorganisms. As a result, intermittent leaching may be performed to dissolve free noble metals and resume the biooxidation process.

용해된 귀금속류는 침출 중의 탄소 및 컬럼 공정 중의 탄소와 같이 당분야의 숙련가들에게 잘 알려진 기술을 사용하여 침출제로부터 회수할 수 있다.The dissolved precious metals can be recovered from the leach agent using techniques well known to those skilled in the art, such as carbon during leaching and carbon during column processing.

간헐적으로 신선한 또는 새로운 농축액을 히프의 상단에 첨가함으로써 본 방법이 연속적으로 사용될 수 있다는 것이 본 방법의 또다른 이점이다. 새로운 농축액을 히프 상단에 첨가하는 것의 이점은 일단 히프를 완성하고 생물산화가 급속하게 일어난 후, 새로운 농축물을 첨가하여 생물산화된 물질을 처리하기 위해 히프를 파괴할 필요없이 히프 내에서 생물산화 속도를 높게 유지할 수 있다는 것이다.Another advantage of the method is that it can be used continuously by adding intermittently fresh or fresh concentrate to the top of the heap. The advantage of adding a new concentrate to the top of the heap is that once the heap is completed and biooxidation occurs rapidly, the rate of biooxidation in the heap is not required to destroy the heap to add new concentrate to treat the biooxidized material. Can be kept high.

본 발명의 이 측면에 따른 방법의 비교적 낮은 자본 및 조작 비용으로 인해, 매우 저급인 농축물을 경제적으로 가공하는데 사용할 수 있고, 결과적으로 밀링형 생물산화 공정 보다 더 저급 광석을 가공할 수 있다. 또한 귀금속 함유 내화성 황화물 광물의 농축물을 지지체 물질의 히프 상단에 살포함으로써 양호한 유체 흐름 (공기 및 액체 모두)이 히프 내에서 보장된다.Due to the relatively low capital and operating costs of the process according to this aspect of the invention, it can be used to economically process very low concentrates, and consequently to process lower ores than milled biooxidation processes. In addition, a good fluid flow (both air and liquid) is ensured in the heap by spreading a concentrate of the noble metal containing refractory sulfide mineral on top of the bottom of the support material.

본 발명의 또다른 측면을 지금부터 기재한다. 본 발명의 이 측면에서는, 황화물 광석에서 비금속류(base metal)를 회수하는 방법을 제공한다. 그러한 광석은 예를 들면, 황동광, 섬아연광, 니켈 황화물 광석 및 우라늄 황화물 광석을 포함한다. 본 발명의 이 측면에 따른 방법은 (a) 미세한 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물을 생성하고, (b) 조대 지지체 물질의 히프 상단에 농축물을 분배하며, (c) 농축물을 생물산화시키고, (d) 금속 황화물 광물을 생물산화시키는데 사용되는 용액으로부터 유용 금속류를 회수하는 것을 포함한다. 이 공정은 귀금속 함유 황화물 광물의 농축물 처리에 대한 본 발명의 상기 측면과 관련하여 기재한 방법과 유사하게, 생물반응기로 조대 지지체 물질의 히프를 사용하며, 이것의 자본 및 조작 비용이 밀링형 생물침출 조작의 것보다는 적다. 그러나, 히프에서 공기 흐름이 양호하므로, 황화물 광물의 생물산화 속도는 매우 높고 밀링형 조작에서 관찰되는 속도에 근접할 수 있다.Another aspect of the invention is now described. In this aspect of the present invention, a method of recovering base metals from sulfide ores is provided. Such ores include, for example, chalcopyrite, zinc zinc, nickel sulfide ores and uranium sulfide ores. The process according to this aspect of the invention comprises (a) producing a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles, (b) distributing the concentrate over the bottom of the coarse support material, and (c) biooxidizing the concentrate. And (d) recovering the useful metals from the solution used to biooxidize the metal sulfide mineral. This process uses a heap of coarse support material as a bioreactor, similar to the method described in connection with this aspect of the present invention for the treatment of concentrates of noble metal containing sulfide minerals, whose capital and operating costs are milled organisms. Less than that of the leaching operation. However, because of good airflow at the bottom, the rate of biooxidation of sulfide minerals is very high and can be close to the rate observed in milling operations.

농축물을 얻은 황화물 광석에 따라 본 발명의 이 측면에 따른 방법으로부터회수할 수 있는 비금속류에는 구리, 아연, 니켈 및 우라늄이 포함된다.Nonmetals that can be recovered from the process according to this aspect of the invention, depending on the sulfide ore from which the concentrate has been obtained, include copper, zinc, nickel and uranium.

본 발명의 이 측면에 따른 방법을 위한 공정 매개 변수 및 고려 사항은 내화성 황화물 광물의 귀금속 함유 농축물을 가공하기 위한 본 발명의 상기 측면에 대해 상기한 바와 같다. 그러나 두 가지 방법의 주요한 차이는 본 방법에서 관심을 두는 비금속이 생물산화 공정 중에 용해된다는 점이다. 결과적으로 유용 금속류는 금속 황화물 광물의 농축물을 생물산화시키는데 사용된 용액으로부터 직접 회수될 수 있다. 생물침출물로부터 관심있는 유용 금속류를 추출하는데 사용하는 기술은 해당 특정 금속에 따라 결정될 것이다. 당분야의 숙련가들이 인지하는 바와 같이, 그러한 기술에는 용매 추출, 철 삼탄 및 pH 조절을 통한 침전이 포함될 것이다. 용매 추출은 생물침출 용액으로부터 구리를 제거하는 특히 바람직한 방법이다.Process parameters and considerations for the process according to this aspect of the invention are as described above for this aspect of the invention for processing precious metal containing concentrates of refractory sulfide minerals. The main difference between the two methods, however, is that the base metals of interest in this method dissolve during the biooxidation process. As a result, useful metals can be recovered directly from the solution used to biooxidize the concentrate of the metal sulfide mineral. The technique used to extract useful metals of interest from bioleachers will depend on the particular metal in question. As will be appreciated by those skilled in the art, such techniques will include precipitation through solvent extraction, iron tritan and pH adjustment. Solvent extraction is a particularly preferred method of removing copper from the bioleaching solution.

본 발명의 상기 측면에 따른 방법에 있어서, 본 방법은 간헐적으로 농축물을 첨가함으로써 연속적으로 작동될 수 있다. 예를 들면, 농축물은 1일 또는 1주일 단위로 첨가될 수 있다. 상기한 바와 같이, 그러한 첨가로 인해, 생물산화 속도는 히프에 분배되어 히프를 통해 이동하는 농축물에 대해 높게 남아있게 된다.In the process according to this aspect of the invention, the process can be operated continuously by intermittently adding the concentrate. For example, the concentrate may be added on a daily or weekly basis. As noted above, due to such additions, the biooxidation rate remains high for concentrates that are distributed to the hips and move through the hips.

당분야의 숙련가들이 인정하는 바와 같이, 본 발명의 이 측면에 따른 방법은 내화성 황화물 광물의 농축물로부터 귀금속류를 회수하기 위한 본 발명의 상기 측면에 따른 방법과 결합될 수 있다. 이는, 황화물 광물에 함유된 흡장된 귀금속류를 유리시킴과 동시에 내화성 황화물 광물로부터 얻은 비금속류는 생물산화 공정 동안에 생물침출 용액으로 용해될 것이기 때문이다. 그 다음, 이들을 원한다면 상기에 기재된 기술을 사용하여 회수할 수 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, the method according to this aspect of the present invention may be combined with the method according to this aspect of the present invention for recovering precious metals from concentrates of refractory sulfide minerals. This is because non-metals obtained from refractory sulfide minerals will be dissolved into the bioleaching solution during the biooxidation process while releasing occluded precious metals contained in the sulfide minerals. These can then be recovered using the techniques described above if desired.

상기한 본 발명의 바람직한 실시태양인 본 발명의 여러 측면은 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 그러한 상세한 설명은 본 명세서에 개시된 발명을 예시하려는 것이지 기재한 실시예로 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.Several aspects of the invention, which are preferred embodiments of the invention described above, will be described in more detail in the following examples. Such details are intended to illustrate the invention disclosed herein and are not intended to limit the invention to the embodiments described.

실시예 1Example 1

황화물로 인하여 시안화물에 의한 침출에 대해 내화성인 것으로 알려진 저 등급 (3.4 ppm) 금 광석 시료를 분쇄하였다. 광석은 -0.62 cm 분획물 (47.4 중량%) 및 -0.31 cm 분획물 (나머지)로 분리시켰다. 이어서 -0.31 cm 분획물을 75 ㎛ 체를 95% 통과하도록 연마해서 부유 선광에 의해 내화성 황철광 농축물이 생성되는 것을 보조하였다.Low grade (3.4 ppm) gold ore samples known to be refractory to leaching by cyanide due to sulfides were ground. The ore was separated into -0.62 cm fractions (47.4 wt%) and -0.31 cm fractions (rest). The -0.31 cm fraction was then ground through a 75 μm sieve to 95% to assist in the production of refractory pyrite concentrates by flotation.

30% 펄프 밀도에 도달할 때까지 연마된 시료에 물을 첨가하였다. 이어서 광석 펄프를 pH 10으로 조정하고, 점토 물질을 제거하기 위해 12 시간 동안 광석 1 톤 당 6 kg의 Na2SiO4로 처리하였다. 점토 물질은 12 시간 후에 침강되지 않은 분획으로 제거되었다.Water was added to the polished samples until the 30% pulp density was reached. The ore pulp was then adjusted to pH 10 and treated with 6 kg of Na 2 SiO 4 per tonne of ore for 12 hours to remove clay material. The clay material was removed into unsedimented fractions after 12 hours.

점토가 부유 단계에서 문제를 일으킬 수 있기 때문에, 비 점토 물질이 침강되도록 하는 단계를 시료의 부유 단계 전에 점토 분획물 제거를 위해 추가하였다.Since clay can cause problems in the flotation phase, a step to allow non-clay material to settle was added for removal of the clay fraction before the flotation phase of the sample.

점토 분획물은 총 광석 중량의 3% 이하이나, 광석 내에는 금이 거의 5% 정도 함유되어 있었다. 점토 분획물의 제거 및 수반되는 부유 단계는 매우 작은 중량의 분획물 (총 광석 중량의 0.1%)을 생성하였으나, 17 ppm 이상의 금을 함유하였다. 점토 부유 찌꺼기의 시안화물 침출은 포함된 금의 76% 이상을 추출하였다. 점토부유 찌꺼기에 함유된 금의 총량은 1.08 ppm이었다.The clay fraction contained less than 3% of the total ore weight, but contained almost 5% of the gold in the ore. Removal of the clay fractions and subsequent flotation steps resulted in very small fractions (0.1% of the total ore weight), but contained at least 17 ppm of gold. Cyanide leaching of clay suspended residues extracted more than 76% of the gold contained. The total amount of gold in the clay floc was 1.08 ppm.

부유 단계 전에, 연마된 광석 (+5 ㎛ 내지 -75 ㎛)의 주된 분획물은 웸코 (Wemco) 부유셀내에 혼합하여 10 분 동안 CaSO42.0 kg/톤으로 조절하였다. 이 공정은 100 g/톤의 크산테이트와 10 분간 혼합한 후, 50 g/톤의 다우프로쓰 (Dowfroth) D-200과 5 분간 혼합하여 수행하였다. 이어서 시료를 30%의 펄프 밀도로 20 분간 부유시켰다. 주된 분획물 4 kg을 각 500 g의 8개의 별도의 배치에서 처리하였다. 이들 부유 단계로부터 수득된 황화물 농축물을 수거하여 합하고, 칼럼에서 재부유시켰다.Prior to the floating step, the main fraction of polished ore (+5 μm to -75 μm) was mixed in a Wemco suspended cell and adjusted to 2.0 kg / ton of CaSO 4 for 10 minutes. This process was performed by mixing with 100 g / ton of xanthate for 10 minutes and then with 50 g / ton of Dowfroth D-200 for 5 minutes. The sample was then suspended for 20 minutes at a pulp density of 30%. 4 kg of the main fractions were treated in eight separate batches of 500 g each. Sulfide concentrates obtained from these flotation steps were collected and combined and resuspended in a column.

3개 분획물, 즉 웸코 부유기 (Wemco float)로부터의 찌꺼기, 칼럼 부유기로부터의 찌꺼기, 및 황화물 농축물을 각각 건조 침량하였다. 웸코 부유기로부터의 찌꺼기는 총 광석 중량의 35.4 중량%이며, 1.88 ppm 금을 함유하였다. 상기 분획의 시안화물 침출에 의한 금 수율은 67%였다. 이는 63%이었던, 전체 광석의 시안화물 침출 동안의 회수율보다 높은 것이다. 칼럼 찌꺼기는 3.56 ppm의 금을 함유하였다. 시안화물 침출에 의한 상기 분획물로부터의 금 회수율은 76.6%였다.Three fractions, residues from Wemco float, residues from column floater, and sulfide concentrates were dried and sedimented respectively. The debris from the Gecko suspension was 35.4% by weight of the total ore weight and contained 1.88 ppm gold. The gold yield by cyanide leaching of the fraction was 67%. This is higher than the recovery during cyanide leaching of the total ore, which was 63%. The column residue contained 3.56 ppm gold. Gold recovery from the fraction by cyanide leaching was 76.6%.

황화물 농축물은 전체 광석 (+0.31 cm 및 -0.31 cm 분획)의 8.8%인 753 g 중량이었다. 상기 농축물의 작은 분획에 대한 분석 결과, 6.5 ppm의 금을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 상기 분획은 +0.31 cm 광석의 47.4 중량%에 코팅되었다. 건조 황철광 농축물은 집합 보조체인, 2,000 ppm 제2철 이온 및 1% 날코(Nalco) #7534 혼합액을 분무하면서 30 rpm으로 회전하는 드럼에서 롤링시켜 조광석 표면위에 살포하였다. 상기 용액의 pH는 1.8이었다.The sulfide concentrate was 753 g weight, 8.8% of the total ore (+0.31 cm and -0.31 cm fractions). Analysis of a small fraction of the concentrate showed that it contained 6.5 ppm of gold. The fraction was coated on 47.4% by weight of +0.31 cm ore. The dry pyrite concentrate was sprayed onto the surface of the ore by rolling in a drum rotating at 30 rpm while spraying a mixture of 2,000 ppm ferric ions and a 1% Nalco # 7534 mixture, which was an aggregate. The pH of the solution was 1.8.

조광석 지지체 상의 농축물 혼합액을 7.62 cm 칼럼 중에 배치하였다. 공기 및 액체를 상부로부터 도입시켰다. 칼럼에 O.D. 2.6 또는 1 ml 당 약 1.1 × 1010의 세균 농도로 티오바실러스 페로옥시단스 세균 10 ml를 접종하였다.The concentrate mixture on the crude ore support was placed in a 7.62 cm column. Air and liquid were introduced from the top. The column was inoculated with 10 ml of thiobarcillus ferrooxidans bacteria at a bacterial concentration of about 1.1 × 10 10 per OD 2.6 or 1 ml.

세균을 5 g/ℓ 황산 암모늄 및 0.83 g/ℓ 황산 마그네슘 7수화물을 함유한 산성 영양 용액에서 배양하였다. 상기 용액의 pH는 황산 (H2SO4)으로 조정하여 1.7 내지 1.9의 범위로 유지시켰다. 또한, 상기 용액은 황산 제2철 및 황산 제1철의 형태로 20 g/ℓ의 철을 함유하였다.The bacteria were incubated in acidic nutrient solution containing 5 g / l ammonium sulfate and 0.83 g / l magnesium sulfate heptahydrate. The pH of the solution was adjusted to sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and maintained in the range of 1.7 to 1.9. The solution also contained 20 g / l iron in the form of ferric sulfate and ferrous sulfate.

pH를 1.8로 조정한 후에 칼럼의 상층부에 세균을 첨가하였다. 실험 동안 칼럼의 상층부에 도입된 액체는 0.2 × 9 K 염 및 2,000 ppm의 제2철이 있는 pH 1.8의 액체였다. 철 산화 정도는 칼럼으로부터 용출되는 용액의 분석치에서 2,000 ppm의 제2철 공급물에 의해 도입된 철을 뺀 것으로 결정하였다.After the pH was adjusted to 1.8, bacteria were added to the top of the column. The liquid introduced at the top of the column during the experiment was a liquid of pH 1.8 with 0.2 x 9 K salt and 2,000 ppm of ferric iron. The degree of iron oxidation was determined by subtracting iron introduced by the 2,000 ppm ferric feed from the analysis of the solution eluting from the column.

티오바실러스 페로옥시단스에 대한 표준 9 K 염 배지의 조성을 아래 표에 나타내었다. 농도는 g/ℓ로 제공되었다.The composition of the standard 9K salt medium for thiobacilli ferrooxydans is shown in the table below. Concentrations were given in g / l.

(NH4)SO4 (NH 4 ) SO 4 55 KClKCl 0.170.17 K2HPO4 K 2 HPO 4 0.0830.083 MgSO4·7H2OMgSO 4 7 H 2 O 0.8330.833 Ca(NO3)·4H2OCa (NO 3 ) .4H 2 O 0.0240.024

0.2 × 9 K 염이란 9 K 염 용액 농도가 표준 9 K 염 배지 농도의 20%이었다는 것을 가리키는 것이다.0.2 × 9 K salt indicates that the 9 K salt solution concentration was 20% of the standard 9 K salt medium concentration.

60일 후, 칼럼으로부터 침출된 철의 양은 황철광의 약 50%가 생물산화되어졌음을 나타내었다. 실험을 종결하고, 혼합물을 +600 ㎛ 분획 및 -600 ㎛ 분획으로 분리하였다. 각 분획을 95% -75 ㎛로 연마한 다음, 500 ppm 시안화물 용액을 사용하여 96 시간 바틀 롤 분석법 (96-hour bottle roll analysis)으로 침출시켰다. 활성탄을 바틀 롤 시험에 첨가하여, 용해되지 않은 금을 흡수하였다.After 60 days, the amount of iron leached from the column indicated that about 50% of pyrite was biooxidized. The experiment was terminated and the mixture was separated into +600 μm fraction and -600 μm fraction. Each fraction was polished to 95% -75 μm and then leached by 96-hour bottle roll analysis using a 500 ppm cyanide solution. Activated carbon was added to the bottle roll test to absorb undissolved gold.

-600 ㎛ 분획의 금 회수율은 83.7%이었다. -600 ㎛ 물질은 황철광 중량의 손실로 인한 8.87 ppm의 증가된 표면 금가를 나타내었다. 반면에, 조 +600 ㎛ 분획은 57%의 금 회수율 및 2.27 ppm의 표면 금가를 나타내었다. 이는 조암석의 표면 위에 코팅된 농축물 황철광이 암석의 조분획보다 더 빨리 생물산화되었음을 의미한다.The gold recovery of the -600 μm fraction was 83.7%. The -600 μm material showed an increased surface gold value of 8.87 ppm due to the loss of pyrite weight. On the other hand, the crude +600 μm fraction showed 57% gold recovery and 2.27 ppm surface gold. This means that the concentrate pyrite coated on the surface of the crude rock biooxidized faster than the crude fraction of the rock.

실시예 2Example 2

다른 비교 시험을 행하였다. 이 실시예에서는, 광석 크기 분획들의 생물산화율을 비교하였다. 람로드 골드 코포레이션 (Ramrod Gold Corporation)에서 공급하는 광석을 1.9 cm로 분쇄하였다. -0.31 cm 광석 분획을 제거하여 농축물 형성에 사용하였다. 광석 시료는 광석 1톤 당 2.7 g (2.7 ppm) 이하의 금을 가지고 있었다. 시료는 황비철광 및 황철광 모두를 함유하고 있었다. 농축물은 -0.31 cm 광석 5 kg이 -75 ㎛에 통과될 때까지 볼 밀링하여 만들었고, 볼 밀링된 광석을 크산테이트로 부유 선광하여 황철광 농축물을 형성하였다. 부유 단계 전에, 점토를 8시간 이상 동안 광석 1 톤 당 6 kg의 Na2SiO4로 침강시켜 제거하였다. 부유 단계는 실험실용 웸코 부유 셀 내에 각 500 g의 작은 뱃치로 행하였다. 칼륨 아밀 크산테이트를 수집제로서 농도 100 g/톤으로, 황화 나트륨 1.5 kg/톤 및 다우포스 D-200 50 g/톤과 함께 사용하였다. 황철광 농축물은 -0.31 cm 광석 분획의 4.5 중량%를 구성하였다. 그러나, 이 광석 분획은 밀링된 광석에 대해 금 및 황철광을 80% 이상으로 함유하였다. 농축물은 약 17.4%의 철, 15.7%의 황 및 약 40 ppm의 금을 함유하였다. +0.31 cm 광석은 0.9% 철 및 0.18%의 황을 함유하였다.Another comparative test was done. In this example, biooxidation rates of ore size fractions were compared. Ore from Ramrod Gold Corporation was ground to 1.9 cm. The -0.31 cm ore fraction was removed and used to form the concentrate. The ore sample had less than 2.7 g (2.7 ppm) of gold per tonne of ore. The sample contained both ferrous ores and pyrites. The concentrate was made by ball milling until 5 kg of -0.31 cm ore passed through -75 μm, and the ball milled ore was flocculated with xanthate to form pyrite concentrate. Prior to the flotation step, the clay was removed by sedimentation with 6 kg of Na 2 SiO 4 per tonne of ore for at least 8 hours. Suspension steps were performed in small batches of 500 g each in a laboratory Gecko suspension cell. Potassium amyl xanthate was used at a concentration of 100 g / ton as a collecting agent, with 1.5 kg / ton of sodium sulfide and 50 g / ton of Dowforce D-200. The pyrite concentrate made up 4.5 wt% of the -0.31 cm ore fraction. However, this ore fraction contained at least 80% gold and pyrite for milled ores. The concentrate contained about 17.4% iron, 15.7% sulfur and about 40 ppm gold. The +0.31 cm ore contained 0.9% iron and 0.18% sulfur.

상기 농축물의 140 g 시료를 +0.31 cm 조광석 560 g 위에 코팅시켰다. 농축물을 조광석에 건조 분말로서 가하였다. 이어서 혼합물을 소형 플라스틱 드럼에서 30 rpm으로 회전시켜서, 암석 지지체 위에 건조 농축물을 살포하였다. 2,000 ppm 제2철 이온 및 1% 날코 (Nalco) #7534를 함유한 액체를 모든 농축물이 암석 위에 코팅될 때까지 혼합물 위에 분무하였다. 용액의 pH를 1.8로 유지시켰다. 사용된 액체의 양은 조광석 및 농축물 중량의 5 내지 10 중량%인 것으로 측정되었다. 조광석 기질 위의 농축물 700 g 혼합물을 7.62 cm 칼럼으로 이동시켰다. 칼럼안에 배치된 후 광석의 높이는 약 12.7 cm이었다. 공기 및 액체를 칼럼의 상부로부터 유입시켰다. 조광석 기질 위에 코팅된 농축물의 칼럼에 O.D. 2.0 또는 1 ml 당 8 × 109의 세균 약 10 ml를 접종하였다.A 140 g sample of the concentrate was coated onto 560 g of +0.31 cm light ore. The concentrate was added to the ore as dry powder. The mixture was then rotated at 30 rpm in a small plastic drum to spread the dry concentrate onto the rock support. A liquid containing 2,000 ppm ferric ions and 1% Nalco # 7534 was sprayed onto the mixture until all concentrates were coated on rock. The pH of the solution was maintained at 1.8. The amount of liquid used was determined to be 5 to 10 wt% of the weight of the ore and concentrate. The 700 g mixture of concentrate on the crude ore substrate was transferred to a 7.62 cm column. The ore's height was about 12.7 cm after being placed in the column. Air and liquid were introduced from the top of the column. A column of concentrate coated on the ore substrate was inoculated with about 10 ml of OD 2.0 or 8 × 10 9 bacteria per ml.

세균은 ATCC #19859 및 33020 균주로 출발하여 유도한 티오바실러스 페로옥시단스의 혼합 배양물이었다. 세균을 5 g/ℓ의 황산 암모늄 및 0.83 g/ℓ의 황산 마그네슘 7수화물을 포함한 산성 영양 용액에서 배양시켰다. 용액의 pH는 황산 (H2SO4)으로 조정하여 1.7 내지 1.9의 범위로 유지시켰다. 또한 용액은 황화 제2철및 황화 제1철의 형태로 20 g/ℓ의 철을 함유하였다.Bacteria were mixed cultures of thiobacilli ferrooxydans starting with ATCC # 19859 and 33020 strains. The bacteria were incubated in acidic nutrient solution containing 5 g / l ammonium sulfate and 0.83 g / l magnesium sulfate heptahydrate. The pH of the solution was adjusted to sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and maintained in the range of 1.7 to 1.9. The solution also contained 20 g / l of iron in the form of ferric sulfide and ferrous sulfide.

pH가 1.8로 조정된 후에 칼럼의 상층부에 세균을 첨가하였다. 실험하는 동안 칼럼 상부에 도입된 액체는 0.2 × 9 K 염 및 2,000 ppm의 제2철 이온이 있는 pH 1.8의 액체이었다. 철의 산화 정도는 칼럼으로부터 용출되는 용액의 분석치에서 2,000 ppm의 제2철 공급물에 의해 도입된 철량을 뺀 것으로 결정하였다.After the pH was adjusted to 1.8, bacteria were added to the top of the column. The liquid introduced at the top of the column during the experiment was a liquid of pH 1.8 with 0.2 × 9 K salt and 2,000 ppm of ferric ions. The degree of oxidation of iron was determined by subtracting the amount of iron introduced by the 2,000 ppm ferric feed from the analysis of the solution eluting from the column.

이 광석은 그 자체 중량의 1% 미만의 농도로 황화물 함량이 낮았다. 20 중량%로 조암석에 대해 농축물을 제조하면, 황철광 및 금의 농도는 10배 이상 증가될 수 있었다. 이는 도 6 및 7에 도시된 것과 같이 전체 광석에 비하여 생물산화율을 중가시켰다. 상기의 공정이 공기 및 물에 더 많은 황철광을 노출시키는 것 뿐만 아니라, 히프 (heap)에 대하여 칼럼 모델내에 광석 단위 부피당 발생되는 제2철 이온양 및 산의 양도 증가시켰다.This ore had a low sulfide content at concentrations below 1% of its own weight. When the concentrate was prepared for the crude rock at 20% by weight, the concentration of pyrite and gold could be increased more than 10 times. This increased the biooxidation rate relative to the total ore as shown in FIGS. 6 and 7. In addition to exposing more pyrite to air and water, the process also increased the amount of ferric ions and acids generated per unit volume of ore in the column model with respect to the heap.

도 6은 +0.31 cm 조광석 위에 상기 광석의 황철광 농축물 및 전체 광석 자체 모두에 대해 침출된 철%에 의해 결정된 산화량을 나타낸 것이다. 그래프에 나타난 바와 같이, 농축물 공정은 처음 30일 이내에 약 40%, 그리고 처음 60일 이내에 65% 이상 생물산화되었다. 반면에 전체 광석은 84일 이내에 오직 24%만이 생물산화되었다. 하루 평균 생물산화율을 도 7에 나타내었다. 코팅된 농축물의 가장 높은 하루 평균 생물산화율은 전체 광석의 하루 평균 생물산화율이 0.5%에 불과한데 비하여 하루 1.8%이었다. 도 7에 도시된 것처럼, 코팅된 농축물 시료는 생물산화를 시작하는데 오랜 시간이 걸리지 않았다. 이는 코팅된 농축물 공정이 상당히 짧은 시간 내에 완전한 생물산화를 성취하기 쉬움을 의미한다.FIG. 6 shows the amount of oxidation determined by% leached iron on both the pyrite concentrate of the ore and the total ore itself on a +0.31 cm ore. As shown in the graph, the concentrate process biooxidized about 40% within the first 30 days and at least 65% within the first 60 days. In contrast, only 24% of all ores were biooxidized within 84 days. The average daily biooxidation rate is shown in FIG. The highest daily average biooxidation rate of the coated concentrate was 1.8% per day, compared to only 0.5% of the average daily biooxidation rate of all ores. As shown in FIG. 7, the coated concentrate sample did not take a long time to start biooxidation. This means that the coated concentrate process is easy to achieve complete biooxidation in a fairly short time.

하기의 표 1은 조광석 위의 농축물 공정 및 비교 실험을 위해 실행된 전체 광석 공정을 도 6 및 7로 그래프화시킨 구체적인 자료점들을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the specific data points graphed in FIGS. 6 and 7 of the concentrate process on the crude ore and the overall ore process performed for the comparative experiments.

68일 후에 조광석 칼럼 위에 코팅된 농축물은 분해되었다. 생물산화된 물질은 +180 ㎛ 분획 및 -180 ㎛ 분획으로 분리시켰다. 미세 물질의 양은 140 g에서 150 g으로 증가하였다. 생물산화 68일 동안 시스템으로부터 제거된 철의 총량은 21.5 g으로, 황철광 46 g으로 표현된다. 조암석의 중량은 54 g 감소하였다. 이는 생물산화 공정으로 인하여 보다 미세한 물질로 암석이 분해되었기 때문인 것으로 여겨진다. 생물산화 후에 총중량은 656 g으로서, 출발 물질 보다 44 g 더 작았다. 이는 산화된 황철광 46 g으로 계산된 것과 잘 부합된다.After 68 days the concentrate coated on the ore column decomposed. Biooxidized material was separated into +180 μm fraction and -180 μm fraction. The amount of fine material increased from 140 g to 150 g. The total amount of iron removed from the system for 68 days of biooxidation is 21.5 g, expressed as pyrite 46 g. The weight of the crude rock decreased by 54 g. This is believed to be due to the decomposition of the rock into finer materials due to the biooxidation process. The total weight after biooxidation was 656 g, 44 g smaller than the starting material. This is in good agreement with the calculated 46 g of oxidized pyrite.

농축물 공정Concentrate process 전체 광석 공정Whole ore process 일수Days 침출된 철%Leached iron% 철%/일Iron / day 일수Days 침출된 철%Leached iron% 철%/일Iron / day 00 0.00.0 0.000.00 00 0.00.0 0.000.00 99 8.48.4 0.930.93 1313 0.20.2 0.010.01 1616 18.518.5 1.441.44 2121 2.52.5 0.290.29 2020 25.525.5 1.761.76 2828 5.15.1 0.380.38 2323 31.031.0 1.821.82 3535 8.68.6 0.500.50 2828 37.537.5 1.301.30 4242 11.711.7 0.440.44 3333 41.741.7 0.840.84 4949 13.813.8 0.290.29 3737 46.146.1 1.101.10 5656 15.915.9 0.310.31 4343 51.851.8 0.950.95 6262 18.418.4 0.420.42 5151 60.760.7 1.111.11 7070 21.521.5 0.390.39 5858 66.766.7 0.860.86 7777 23.123.1 0.230.23 6565 70.970.9 0.600.60 8484 24.324.3 0.160.16

-180 ㎛ 물질의 2개 시료 및 +180 ㎛ 물질 1개를 시안화물로 침출하였다. 시료들을 침출하기 위해, 바틀 롤을 96시간 동안 행하였고, 침출액은 500 ppm 시안화물로 유지시켰다. +180 ㎛ 조광석 지지체 암석은 바틀 롤을 실행하기 전에 -75 ㎛ 95%로 연마하였다. 모든 바틀 롤은 침출 용액내에서 활성탄을 사용하여 행하였다.Two samples of -180 μm material and one +180 μm material were leached with cyanide. To leach the samples, a bottle roll was run for 96 hours and the leach solution was maintained at 500 ppm cyanide. The +180 μm light ore support rock was polished to -75 μm 95% before running the bottle roll. All bottle rolls were done using activated carbon in the leaching solution.

68일의 생물산화 후 -180 ㎛ 분획의 황화물을 분석한 결과, 시료가 아직 처음 수준의 56%인 8.8 %의 시안화물을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 이는 칼럼 실험 동안 침출된 철로 표시되는 것보다 더 낮은 산화 %이었다. 금 회수율은 -180 ㎛ 고급 (38 ppm) 분획의 경우 84.3%로 증가 했으며, +180 ㎛ 저급 (3 ppm) 분획의 경우 79.5%로 증가하였다. 이는 산화되지 않은 광석의 회수율 45.6% 보다 상당한 증가된 것이다.Analysis of the -180 μm fraction of sulfides after 68 days of biooxidation showed that the sample still contained 8.8% cyanide, 56% of the initial level. This was a lower% oxidation than indicated by leached iron during the column experiment. Gold recovery was increased to 84.3% for the -180 μm high (38 ppm) fraction and 79.5% for the +180 μm low (3 ppm) fraction. This is a significant increase over 45.6% recovery of unoxidized ore.

실시예 3Example 3

도미니카 공화국 광산으로부터 얻은 70% -75 ㎛ 금 광석 시료를 사용하여 황화물 부유 농축물을 만들었다. 광석 시료는 이미 시안화물로 침출시킨 광산의 찌꺼기 더미에서부터 얻었다. 광석 시료는 황화물 내에 폐색되어 시안화물에 의해 직접적으로 침출될 수 없는 2 g/톤 이상의 금을 여전히 함유하고 있었다.Sulfide suspension concentrates were made using 70% -75 μm gold ore samples from the Dominican Republic mine. Ore samples were obtained from piles of waste from mines already leached with cyanide. The ore sample still contained more than 2 g / tons of gold that was blocked in sulfides and could not be leached directly by cyanide.

황화물 농축물을 형성하기 위해서, 상기 시료의 수 kg을 95% -75 ㎛로 더 연마하였다. 이 연마된 시료를 부유시켜서 황화물 농축물을 형성시켰다. 부유 단계는 실험실용 웸코 부유 셀 내에 각 500 g의 작은 뱃치로 행하였다. 부유 선광 전에, 연마된 광석 시료를 30%의 펄프 밀도로 조정하였다. 광석 슬러리를 황화 나트륨 (Na2S) 1.5 kg/톤과 함께 5분 동안 pH 8.5에서 혼합하였다. 이어서 수집제로서 칼륨 아밀 크산테이트를 100 g/톤으로 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 다음에 50 g/톤의 다우포스 D-200을 첨가한 뒤 5분 동안 혼합하였다. 마지막으로, 17.4중량%의 철 및 19.4 중량%의 황화물 및 농축물 1 톤당 14 g의 금을 포함하는 황화물 농축물을 생산하기 위해 공기를 유입하였다. +0.31 cm 내지 -0.62 cm 화강암 위에 황화물 농축물 140 g을 코팅시켜서 복수개의 코팅된 기질을 만들었다. 농축물을 건조 분말로서 화강암에 첨가하였다. 이어서 혼합물을 소형 플라스틱 드럼에서 30 rpm으로 회전시켜서, 지지체 물질 위에 건조 황철광을 살포하였다. 2,000 ppm 제2철 이온 및 1% 날코 (Nalco) #7534 응집 보조제를 함유한 액체를 모든 농축물이 습윤된 화강암 위에 코팅될 때까지 혼합물 위에 분무하였다. 용액의 pH를 1.8로 유지시켰다. 이 경우 조암석은 철 또는 금을 가지고 있지 않았다. 그러나, 암석은 처음에 pH를 높게 유지하게하는 소량의 광물질 탄산염을 함유하고 있을뿐 아니라 세균에게 탄소원으로서 CO2를 제공하였다.To form sulfide concentrates, several kg of the sample were further ground to 95% -75 μm. This polished sample was suspended to form a sulfide concentrate. Suspension steps were performed in small batches of 500 g each in a laboratory Gecko suspension cell. Prior to flotation, the polished ore sample was adjusted to a pulp density of 30%. The ore slurry was mixed at pH 8.5 for 5 minutes with 1.5 kg / ton of sodium sulfide (Na 2 S). Potassium amyl xanthate as a collecting agent was then added at 100 g / ton and mixed for 5 minutes. 50 g / ton of Dowforce D-200 was then added and mixed for 5 minutes. Finally, air was introduced to produce a sulfide concentrate comprising 17.4 wt% iron and 19.4 wt% sulfide and 14 g of gold per tonne of concentrate. A plurality of coated substrates were made by coating 140 g of sulfide concentrate on +0.31 cm to -0.62 cm granite. The concentrate was added to the granite as a dry powder. The mixture was then rotated at 30 rpm in a small plastic drum to spread dry pyrite over the support material. Liquid containing 2,000 ppm ferric ions and 1% Nalco # 7534 flocculation aid was sprayed onto the mixture until all concentrates were coated on wet granite. The pH of the solution was maintained at 1.8. In this case, the rock has no iron or gold. However, rocks not only contained small amounts of mineral carbonates that initially kept the pH high, but also provided the bacteria with CO 2 as a carbon source.

농축물 코팅된 암석 700 g을 칼럼에 넣었다. 0.2 × 9 K 염 및 pH가 1.6인 2,000 ppm 제2철 이온 용액을 약 300 ml/일의 유속으로 칼럼 상부로부터 도입시켰다. 이어서, 칼럼에 실시예 2와 같은 10 ml의 세균을 접종하였다. 농축물 코팅된 암석 기질의 pH를 pH 1.8로 조정하였고, 유입물의 pH는 1.8로 세팅하였다. 또한, 칼럼의 상부를 통해 공기를 주입하였다.700 g of concentrate coated rock was added to the column. A 2,000 ppm ferric ion solution with 0.2 × 9 K salt and a pH of 1.6 was introduced from the column top at a flow rate of about 300 ml / day. The column was then inoculated with 10 ml of bacteria as in Example 2. The pH of the concentrate coated rock substrate was adjusted to pH 1.8 and the pH of the influent was set to 1.8. In addition, air was injected through the top of the column.

도 8은 농축물로부터 침출된 철%에 의해 결정된 생물산화율을 나타낸 그래프이다. 생물산화의 하루 평균%를 계산하여 표 2에 나타내었으며, 도 9에 그래프로 나타냈다. 생물산화율 %는 제거되는 전체 철량을 농축물에 함유된 전체 철량으로 나누어 결정하였다. 생물산화율은 pH의 조정 및 세균의 증식 및 적응에 따라 느리게 시작하였다. 그러나, 약 2주 후에 생물산화율은 빨리 증가되어 30일 후에 최고치에 달았다. 이 때쯤, 전체 철 중 거의 50%가 생물산화되었다. 이 공정은 잔여 황철광이 소비됨에 따라 점차로 감속되면서 지속되었다. 64일 경과 시에 거의 97%의 철이 생물산화되었다. 본 공정의 후반기에 농축물이 거의 완전히 생물산화되었고, 생물산화 속도가 감속되었지만, 하루 평균 생물산화율은 여전히 1%/일 정도이었다. 70일 후에, 생물산화가 중단되었다. 생물산화된 농축물을 +180 ㎛ 분획 및 - 180 ㎛ 분획으로 분리하였다. 생물산화된 농축물의 양은 140 g에서 115g으로 감소하였다. 70일간의 생물산화 동안 시스템으로부터 제거된 철의 총량은 25.9 g이었으며, 이는 황철광 55.5 g을 의미한다. 화강암의 중량은 98.9 g 감소하였다. 이는 산에 의한 암석내의 탄산 칼슘의 분해와 암석의 보다 미세한 물질로의 분해 때문인 것으로 여겨진다. 총 중량은 123.3 g 감소되었고, 이는 황철광 단독의 생물산화에 의해 예견되는 것보다 67.8 g 더 많은 양이었다.8 is a graph showing the biooxidation rate determined by% iron leached from the concentrate. The average daily percentage of biooxidation was calculated and shown in Table 2 and graphically shown in FIG. 9. The% biooxidation rate was determined by dividing the total iron removed by the total iron contained in the concentrate. Biooxidation rates started slowly with adjustment of pH and growth and adaptation of bacteria. However, after about two weeks, the biooxidation rate increased rapidly and peaked after 30 days. By this time, nearly 50% of all iron was biooxidized. This process continued with slowing down as the remaining pyrite was consumed. Nearly 64% of iron was biooxidized after 64 days. In the second half of the process, the concentrate was almost completely biooxidized and the rate of biooxidation slowed down, but the average daily biooxidation rate was still around 1% / day. After 70 days, biooxidation was stopped. Biooxidized concentrate was separated into +180 μm fraction and −180 μm fraction. The amount of biooxidized concentrate was reduced from 140 g to 115 g. The total amount of iron removed from the system during the 70 days of biooxidation was 25.9 g, meaning 55.5 g of pyrite. The weight of granite was reduced by 98.9 g. This is believed to be due to the breakdown of calcium carbonate in the rock by acid and the breakdown of the rock into finer materials. The total weight was reduced by 123.3 g, which was 67.8 g more than would be predicted by biooxidation of pyrite alone.

일수Days % 생물 산화% Bio-oxidation % 생물 산화/일수% Biooxidation / Day 55 2.5902.590 0.2880.288 1515 10.27010.270 1.1001.100 2222 24.97024.970 2.1002.100 2727 37.25037.250 2.4502.450 3232 49.70049.700 2.4902.490 3636 58.61058.610 2.2302.230 4242 68.58068.580 1.6601.660 5050 82.58082.580 1.7501.750 5757 90.87090.870 1.1801.180 6464 96.82096.820 0.8500.850

-180 ㎛ 물질의 시료를 500 ppm 시안화물을 사용하여 바틀 롤에서 96시간 동안 침출시켰다. +180 ㎛ 화강암을 또한 지지 기질로서 폐암석을 사용한 본 공정에서 얼마나 많은 금이 지지체에 달라 붙을 수 있는가를 측정하기 위해 500 ppm 시안화물로 침출시켰다. -180 ㎛ 물질의 분석 결과, 여전히 9.7%의 황화물을 함유하고 있으며, 이는 약 50% 정도의 산화를 나타내는 것에 지나지 않았다.A sample of -180 μm material was leached for 96 hours in a bottle roll using 500 ppm cyanide. The +180 μm granite was also leached with 500 ppm cyanide to determine how much gold could stick to the support in this process using waste rock as a support substrate. Analysis of the -180 μm material still contained 9.7% of sulfides, representing only about 50% oxidation.

금 추출율은 -180 ㎛에서 77%이었다. 이 금은 시안화물로 미리 침출시킨 금광석으로부터 회수한 것이므로, 본 발명에 따른 방법이 지금까지 폐기물이라 여겨졌던 광석에 사용될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 회수율은 광산에서 현재 실시되고 있는 어느 공정보다 높겠지만, 본 발명에 따른 방법은 이전에 찌꺼기라 여겨졌던 것에서도 77% 금을 회수할 수 있었다.The gold extraction rate was 77% at -180 mu m. Since this gold is recovered from gold ore pre-leached with cyanide, it can be seen that the process according to the invention can be used for ore which has been considered waste until now. In addition, although the recovery is higher than any process currently being carried out in the mine, the process according to the invention was able to recover 77% gold even from what was previously considered waste.

화강암 지지체 암석을 시안화물로 침출시키면 전체 금의 3.4%인 0.15 ppm의 금을 뽑아내는 것으로 나타났다.Leaching the granite support rock with cyanide produced 0.15 ppm of gold, 3.4% of the total gold.

실시예 4Example 4

0.62 cm를 80% 통과하도록 분쇄된 내화성 황화물을 함유하는 금 시료를 지지체 암석으로서 시험하기 위해 제조하였다. 광석은 미국 네바다주에 위치한 웨스턴 스테이트 광산에서 얻었고, 석회석의 형태로 고농도의 탄산염 광물질을 함유하고 있었다. 공기 흐름을 양호하게 하기 위해 미세 물질 (0.31 cm이하)을 제거하였다. +0.31 cm 내지 -0.62 cm 암석 시료 4 kg을 다른 광업 회사에 의해 제공되는 황철광 농축물을 함유한 금 1 kg으로 코팅하였다. 코팅은 조광석 기질 및 건조 농축물을 소형 회전 드럼에 넣고, 습윤 화강암석 위에 모든 황화물 농축물이 코팅될 때까지 혼합물에 2,000 ppm 제2철 이온 및 1% 날코 (Nalco) #7534 응집 보조제를 함유한 액체를 분무하여 형성시켰다.Gold samples containing refractory sulfides ground to pass 80% through 0.62 cm were prepared for testing as support rock. The ore was obtained from a Western State mine in Nevada, USA, containing a high concentration of carbonate mineral in the form of limestone. Fine material (0.31 cm or less) was removed to improve air flow. Four kg of +0.31 cm to -0.62 cm rock samples were coated with 1 kg of gold containing pyrite concentrates provided by other mining companies. The coating placed the ore substrate and the dry concentrate into a small rotating drum and contained 2,000 ppm ferric ions and 1% Nalco # 7534 flocculation aid in the mixture until all sulfide concentrates were coated on the wet granite stone. The liquid was formed by spraying.

두 시료의 철 분석 결과, 농축물에는 철 210 g 및 42.8 g의 철이 포함된 지지체 암석 4 kg이 함유된 것으로 나타났다.Iron analysis of both samples revealed that the concentrate contained 4 kg of support rock containing 210 g of iron and 42.8 g of iron.

5 kg의 코팅된 광석 기질을 7.62 cm 칼럼에 배치하였다. 생물산화 공정을 시작하기 위해, pH 1.3이며, 2,000 ppm의 제2철 이온을 함유한 용액을 1일 약 1ℓ로 칼럼에 통과시켰다. 7일 후, 칼럼에서 나오는 용액의 pH는 2.5 이하였다. 이 시점에서 칼럼에 티오바실러스 페로옥시단스 세균 (실시예 2와 같음) 배양액 10 ml를 접종하고, 공급액의 pH를 1.8로 증가시켰다. 총 15일 후에 칼럼은 pH 1.7 및 700 mV의 Eh에서 산을 생성하고 있었다. 생물산화 공정의 진행 정도는 농축물 코팅된 공칭 0.62 cm 광석의 칼럼으로부터 침출된 철을 측정함으로써 알 수 있었다. 상기 자료를 쓸모없는 암석의 시료에 대하여 같은 농축물을 코팅시킨 실험으로부터 나온 결과와 비교하였다. 두 경우의 침출율을 도 10의 그래프 형태로 비교하였다. 웨스턴 스테이트 실험이 다소 빠른 사실로 조광물 지지체 암석 또한 어느 정도 산화함을 주장할 수 있다.5 kg of coated ore substrate was placed in a 7.62 cm column. To begin the biooxidation process, a solution, pH 1.3, containing 2,000 ppm of ferric ions was passed through the column at about 1 liter per day. After 7 days, the pH of the solution leaving the column was 2.5 or less. At this point, the column was inoculated with 10 ml of Thiobacillus ferrooxydans bacteria (as in Example 2) and the pH of the feed was increased to 1.8. After a total of 15 days the column was producing acid at pH 1.7 and 700 mV Eh. The progress of the biooxidation process was determined by measuring iron leached from the column of concentrate coated nominal 0.62 cm ore. The data were compared with results from experiments in which the same concentrates were coated on samples of obsolete rock. The leaching rates of the two cases were compared in the graph form of FIG. 10. The fact that western state experiments are rather fast can be argued that the mineral support rocks also oxidize to some extent.

웨스턴 스테이트 칼럼 실험은 총 74일 동안 수행되었으며, 시스템 밖으로 총 166 g의 철, 또는 농축물 및 지지체 암석 내의 전체 철 중 66%가 침출되었다. 대부분의 철은 농축물에서 침출되었으나, 어떤 것은 지지체 암석에서도 일어났다. 생물산화 후에 농축물의 중량은 1,000 g에서 705.8 g으로 감소하였다. 웨스턴 스테이트 조광석 지지체 암석 4 kg은 3695.5 g으로 감소하였고, 이는 생물산화 후에 304.5 g 또는 그의 중량의 7.6%가 손실되었음을 나타내는 것이다. 조광석 지지체 암석 중량의 감소는 그의 황철광의 생물산화, 광석 내의 탄산염의 산침출 및 광석내의 물리적 연마의 복합 요인 때문이었다.Western state column experiments were performed for a total of 74 days, leaving a total of 166 g of iron or 66% of the total iron in the concentrate and support rocks out of the system. Most of the iron was leached in the concentrate, but some also occurred in the support rocks. After biooxidation the weight of the concentrate decreased from 1,000 g to 705.8 g. 4 kg of western state ore support rock was reduced to 3695.5 g, indicating that 304.5 g or 7.6% of its weight was lost after biooxidation. The decrease in light ore support rock weight was due to the combined factors of biooxidation of pyrites, acid leaching of carbonates in the ores and physical polishing in the ores.

미국 네바다주의 다른 광산으로부터 유래한 생물산화된 농축물 705.8 g을 시안화물 바틀 롤 시험을 사용하여 금 추출에 대해 시험하였다. 생물산화 전의 금 회수율은 46%이었다. 생물산화 후에 금 추출율은 86%로 증가하였다. 상기와 같은 금 회수율은 자갈 지지체 물질에 대해 동일하게 농축물을 생물산화하면 성취되는 것이었다.705.8 g of biooxidized concentrates from other mines in Nevada, USA were tested for gold extraction using the cyanide bottle roll test. Gold recovery before biooxidation was 46%. After biooxidation, the gold extraction rate increased to 86%. Such gold recovery was achieved by biooxidizing the concentrate equally for the gravel support material.

웨스턴 스테이트 광석의 산 소비율을 생물산화를 위한 지지체 암석으로서 사용되기 전후에 측정하였다. 생물산화 전에 pH 2 이하로 조정하기 위해 요구되는 황산의 양은 광석 100 g당 31.4 g이었다. 생물산화 후에 pH를 2 이하로 조정하기 위해 요구되는 산의 양은 광석 100 g당 11 g이었다. 이는 지지체 암석 중량의 약 20%가 생물산화 74일 동안 중화되는 산이라는 것을 의미한다. 그것은 지지체 암석 중량의 7.6% 손실 보다 많았다. 이는 생물산화 후에 암석에서 형성되는 침전물 또는 석회암 %에 있어서 시료에 따른 변동 때문일 수 있다.Acid consumption of Western State Ore was measured before and after being used as a support rock for biooxidation. The amount of sulfuric acid required to adjust to below pH 2 before biooxidation was 31.4 g per 100 g of ore. The amount of acid required to adjust the pH below 2 after biooxidation was 11 g per 100 g of ore. This means that about 20% of the weight of the support rock is an acid that is neutralized for 74 days of biooxidation. It was more than 7.6% loss of support rock weight. This may be due to sample-to-sample variation in% of precipitate or limestone formed in the rock after biooxidation.

여러 결론이 상기 시험으로부터 이끌어질 수 있다. 첫째로, 낮은 pH 생물산화 공정이 높은 탄산염의 광석 표면에서 일어날 수 있다. 두째로, +0.31 cm 내지 -0.62 cm 지지체 물질에 의하면, pH 1.8 산에 의한 중화 과정은 광석 내의 탄산염이 74일 후에도 여전히 완전히 제거되지 않기에 충분할 정도로 느리다는 것이다. 느린 산 중화 과정은 광석 내의 석회암의 중화가 세균의 탄소원을 생물산화시키는 데에 필요한 탄산 가스를 제공할 수 있으므로 세균에게 유용하다. 세째로, 조광석 지지체는 웨스턴 스테이트 광석내의 보다 작은 비부유성 황화물이 생물산화되어지기 때문에 본 방법으로부터 유용해진다.Several conclusions can be drawn from this test. Firstly, a low pH biooxidation process can take place on the high carbonate ore surface. Secondly, with the +0.31 cm to -0.62 cm support material, the neutralization process with pH 1.8 acid is slow enough that the carbonate in the ore is still not completely removed after 74 days. The slow acid neutralization process is useful for bacteria because neutralization of limestone in the ore can provide the carbon dioxide gas needed to biooxidize the bacterial carbon source. Third, the crude ore support is useful from this method because smaller non-suspended sulfides in the western state ore are biooxidized.

약 2개월 내에 일어나는 +0.31 cm 내지 -0.62 cm 조광석 지지체의 중화량을 기준으로 하여, +0.62 cm 내지 -1.9 cm 조광석 지지체 암석이 전면 공정에 가장 좋았다. 보다 큰 조광석 지지체에서는 석회암 중화를 가장 잘 이용하기 위해 또한 조광석 지지체 암석내의 보다 작은 부유 황화물을 생물산화하기 위한 히프 생물산화 과정에 90 내지 120일이 소요될 것이다. 조광석 지지체의 외부 표면에 뿌려진 황화물의 코팅을 생물산화하는데 걸리는 시간은 일반적으로 90일 이하이다. 따라서, 조광석 지지체는 연마되고 부유되어 조광석 지지체 암석의 표면에서 생물산화를 위한 황철광 농축물을 만들기 전에 수회 사용될 수 있다.Based on the neutralization amount of the +0.31 cm to -0.62 cm ore support occurring within about 2 months, the +0.62 cm to -1.9 cm ore support rock was best for the front face process. Larger ore support will take 90-120 days for the bottom biooxidation process to best utilize limestone neutralization and also to biooxidize smaller suspended sulfides in the ore support rock. The time to biooxidize the coating of sulfides sprayed on the outer surface of the ore support is generally no more than 90 days. Thus, the ore support may be polished and suspended several times before making pyrite concentrates for biooxidation at the surface of the ore support rock.

생물산화전에, 웨스턴 스테이트 광석의 부유 선광에 의해 농축물을 생산하기 위한 두가지 시도를 하였다. 한가지 방법은 오직 크산테이트만를 사용하는 것이며, 황철광 농축물에 12% 이하로 낮은 금 회수율을 생산할 뿐이었다. 상기 부유 선광으로부터의 찌꺼기는 여전히 4.0 g Au/톤을 함유하였다. 시안화물에 의한 부유 선광 찌꺼기의 추출로 찌꺼기 내에 남아있는 금의 17% 만이 회수되었다.Prior to biooxidation, two attempts have been made to produce concentrates by flotation of western state ores. One method was to use only xanthate, producing a low gold recovery of less than 12% in pyrite concentrates. The debris from the flotation still contained 4.0 g Au / ton. The extraction of suspended beneficiation residues by cyanide recovered only 17% of the gold remaining in the residues.

부유 선광에서의 두 번째 시도는 탄소 농축물로부터 부유 선광하는 데에 등유를, 이어서 황철광 농축물을 생산하는 데에 크산테이트를 이용한다. 상기 농축물의 합한 중량은 광석의 18 중량%로 계산되는데, 이것은 크산테이트만을 사용하여 생산되는 7.4 중량 % 농축물의 두배이었다. 두가지 농축물의 합한 금 회수율은 금 53.8%로 증가하였다. 상기 부유 선광으로부터의 찌꺼기는 금이 2.12 g/톤으로 감소하였다. 시안화물에 의한 찌꺼기의 추출은 두가지 농축물의 부유 선광 후에 찌꺼기에 남아 있는 금 중 34.5% 만을 회수하였다.The second attempt in flotation has used kerosene to flotation from carbon concentrates and then xanthate to produce pyrite concentrates. The combined weight of the concentrate was calculated as 18% by weight of the ore, which was twice the 7.4% by weight concentrate produced using xanthate alone. Combined gold recovery of the two concentrates increased to 53.8% gold. The debris from the flotation decreased to 2.12 g / ton of gold. Extraction of the residue by cyanide recovered only 34.5% of the gold remaining in the residue after flotation of the two concentrates.

부유 선광에서 세 번째 시도는 본 실시예에서 생물산화를 위한 지지체 암석으로서 사용된 후의 웨스턴 스테이트 광석으로 행하였다. +0.31 cm 내지 -0.62 cm 광석 기질은 -75 ㎛로 연마한 후 수집제로서 크산테이트를 사용하여 부유시켰다. 이는 33.4 g Au/톤 및 원석 중량 7.9%의 황철광 농축물을 형성하였다. 상기 부유 선광에서의 찌꺼기는 1.09 g Au/톤을 함유하였다. 황철광 농축물으로의 금 회수율은 72.4%이었다. 1.09 g/톤 찌꺼기의 시안화물 추출로 48.7%의 금을 회수하여 0.56 g/톤의 최종 테일을 생산하였다.A third attempt at floating beneficiation was made with Western State Ore after being used as support rock for biooxidation in this example. The ore substrate from +0.31 cm to -0.62 cm was ground to -75 μm and then suspended using xanthate as a collecting agent. This formed a pyrite concentrate of 33.4 g Au / ton and 7.9% by weight of the ore. The flotation in the flotation contained 1.09 g Au / ton. Gold recovery to pyrite concentrate was 72.4%. Cyanide extraction of 1.09 g / ton residues recovered 48.7% of gold to yield 0.56 g / ton of final tail.

33.4 g Au/톤 황철광 농축물을 진탕 플라스크 실험에서 생물산화하였다. 생물산화 후 시안화물 추출로 금회수율을 99%로 증가시켰다. 이 결과는 상기 농축물이 코팅된 기질 공정에서 다른 농축물과 함께 생물산화될 수 있는 금 함유 황철광이었다는 것을 나타낸다.33.4 g Au / ton pyrite concentrate was biooxidized in shake flask experiments. Cyanide extraction after biooxidation increased the yield to 99%. This result indicates that the concentrate was a gold containing pyrite which could be biooxidized with other concentrates in the coated substrate process.

생물산화를 위한 지지체 물질로 사용된 후의 웨스턴 스테이트 광석의 부유 선광에 의한 하기 표 3에 포함된 부유 선광 결과에서 볼 수 있는 바와 같이, 고급 황철광 농축물이 더 쉽게 생산되었고, 또한 부유 선광 찌꺼기는 시안화물 추출에 덜 내화성이었다. 이는 고농도의 철 및 낮은 pH의 생물산화 조건에서 74일 동안 황철광으로 화학적 변화하였기 때문일 것이다. 이와는 달리, 비부유성 황화물은 제2철 및 세균 산화의 복합 요인에 의해 내화성이 더 약해졌을 수 있다.As can be seen from the flotation results included in Table 3 below, by flotation of the Western State ore after use as a support material for biooxidation, higher pyrite concentrates were produced more easily, and flotation flotation was It was less fire resistant to cargo extraction. This may be due to chemical conversion to pyrite for 74 days at high iron and low pH biooxidation conditions. In contrast, non-suspended sulfides may have become less fire resistant due to the combined factors of ferric and bacterial oxidation.

부유 선광 결과Flotation beneficiation results 제1 황철광 부유First pyrite floating 제2 부유Second float 제3 생물산화 후 부유Suspension after tertiary biooxidation 분쇄smash -75 ㎛-75 μm -75 ㎛-75 μm -75 ㎛-75 μm 부유 선광용 시약Flotation Beneficiation Reagent 크산테이트, 다우프로스Xanthate, Dow Pros 등유, NaSiO3, 크산테이트, 다우프로스Kerosene, NaSiO 3 , Xanthate, Dow Prosper NaS, CuSO4, 크산테이트, 다우프로스NaS, CuSO 4 , Xanthate, Dow Prosper 황철광 농축물 중량%Pyrite concentrate wt% 7.4%7.4% 3.2%3.2% 7.9%7.9% 탄소 농축물 중량%Carbon Concentrate Weight% -- 14.8%14.8% -- 농축물 총중량%Concentrate Gross Weight% 7.4%7.4% 18.0%18.0% 7.9%7.9% 농축물 등급Concentrate grade 6.4 g/톤6.4 g / ton 26.4 g/톤26.4 g / ton 33.4 g/톤33.4 g / ton 농축물 중 금%Gold% in concentrate 11.3%11.3% 53.8%53.8% 72.4%72.4% CN 추출전 찌꺼기 내의 금Gold in residue before CN extraction 4.0 g/톤4.0 g / ton 2.12 g/톤2.12 g / ton 1.09 g/톤1.09 g / ton CN 추출후 찌꺼기 내의 금Gold in residue after CN extraction 3.32 g/톤3.32 g / ton 1.39 g/톤1.39 g / ton 0.56 g/톤0.56 g / ton CN에 의한 찌꺼기 침출에서 얻은 금 회수율Gold recovery from leach leaching by CN 17.2%17.2% 34.5%34.5% 48.7%48.7% 합한 총 회수율Combined Total Recovery 26.4%26.4% 69.2%69.2% 85.4%85.4% 시험된 시료의 헤드 등급Head grade of the tested sample 4.18 g/톤4.18 g / ton 3.77 g/톤3.77 g / ton 3.64 g/톤3.64 g / ton

실시예 5Example 5

금 함유 광석 황철광 농축물의 생물산화율을 시험하기 위해 두가지의 동시 생물 침출 시험을 설정하였다. 첫 번째 시험은 히프 침출 과정을 모의 실험하는 칼럼 타입 실험으로 구성되었고, 두 번째 시험은 교반 탱크 방법을 모의 실험하는 진탕 플라스크 시험으로 구성되었다.Two simultaneous bioleaching tests were set up to test the biooxidation rate of gold containing ore pyrite concentrates. The first consisted of a column type experiment simulating the bottom leaching process, and the second consisted of a shake flask test simulating the stirred tank method.

두가지 모두의 출발 농축물은 미국 캘리포니아주 투올룸 카운티에 있는 제임스타운 (Jamestown) 광산에서 얻었다. 광산은 소노라 골드 코포레이션의 소유였으며, 원광맥 시스템을 따라서 위치해 있었다. 농축물은 크산테이트 부유 선광 공정을 이용하여 생산하였고, 39.8% 황화물 및 36.6% 철을 함유하였다. 농축물 내의 황화물 광물질은 주로 황철광을 함유하였다. 크기 분석 결과, 농축물 입자의 76% 이상이 75 ㎛ 미만인 것으로 나타났다. 농축물은 높은 금 농도 (농축물 1톤 당 약 70 g)를 가지고 있으며, 시안화물 침출에 내화성인 것으로 알려졌다.Both starting concentrates were obtained from the Jamestown mine in Tuolum County, California, USA. The mine was owned by Sonora Gold Corporation and located along the circular vein system. The concentrate was produced using a xanthate flotation process and contained 39.8% sulfide and 36.6% iron. Sulfide minerals in the concentrate mainly contained pyrite. Size analysis showed that at least 76% of the concentrate particles were less than 75 μm. The concentrate has a high gold concentration (about 70 g per tonne of concentrate) and is known to be fire resistant to cyanide leaching.

각 시험에서 생물산화율은 칼럼에서 제거된 모든 용액내의 철 농도를 분석하여 결정하거나, 플라스크 시험의 경우에는 용액내 철 농도에 제거된 철 용액을 더하여 결정하였다.The biooxidation rate in each test was determined by analyzing the iron concentration in all solutions removed from the column, or in the case of a flask test, by adding the iron solution removed in solution.

티오바실러스 페로옥시단스의 배양물을 각 시험에서 황화물 광물질 농축물을 생물산화하는데 이용하였다. 티오바실러스 페로옥시단스 배양물은 ATCC 균주 19859 및 33020으로 출발하여 유도하였다. 배양물을 pH 1.7 내지 1.9를 갖고 황산 암모늄 ((NH4)2SO4) 5 g/ℓ, 황산 마그네슘 7수화물(MgSO4·7H2O) 0.833 g/ℓ, 및 황산 제1철 또는 제2철의 형태로 철 20 g/ℓ를 함유한 산성 영양 배지에서 배양하였다. 상기 용액의 pH는 황산 (H2SO4)을 이용하여 상기 범위내로 조정하였다.Cultures of thiobacillus ferrooxydans were used to biooxidize sulfide mineral concentrates in each test. Thiobacillus ferrooxydans cultures were induced starting with ATCC strains 19859 and 33020. Cultures had a pH of 1.7 to 1.9, 5 g / l ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), magnesium sulfate heptahydrate (MgSO 4 · 7H 2 O) 0.833 g / l, and ferrous or ferrous sulfate Cultured in acidic nutrient medium containing 20 g / l iron in the form of iron. The pH of the solution was adjusted within this range using sulfuric acid (H 2 SO 4 ).

시험 시료에 배양물을 넣기 전에, 황화물 광물질을 산화하는 세균의 혼합 배양물을 세포 밀도가 1 ml당 4×109내지 1×1010세포수가 되도록 배양하였다.Prior to adding the culture to the test sample, a mixed culture of bacteria oxidizing sulfide minerals was incubated with a cell density of 4 × 10 9 to 1 × 10 10 cells per ml.

칼럼 실험은 농축물 g당 약 108세포를 농축물 시료 150 g에 접종함으로써 시작하였다. 이는 ml 당 5 ×109의 세균 3 ml를 황철광 농축물 150 g 시료에 첨가함으로 수행하였다. 이어서, 황철광 농축물 현탁액 150 g을 약 절반이 3 ℓ의 0.95 cm 용암석으로 채워진 7.62 cm x 1.83 미터의 칼럼에 부었다. 높은 표면적을 가지고 있으며 생물산화 동안 겪게 되는 산성 조건에서 잘 견디기 때문에 용암석 지지체 물질을 선택하였다.The column experiment was started by inoculating 150 g of concentrate sample with about 10 8 cells per g of concentrate. This was done by adding 3 ml of 5 × 10 9 bacteria per ml to 150 g sample of pyrite concentrate. 150 g of pyrite concentrate suspension was then poured into a column of 7.62 cm x 1.83 meters which was half filled with 3 L of 0.95 cm lava. Lava rock support materials were chosen because they have a high surface area and withstand the acidic conditions encountered during biooxidation.

접종 및 용액 첨가 동안, 황철광 농축물은 칼럼 밖으로 씻겨 나가지 않았다. 대부분의 황철광 농축물은 용암석의 처음 30 cm에 붙어 있었다. 공기 및 용액을칼럼 상부를 통하여 도입하였다. 생물 침출 용액을 칼럼의 pH가 약 1.8로 내려갈 때까지 재순환시켰다. 칼럼에서 시작된 생물산화 후에 pH 1.8 및 주로 제1철의 형태로 철 2000 ppm을 함유한 0.2 × 9 K 염 용액을 칼럼에 공급하였다. 2000 ppm의 철을 칼럼으로부터 나온 용액 중의 모든 철 분석값으로부터 제외하였다.During inoculation and solution addition, the pyrite concentrate was not washed out of the column. Most pyrite concentrates were attached to the first 30 cm of lava rock. Air and solution were introduced through the column top. The bioleaching solution was recycled until the column pH dropped to about 1.8. After biooxidation initiated in the column, a 0.2 × 9 K salt solution containing pH 1.8 and 2000 ppm of iron, mainly in the form of ferrous iron, was fed to the column. 2000 ppm iron was excluded from all iron analyses in the solution from the column.

생물산화한지 26일 후에, 황철광 농축물내의 철 중 약 35%가 산화되어졌다. 이시점에서, 시험을 매일 칼럼에 3 g의 새로운 농축물을 추가함으로써 연속 공정 시험으로 전환하였다. 9일이 더 지난 후에, 황철광의 첨가율을 6 g/일로 증가시켰다.After 26 days of biooxidation, about 35% of iron in the pyrite concentrate was oxidized. At this point, the test was converted to a continuous process test by adding 3 g of fresh concentrate to the column daily. After nine more days, the addition rate of pyrite was increased to 6 g / day.

플라스크 시험은 칼럼 시험과 같은 방법으로 시작하였다. 실험을 시작하기 위해, 황철광 농축물 시료 50 g에 세균 배양액 1 ml을 접종시켰다. 그 뒤 황철광 농축물을 pH 1.8을 가진 0.2 ×9 K 염용액 1ℓ가 있는 대규모 진탕 플라스크 내로 가하였다. 농축물은 같은 세균으로 접종시켰을 뿐만아니라 동일한 g 당 세균수로 접종시켰다.The flask test was started in the same way as the column test. To begin the experiment, 50 g of pyrite concentrate sample was inoculated with 1 ml of bacterial culture. The pyrite concentrate was then added into a large shake flask with 1 L of 0.2 x 9 K salt solution with pH 1.8. The concentrates were inoculated with the same bacteria as well as the same bacteria per gram.

공기를 생물 침출 용액에 250 rpm으로 플라스크의 안와 진탕(orbital shaking)에 의해 도입시켰다. 용액을 시간 경과에 따라 플라스크로부터 제거하여, 제1철의 농도를 칼럼 내보다 훨씬 더 높아지지 않도록 유지하였다.Air was introduced into the bioleaching solution at 250 rpm by orbital shaking of the flask. The solution was removed from the flask over time to maintain the concentration of ferrous iron so as not to be much higher than in the column.

26일 째에 칼럼 실험을 연속 공정으로 전환시켰을 때, 플라스크 실험도 또한 1 g/일의 황철광 농축물을 플라스크에 첨가하여 연속 시험으로 전환하였다. 9일이 더 지난 후, 첨가되는 농축물의 양을 2 g/일로 증가시켰다.When the column experiment was converted to a continuous process on day 26, the flask experiment was also converted to a continuous test by adding 1 g / day pyrite concentrate to the flask. After nine more days, the amount of concentrate added was increased to 2 g / day.

58일 후에, 플라스크 및 칼럼 실험 모두에 황철광 첨가를 중지하였다. 칼럼및 플라스크 모두 추가로 20일 동안 생물산화가 일어나도록 하였다. 이 시점에서, 칼럼 내의 농축물은 약 76% 산화되었고, 플라스크 내의 농축물은 약 89% 산화되었다. 그 뒤 10일 동안 칼럼을 티오우레아로 침출시켜서 해리되는 금을 추출하였다. 티오우레아는 약 30%의 금만을 추출하였다. 그러나, pH 1.8을 가지며 제2철 이온을 2,000 ppm 함유한 0.2 × 9 K 염용액을 추가하여 다시 되돌린 후 3일 경과 시에, Eh 및 칼럼 유출액의 철 농도는 증가하였다. 이는 티오우레아가 세균에게 비독성이며, 세균을 죽이지 않고 시간 경과에 따라 티오우레아 추출을 수행할 수 있었음을 나타낸다.After 58 days, pyrite addition was stopped in both flask and column experiments. Both columns and flasks were allowed to undergo biooxidation for an additional 20 days. At this point, the concentrate in the column was about 76% oxidized and the concentrate in the flask was about 89% oxidized. The column was then leached with thiourea for 10 days to extract the dissociated gold. Thiourea extracted only about 30% of gold. However, three days after the addition of 0.2 × 9 K salt solution having a pH of 1.8 and containing 2,000 ppm of ferric ions, the iron concentration of Eh and the column effluent increased. This indicates that thiourea is nontoxic to bacteria and that thiourea extraction could be performed over time without killing the bacteria.

도 11은 칼럼 및 플라스크 농축물 생물 침출 시험의 두경우에서 일수에 따른 생물산화량을 도시한 것이다. 도 8에 있는 "TU 침출" 단락은 티오우레아 침출을 의미한다. 도 8 제작에 사용된 데이터는 본 실시예 끝의 표 4 및 5에 도시하였다.FIG. 11 shows biooxidation over days in both cases of column and flask concentrate bioleaching tests. The “TU leaching” paragraph in FIG. 8 means thiourea leaching. The data used to fabricate FIG. 8 is shown in Tables 4 and 5 at the end of this example.

상기에 나타난 바와 같이, 플라스크는 교반 탱크 공정을 모의 실험하기 위한 것이었다. 플라스크 시험이 매일 황철광을 첨가함으로써 연속 공정으로 전환되었을 경우에, 광석에 적응된 많은 양의 세균을 함유한 빠르게 생물산화하는 탱크에 새로운 황철광을 간헐적으로 도입하는 대형화 공정을 모의 실험하는 것으로 된다. 석회암과 같은 지지체 물질 히프 위에 분포된 생물산화성 농축물로 이루어진 히프의 상부에 귀금속 함유 황화물 광물질을 연속적으로 또는 간헐적으로 가하는 연속 공정의 실현 가능성을 시험하기 위하여 칼럼에 매일 황철광을 첨가하였다.As indicated above, the flask was for simulating a stirred tank process. When the flask test was converted to a continuous process by adding pyrite daily, it would simulate a large-sized process of intermittently introducing new pyrite into a rapidly biooxidizing tank containing a large amount of bacteria adapted to the ore. Iron pyrite was added daily to the column to test the feasibility of a continuous process of continuously or intermittently adding precious metal containing sulfide minerals to the top of a heap of biooxidative concentrates distributed over a support material heap such as limestone.

상기 시험에서 입증되는 바와 같이, 생물산화율은 칼럼 및 플라스크 시험 사이에 큰 차이가 없었다. 생물산화의 시작은 칼럼 시험에서 조금 느렸다. 이는 칼럼의 pH가 1.8로 낮아지는데 걸리는 약 10 일의 지연 시간 때문일 것이다. 그 후 칼럼의 생물산화율은 플라스크와 같게 된다. 나중에 실험에서 생물산화율은 다시 천천히 감소하기 시작한다. 이는 생물산화하는 황철광과 새로운 황철광의 혼합이 부족하기 때문일 것이다. 그러나, 두 시험 간의 생물산화율은 본 발명에 따른 방법의 실시 가능성을 입증하기에 충분할 정도로 근접되어 있다. 본 발명 방법의 실시 가능성은 교반 탱크 공정과 비교하여 히프 공정에서의 매우 낮은 자본 비용 및 공정의 운영 경비 측면에서 매우 유용하다.As demonstrated in the above test, the biooxidation rate was not significantly different between the column and flask tests. The onset of biooxidation was a bit slow in the column test. This may be due to a delay of about 10 days for the pH of the column to drop to 1.8. The biooxidation rate of the column then becomes like a flask. Later in the experiment, biooxidation rate begins to slowly decrease again. This may be due to the lack of mixing of biooxidizing pyrite and new pyrite. However, the biooxidation rate between the two tests is close enough to demonstrate the feasibility of the method according to the invention. The feasibility of the method of the present invention is very useful in terms of very low capital costs in the bottom process and operating costs of the process compared to stirred tank processes.

Figure pct00001
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Figure pct00002
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본 발명이 바람직한 양태 및 구체적 예제를 사용하여 기술되었을지라도, 본 발명의 많은 변형 및 적용이 하기에 청구된 본 발명의 기술적 시상 및 영역에서 벗어나지 않고 가능하다는 것이 당 업자에 의해 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따르는 방법들이 내화성 황화물 또는 내화성 탄소질 황화물 광석으로부터 금의 회수 면에서 기술되었지만, 본 발명 방법은 은 및 백금과 같은 다른 귀금속에도 동일하게 적용될 수 있다. 유사하게, 본 발명에 따른 방법은 본 분야의 숙련가가 쉽게 인지하는 바와 같이 황동광석 및 섬아연석광과 같은 금속 황화물 광석으로부터의 황화물 농축물을 생물산화하는데 이용될 수 있다.Although the present invention has been described using preferred embodiments and specific examples, it will be readily understood by those skilled in the art that many modifications and applications of the present invention are possible without departing from the technical awards and scope of the invention as claimed below. For example, although the methods according to the invention have been described in terms of recovery of gold from refractory sulfide or refractory carbonaceous sulfide ores, the method of the invention is equally applicable to other precious metals such as silver and platinum. Similarly, the method according to the invention can be used to biooxidize sulfide concentrates from metal sulfide ores such as brass ores and zinc ore as readily recognized by those skilled in the art.

Claims (86)

(a) 입도가 약 0.3 cm를 넘는 다수의 조대(coarse) 기질의 표면을, 원치 않는 화합물을 함유하는 입도 약 250 ㎛ 미만의 생물처리될 고체 물질로 코팅하여 다수의 코팅된 조대 기질을 형성하는 단계,(a) coating a surface of a plurality of coarse substrates having a particle size greater than about 0.3 cm with a solid material to be biotreated to a particle size of less than about 250 μm containing unwanted compounds to form a plurality of coated coarse substrates. step, (b) 상기한 다수의 코팅된 조대 기질을 히프 (heap)로 적층하거나 또는 상기한 다수의 코팅된 조대 기질을 탱크에 넣어, 빈 공간이 약 25 % 이상이 되도록 비교반 표면 반응기를 형성하는 단계,(b) stacking said plurality of coated coarse substrates in a heap or placing said plurality of coated coarse substrates in a tank to form a counter surface surface reactor with an empty space of at least about 25%. , (c) 상기 고체 물질 내에 존재하는 원치 않은 화합물을 분해할 수 있는 미생물을 상기 반응기에 접종함으로써, 비교반 표면 생물반응기를 형성하는 단계, 및(c) inoculating the reactor with a microorganism capable of degrading unwanted compounds present in the solid material, thereby forming a counter surface bioreactor, and (d) 상기 고체 물질 내의 상기 원치 않는 화합물이 원하는 농도로 분해될 때까지 상기 고체 물질을 상기 생물반응기 내에서 생물처리하는 단계(d) biotreating the solid material in the bioreactor until the unwanted compound in the solid material decomposes to the desired concentration. 를 포함하는 원치 않는 화합물을 제거하기 위해 비교반 표면 생물반응기를 사용하여 고체 물질을 생물처리하는 방법.A method of biotreating a solid material using a comparative surface bioreactor to remove unwanted compounds comprising a. 제1항에 있어서, (e) 상기 원치 않는 화합물이 상기 원하는 농도로 분해된 후 상기한 다수의 조대 기질로부터 상기 생물처리된 고체 물질을 분리하는 단계 및The method of claim 1, further comprising: (e) separating the biotreated solid material from the plurality of coarse substrates after the unwanted compound has been degraded to the desired concentration and (f) 상기 다수의 조대 기질을 이용하여 (a)에서 (d)까지의 단계를 반복하는 단계(f) repeating steps (a) through (d) using the plurality of coarse substrates 를 추가로 포함하는 방법.How to further include. 제1항에 있어서, 상기 원치 않는 화합물이 유기 오염물질인 방법.The method of claim 1 wherein said unwanted compound is an organic pollutant. 제3항에 있어서, 상기 고체 물질이 토양인 방법.The method of claim 3, wherein the solid material is soil. 제4항에 있어서, 상기 유기 오염물질이 폐유, 그리스, 제트 연료, 디젤 연료, 원유, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 폴리방향족 탄화수소 (PAH), 다핵 방향족 (PNA), 펜타클로로페놀 (PCP), 다염소화 비페닐 (PCB), 크레오소트, 살충제, 2,4,6-트리니트로톨루엔 (TNT), 헥사히드로-1,3,5-트리니트로-1,3,5-트리아진 (RDX), 옥타히드로-1,3,5,7-테트라니트로-1,3,5,7-테트라조신 (HMX), N-메틸-N-2,4,6-테트라니트로아닐린, 및 니트로셀룰로오즈 (NC)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 것인 방법.The process of claim 4 wherein the organic contaminants are waste oil, grease, jet fuel, diesel fuel, crude oil, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, polyaromatic hydrocarbons (PAH), polynuclear aromatics (PNA), pentachlorophenol (PCP). ), Polychlorinated biphenyl (PCB), creosote, insecticide, 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX), octa With hydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocin (HMX), N-methyl-N-2,4,6-tetranitroaniline, and nitrocellulose (NC) At least one selected from the group consisting of: 제3항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질이 플라스틱으로 이루어진 것인 방법.The method of claim 3, wherein the plurality of coarse substrates are made of plastic. 제1항에 있어서, 상기 원치 않는 화합물이 황화물 광물인 방법.The method of claim 1 wherein said unwanted compound is a sulfide mineral. 제7항에 있어서, 상기 고체 물질이 석탄인 방법.8. The method of claim 7, wherein said solid material is coal. 제8항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질이 조대 석탄 입자로 이루어진 것인 방법.The method of claim 8, wherein the plurality of coarse substrates consists of coarse coal particles. 제7항에 있어서, 상기 고체 물질이 내화성 황화물 광석인 방법.8. The method of claim 7, wherein said solid material is a refractory sulfide ore. 제10항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질이 내화성 조대 황화물 광석 입자로 이루어진 것인 방법.The method of claim 10, wherein the plurality of coarse substrates consist of refractory coarse sulfide ore particles. 제1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 및 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질이 암석, 화산암, 자갈, 탄산염 광물 함유 암석, 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진 것인 방법.The group of any of claims 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, and 10, wherein the plurality of coarse substrates consist of rock, volcanic rock, gravel, carbonate mineral containing rock, brick, concrete block, and slag. And at least one substance selected from. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 조대 기질의 공칭 입자 크기가 약 0.6 cm 내지 약 2.54 cm 인 방법.The method of claim 1, wherein the nominal particle size of the coarse substrate is from about 0.6 cm to about 2.54 cm. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질에 코팅되는 고체 물질의 양이 약 10 중량% 내지 약 30 중량%인 방법.The method of claim 1, wherein the amount of solid material coated on the plurality of coarse substrates is from about 10% to about 30% by weight. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 물질의 입자 크기가 약 25 ㎛ 이상인 방법.The method of claim 1, wherein the particle size of the solid material is at least about 25 μm. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 물질의 공칭 입자 크기가 75 ㎛ 내지 106 ㎛ 미만인 방법.The method of claim 1, wherein the nominal particle size of the solid material is between 75 μm and less than 106 μm. 제1항에 있어서, 상기 생물처리 단계가The method of claim 1, wherein the biotreatment step is 미생물의 증식을 유지하기 위해 필요한 영양분을 생물반응기에 공급하는 단계, 생물반응기의 수분 함량을 원하는 수준 이상으로 유지하는 단계, 다공관을 통해 생물반응기 내로 공기를 불어넣는 단계, 생물반응기의 pH를 미리 결정된 범위로 유지하는 단계, 생물반응기의 온도를 미리 결정된 범위로 유지하는 단계 중 하나 이상을 포함하는 것인 방법.Supplying the bioreactor with the nutrients necessary to maintain the growth of the microorganisms, maintaining the moisture content of the bioreactor above the desired level, blowing air into the bioreactor through the porous tube, preliminary pH of the bioreactor Maintaining at a predetermined range, maintaining the temperature of the bioreactor at a predetermined range. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 기질 상의 상기 고체 물질 코팅 두께가 약 1 mm 미만인 방법.The method of claim 1, wherein the thickness of the solid material coating on the plurality of substrates is less than about 1 mm. 제1 내지 11항에 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빈 공간이 약 35 % 이상인 방법.The method of claim 1, wherein the void space is at least about 35%. 제1 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조대 기질 중 입자크기가 0.3 cm 미만의 기질이 5 중량% 이하인 방법.The method according to claim 1, wherein the coarse substrate has a particle size of less than 0.3 cm of 5 wt% or less. 제1항에 있어서, 상기 고체 물질은 원하는 유용 금속을 함유하는 미세 금속 황화물 입자를 포함하는 황화물 광물 농축물이고, 상기 원치 않는 화합물은 상기 미세 금속 황화물 입자이며, 상기 기질의 표면 상에 코팅된 상기 황화물 광물 농축물의 생물처리가 상기 황화물 광물 농축물 중의 상기 미세 금속 황화물 입자가 원하는 양만큼 생물산화되어 원하는 유용 금속이 유리될 때까지 생물산화시키는 것인 방법.The method of claim 1 wherein the solid material is a sulfide mineral concentrate comprising fine metal sulfide particles containing a desired useful metal, wherein the unwanted compound is the fine metal sulfide particles and coated on the surface of the substrate. And wherein the biotreatment of the sulfide mineral concentrate is biooxidized until the fine metal sulfide particles in the sulfide mineral concentrate are biooxidized by the desired amount to free the desired useful metal. 제21항에 있어서, 비교반 표면 반응기는 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 히프로 적층함으로써 형성하며,The method of claim 21, wherein the control surface reactor is formed by stacking coarse substrates coated with a plurality of concentrates with heaps, (e) 다수의 조대 기질의 표면 상에 코팅된 미세 금속 황화물 입자를 원하는 양만큼 생물산화시킨 후 히프를 파괴하는 단계,(e) biooxidizing the desired amount of fine metal sulfide particles coated on the surface of the plurality of coarse substrates and then destroying the hips, (f) 다수의 조대 기질로부터 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 분리하는 단계, 및(f) separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates, and (g) 이 다수의 조대 기질을 사용하여 (a) 내지 (d)의 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.(g) further comprising repeating steps (a) through (d) using this plurality of coarse substrates. 제21항에 있어서, 비교반 표면 반응기는 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 탱크에 넣음으로써 형성하며,The method of claim 21, wherein the control surface reactor is formed by placing a coarse substrate coated with a plurality of concentrates in a tank, (e) 다수의 조대 기질로부터 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 분리하는 단계, 및(e) separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates, and (f) 이 다수의 조대 기질을 사용하여 (a) 내지 (d)의 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.(f) further comprising repeating steps (a) through (d) using this plurality of coarse substrates. 제21항에 있어서, 다수의 조대 기질이 금속 황화물 입자를 함유한 조광석 입자로 이루어진 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein the plurality of coarse substrates consist of ore particles containing metal sulfide particles. 제24항에 있어서,The method of claim 24, (e) 다수의 조대 기질의 표면 상에 코팅된 금속 황화물 입자를 원하는 양만큼 생물산화시킨 후 다수의 조대 기질로부터 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 분리하는 단계,(e) biooxidizing the metal sulfide particles coated on the surfaces of the plurality of coarse substrates by a desired amount, and then separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates, (f) 다수의 조대 기질로부터 금속 황화물 입자를 분리하기에 충분한 입자 크기로 다수의 조대 기질을 분쇄하는 단계,(f) grinding the plurality of coarse substrates to a particle size sufficient to separate metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates, (g) 다수의 분쇄된 조대 기질로부터의 미세 금속 황화물 입자을 포함하는 제2 황화물 광물 농축물을 생성하는 단계,(g) producing a second sulfide mineral concentrate comprising fine metal sulfide particles from the plurality of milled coarse substrates, (h) 제2 농축물로 다수의 제2 조대 기질을 코팅하는 단계,(h) coating the plurality of second coarse substrates with a second concentrate, (i) 다수의 제2 코팅 기질을 사용하여 제2 히프를 형성하는 단계, 및(i) forming a second heap using a plurality of second coating substrates, and (j) 미세 금속 황화물 입자의 제2 농축물을 생물산화시키는 단계(j) biooxidizing a second concentrate of fine metal sulfide particles 를 더 포함하는 방법.How to include more. 제24항에 있어서, 조광석 입자가 또한 광물 탄산염을 포함하는 것인 방법.The method of claim 24, wherein the ore particles also comprise mineral carbonate. 제21항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질로 사용되는 물질이 화산암, 자갈 및 광물 탄산염을 함유한 암석으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 방법.22. The method of claim 21, wherein the material used for the plurality of coarse substrates is one or more materials selected from the group consisting of volcanic rock, gravel and mineral carbonate containing rock. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 조대 기질이 약 0.6 cm 내지 2.5 cm 공칭 입자 크기를 갖는 것인 방법.28. The method of any one of claims 21-27, wherein the coarse substrate has about 0.6 cm to 2.5 cm nominal particle size. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 조대 기질 상의 코팅된 농축물의 양이 약 10 중량% 내지 약 30 중량%인 방법.28. The method of any one of claims 21-27, wherein the amount of coated concentrate on the plurality of coarse substrates is from about 10% to about 30% by weight. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 금속 황화물 입자를 약 20 중량% 이상 포함하는 방법.28. The method of any one of claims 21-27, wherein the concentrate comprises at least about 20% by weight metal sulfide particles. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 금속 황화물 입자를 약 40 중량% 이상 포함하는 것인 방법.The method of claim 21, wherein the concentrate comprises at least about 40% by weight metal sulfide particles. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 금속 황화물 입자를 약 70 중량% 이상 포함하는 것인 방법.The method of claim 21, wherein the concentrate comprises at least about 70% by weight of metal sulfide particles. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 금속 황화물 입자를 40 내지 80 중량% 포함하는 것인 방법.28. The method of any one of claims 21 to 27, wherein the concentrate comprises 40 to 80 weight percent of metal sulfide particles. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 약 25 ㎛ 보다 큰 입자 크기를 갖는 것인 방법.The method of claim 21, wherein the concentrate has a particle size of greater than about 25 μm. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 입자 크기가 약 106 ㎛ 미만인 방법.The method of claim 21, wherein the particle size of the concentrate is less than about 106 μm. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 공칭 입자 크기가 약 75 ㎛ 미만인 방법.The method of claim 21, wherein the nominal particle size of the concentrate is less than about 75 μm. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 원하는 유용 금속류가 금, 은 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 귀금속인 방법.28. The method according to any one of claims 21 to 27, wherein the desired useful metals are one or more precious metals selected from the group consisting of gold, silver and platinum. 제21 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 원하는 유용 금속류가 금속 황화물 입자의 금속 부분으로부터 얻은 비금속류(base metal)인 방법.28. The method of any one of claims 21 to 27, wherein the desired useful metals are base metals obtained from metal parts of metal sulfide particles. 제1항에 있어서, 상기 고체 물질은 흡장된 귀금속류를 함유하는 미세 금속 황화물 입자를 포함하는 황화물 광물 농축물이고, 상기 원치 않는 화합물은 상기미세 금속 황화물 입자이고, 상기 조대 기질의 표면 상에 코팅된 상기 황화물 광물 농축물의 생물처리가 상기 황화물 광물 농축물 중의 상기 미세 금속 황화물 입자가 원하는 양만큼 생물산화되어 귀금속류가 유리될 때까지 생물산화시키는 것이며,The method of claim 1, wherein the solid material is a sulfide mineral concentrate comprising fine metal sulfide particles containing occluded precious metals, and the unwanted compound is the fine metal sulfide particles, coated on the surface of the coarse substrate. The biotreatment of the sulfide mineral concentrate is biooxidized until the fine metal sulfide particles in the sulfide mineral concentrate are biooxidized in a desired amount to free the precious metals, (e) 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 귀금속 침출제와 접촉시켜 생물산화된 미세 금속 황화물 입자로부터 귀금속류를 용해시키는 단계, 및(e) contacting the biooxidized fine metal sulfide particles with a noble metal leaching agent to dissolve the precious metals from the biooxidized fine metal sulfide particles, and (f) 침출제로부터 귀금속류를 회수하는 단계를 더 포함하는 방법.(f) recovering the precious metals from the leach agent. 제39항에 있어서, 비교반 표면 반응기는 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 히프로 적층하여 형성하며,40. The method of claim 39, wherein the counter surface reactor is formed by stacking coarse substrates coated with a plurality of concentrates with heaps, (g) 다수의 조대 기질의 표면 상에 코팅된 미세 금속 황화물 입자를 원하는 양만큼 생물산화시킨 후, 히프를 파괴하는 단계, 및(g) biooxidizing the desired amount of fine metal sulfide particles coated on the surface of the plurality of coarse substrates and then destroying the hips, and (h) 침출제와 접촉시키기 전에, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 다수의 조대 기질로부터 분리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.(h) further comprising separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates before contacting with the leach agent. 제40항에 있어서, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자로부터 분리한 다수의 조대 기질을 사용하여 단계 (a) 내지 (f)를 반복하는 것을 추가로 포함하는 방법.41. The method of claim 40, further comprising repeating steps (a) through (f) using a plurality of coarse substrates separated from the biooxidized fine metal sulfide particles. 제40항에 있어서, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 다수의 조대 기질로부터 분리하는 방법에 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 스크린 상에 놓은 후 물로 분무하는 것이 포함되는 방법.41. The method of claim 40, wherein separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates comprises placing a coarse substrate coated with a plurality of concentrates on a screen and then spraying with water. 제40항에 있어서, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 다수의 조대 기질로부터 분리하는 방법에 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 트롬멜(trommel) 내에서 굴리는 것 포함되는 방법.41. The method of claim 40, wherein separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates comprises rolling a coarse substrate coated with a plurality of concentrates in a trommel. 제39항에 있어서, 비교반 표면 반응기는 다수의 농축물로 코팅된 조대 기질을 탱크에 넣어 형성하며,40. The method of claim 39, wherein the non-surface surface reactor forms a coarse substrate coated with a plurality of concentrates in a tank, (g) 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 침출제와 접촉시키기 전에 다수의 조대 기질로부터 분리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.(g) separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates before contacting with the leach agent. 제44항에 있어서, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자로부터 분리된 다수의 조대 기질을 사용하여 단계 (a) 내지 (f)를 반복하는 것을 추가로 포함하는 방법.45. The method of claim 44, further comprising repeating steps (a) through (f) using a plurality of coarse substrates separated from the biooxidized fine metal sulfide particles. 제44항에 있어서, 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 다수의 조대 기질로부터 분리하는 방법에 수용액으로 탱크를 채운 후 탱크를 급속 배수시켜 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 수용액으로 탱크 밖으로 운반하는 것이 포함되는 방법.45. The method of claim 44, wherein the method of separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates comprises filling the tank with an aqueous solution and then rapidly draining the tank to transport the biooxidized fine metal sulfide particles out of the tank with the aqueous solution. How to be. 제39항에 있어서, 다수의 조대 기질이 금속 황화물 입자 내에 흡장된 귀금속류를 갖는 조대 내화성 황화물 광석 입자를 포함하는 것인 방법.40. The method of claim 39, wherein the plurality of coarse substrates comprise coarse refractory sulfide ore particles having precious metals occluded within the metal sulfide particles. 제47항에 있어서,The method of claim 47, (g) 생물산화된 미세 금속 황화물 입자를 침출제와 접촉시키기 전에 다수의 조대 기질로부터 분리하는 단계,(g) separating the biooxidized fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates before contacting with the leach agent, (h) 다수의 조대 기질로부터 미세 금속 황화물 입자를 분리할 수 있기에 충분한 입자 크기로 다수의 조대 기질을 분쇄하는 단계,(h) grinding the plurality of coarse substrates to a particle size sufficient to separate the fine metal sulfide particles from the plurality of coarse substrates, (i) 다수의 분쇄된 조대 기질로부터 얻은 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 제2 황화물 광물 농축물을 제조하는 단계,(i) preparing a second sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles obtained from a plurality of milled coarse substrates, (j) 다수의 제2 조대 기질을 제2 농축물로 코팅하는 단계,(j) coating a plurality of second coarse substrates with a second concentrate, (k) 다수의 제2 코팅된 조대 기질을 히프로 적층하거나 또는 다수의 제2 코팅된 조대 기질을 탱크에 넣음으로써 제2 비교반 표면 반응기를 형성하는 단계,(k) forming a second non-surface surface reactor by stacking a plurality of second coated coarse substrates in a heap or placing a plurality of second coated coarse substrates in a tank, (l) 미세 금속 황화물 입자의 제2 농축물을 생물산화시키는 단계,(l) biooxidizing a second concentrate of fine metal sulfide particles, (m) 생물산화된 제2 농축물을 귀금속 침출제와 접촉시켜 생물산화된 제2 농축물로부터 귀금속류를 용해시키는 단계,(m) contacting the second biooxidized concentrate with a noble metal leaching agent to dissolve the precious metals from the second biooxidized concentrate, (n) 제2 농축물로부터 용해된 귀금속류를 침출제로부터 회수하는 단계를 더 포함하는 방법.(n) recovering the precious metals dissolved from the second concentrate from the leaching agent. 제47항에 있어서, 조대 내화성 황화물 광석 입자가 농축물 제조에 사용된 귀금속 함유 내화성 황화물 광석으로부터 유래된 것인 방법.48. The method of claim 47, wherein the coarse refractory sulfide ore particles are derived from a noble metal containing refractory sulfide ore used to prepare the concentrate. 제47항에 있어서, 조대 내화성 황화물 광석 입자가 광물 탄산염도 함유하는 것인 방법.48. The method of claim 47, wherein the coarse refractory sulfide ore particles also contain mineral carbonate. 제39 내지 46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 조대 기질에 사용된 물질이 화산암, 자갈 및 광물 탄산염 함유 암석으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 방법.47. The method of any one of claims 39-46, wherein the material used in the plurality of coarse substrates is at least one material selected from the group consisting of volcanic rock, gravel and mineral carbonate containing rock. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 조대 기질의 공칭 입자 크기가 약 0.6 cm 내지 약 2.5 cm 인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the nominal particle size of the plurality of coarse substrates is from about 0.6 cm to about 2.5 cm. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 조대 기질 상의 코팅된 농축물의 양이 약 10 중량% 내지 약 30 중량%인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the amount of coated concentrate on the plurality of coarse substrates is from about 10% to about 30% by weight. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 황화물 광물 농축물이 금속 황화물 입자를 약 20 중량% 이상 포함하는 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the sulfide mineral concentrate comprises at least about 20% by weight metal sulfide particles. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 황화물 광물 농축물이 금속 황화물 입자를 약 40 중량% 이상 포함하는 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the sulfide mineral concentrate comprises at least about 40 weight percent metal sulfide particles. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 황화물 광물 농축물이 금속 황화물입자를 약 70 중량% 이상 포함하는 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the sulfide mineral concentrate comprises at least about 70% by weight of metal sulfide particles. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 황화물 광물 농축물이 금속 황화물 입자 40 내지 80 중량%를 포함하는 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the sulfide mineral concentrate comprises 40-80% by weight of metal sulfide particles. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물이 약 25 ㎛ 보다 큰 입자 크기를 갖는 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the concentrate has a particle size of greater than about 25 μm. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 입자 크기가 약 106 ㎛ 미만인 방법.The method of any one of claims 39-50, wherein the particle size of the concentrate is less than about 106 μm. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 공칭 입자 크기가 약 75 ㎛ 미만인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the nominal particle size of the concentrate is less than about 75 μm. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 회수된 귀금속이 금, 은 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the recovered precious metal is one or more selected from the group consisting of gold, silver and platinum. 제39 내지 50항 중 어느 한 항에 있어서, 침출제가 티오우레아 및 시안화물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.51. The method of any one of claims 39-50, wherein the leach agent is selected from the group consisting of thiourea and cyanide. 제1항에 있어서, 상기 고체 물질은 원하는 유용 금속류를 함유하는 미세 금속 황화물 입자를 포함하는 황화물 광물 농축물이고, 상기 원치 않는 화합물은 상기 미세 금속 황화물 입자이고, 상기 조대 기질의 표면 상에 코팅된 상기 황화물 광물 농축물의 생물처리가 상기 미세 금속 황화물 입자를 생물산화시켜 생물침출 배수 용액을 생성하고 금속 황화물 입자의 금속 부분을 용해시키는 것이며,The method of claim 1 wherein the solid material is a sulfide mineral concentrate comprising fine metal sulfide particles containing the desired useful metals and the unwanted compound is the fine metal sulfide particles and coated on the surface of the coarse substrate. Biotreatment of the sulfide mineral concentrate is to biooxidize the fine metal sulfide particles to produce a bioleaching drainage solution and to dissolve the metal portion of the metal sulfide particles, (e) 원하는 유용 금속류를 생물침출 배출 용액으로부터 회수하는 단계를 더 포함하는 방법.(e) recovering the desired useful metals from the bioleaching effluent solution. 제63항에 있어서, 미세 금속 황화물 입자의 농축물이 구리 황화물 광물의 입자로 이루어지고, 회수되는 금속이 구리인 방법.64. The method of claim 63, wherein the concentrate of fine metal sulfide particles consists of particles of a copper sulfide mineral and the metal recovered is copper. 제64항에 있어서, 생물침출 배출 용액으로부터 구리를 회수하는 방법이 용매 추출, 구리 침투법 (cementation) 및 일렉트로위닝 (elecrtowinning)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방법을 포함하는 것인 방법.65. The method of claim 64, wherein the method of recovering copper from the bioleaching effluent solution comprises one or more methods selected from the group consisting of solvent extraction, copper cementation, and electrowinning. 제63항에 있어서, 미세 금속 황화물 입자의 농축물이 아연 황화물 광물로 이루어지고, 회수되는 금속이 아연인 방법.64. The method of claim 63, wherein the concentrate of fine metal sulfide particles consists of a zinc sulfide mineral and the metal recovered is zinc. 제63항에 있어서, 미세 금속 황화물 입자의 농축물이 니켈 황화물 광물로 이루어지고, 회수되는 금속이 니켈인 방법.64. The method of claim 63, wherein the concentrate of fine metal sulfide particles consists of a nickel sulfide mineral and the metal recovered is nickel. (a) 화산암, 자갈, 탄산염 광물 함유 폐암석, 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그로 이루어진 군으로부터 선택된 조대 지지체 물질의 히프의 상단에 내화성 황화물 광물의 농축물을 분배하는 단계,(a) distributing a concentrate of refractory sulfide mineral on top of the bottom of the coarse support material selected from the group consisting of volcanic rock, gravel, carbonate mineral containing waste rock, brick, concrete block and slag, (b) 내화성 황화물 광물의 농축물을 생물산화시키는 단계,(b) biooxidizing a concentrate of the refractory sulfide mineral, (c) 침출제를 사용하여 생물산화된 내화성 황화물 광물로부터 귀금속류를 침출시키는 단계,(c) leaching precious metals from biooxidized refractory sulfide minerals using leaching agents, (d) 귀금속류를 침출제로부터 회수하는 단계(d) recovering precious metals from the leaching agent 를 포함하는, 귀금속 함유 미세 내화성 황화물 광물 입자로 이루어진 농축물로부터 귀금속류를 회수하는 방법.A method for recovering noble metals from a concentrate consisting of noble metal-containing fine refractory sulfide mineral particles comprising a. 제68항에 있어서, 침출제로부터 회수된 귀금속이 금, 은 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 것인 방법.69. The method of claim 68, wherein the precious metal recovered from the leach agent is at least one selected from the group consisting of gold, silver and platinum. 제68항에 있어서, 침출제로부터 회수된 귀금속이 금인 방법.69. The method of claim 68, wherein the precious metal recovered from the leach agent is gold. 제68항에 있어서, 조대 지지체 물질이 화산암, 자갈 및 탄산염 광물 함유 폐암석으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.69. The method of claim 68, wherein the coarse support material is selected from the group consisting of volcanic rock, gravel, and carbonate mineral containing rock. 제68항에 있어서, 지지체 물질이 화산암인 방법.69. The method of claim 68, wherein the support material is volcanic rock. 제68 내지 72항 중 어느 한 항에 있어서, 침출제가 티오우레아 및 시안화물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.73. The method of any of claims 68 to 72, wherein the leach agent is selected from the group consisting of thiourea and cyanide. 제68 내지 72항 중 어느 한 항에 있어서, 침출제가 티오우레아인 방법.73. The method of any of claims 68 to 72, wherein the leach agent is thiourea. 제68 내지 72항 중 어느 한 항에 있어서, 새로운 농축물을 히프의 상단에 간헐식으로 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법.73. The method of any of claims 68 to 72, further comprising intermittently adding fresh concentrate to the top of the hips. 제75항에 있어서, 귀금속류가 티오우레아를 사용하여 생물산화된 내화성 황화물 광물로부터 간헐적으로 침출되는 방법.76. The method of claim 75, wherein the noble metals are intermittently leached from refractory sulfide minerals that are biooxidized using thiourea. 제68 내지 72항 중 어느 한 항에 있어서, 조대 지지체 물질의 입자 크기가 약 0.6 cm 보다 큰 것인 방법.73. The method of any one of claims 68-72, wherein the particle size of the coarse support material is greater than about 0.6 cm. 제68 내지 72항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 입자 크기가 약 150 ㎛ 미만인 방법.The method of any of claims 68-72, wherein the particle size of the concentrate is less than about 150 μm. (a) 황화물 광석으로부터 얻은 미세 금속 황화물 입자로 이루어진 황화물 광물 농축물을 제조하는 단계,(a) preparing a sulfide mineral concentrate consisting of fine metal sulfide particles obtained from sulfide ores, (b) 화산암, 자갈, 탄산염 광물 함유 폐암석, 벽돌, 콘크리트 블록 및 슬래그로 이루어진 군으로부터 선택된 조대 지지체 물질의 히프 상단에 농축물을 분배하는 단계,(b) distributing the concentrate to the top of the bottom of the coarse support material selected from the group consisting of volcanic rock, gravel, carbonate mineral containing rock, brick, concrete blocks and slag, (c) 농축물을 생물산화시키는 단계,(c) biooxidizing the concentrate, (d) 금속 황화물 광물을 생물산화시키는데 사용된 용액으로부터 유용 금속류를 회수하는 단계를 포함하는, 황화물 광석으로부터 유용 금속류를 회수하는 방법.(d) recovering the useful metals from the sulfide ore, comprising recovering the useful metals from the solution used to biooxidize the metal sulfide mineral. 제79항에 있어서, 회수된 유용 금속류가 구리, 아연, 니켈 및 우라늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.80. The method of claim 79, wherein the recovered useful metals are selected from the group consisting of copper, zinc, nickel and uranium. 제79항에 있어서, 회수된 금속이 구리인 방법.80. The method of claim 79, wherein the recovered metal is copper. 제79항에 있어서, 조대 지지체 물질이 화산암, 자갈 및 탄산염 광물 함유 폐암석으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.80. The method of claim 79, wherein the coarse support material is selected from the group consisting of volcanic rock, gravel, and carbonate mineral containing rock. 제79항에 있어서, 지지체 물질이 화산암인 방법.80. The method of claim 79, wherein the support material is volcanic rock. 제79 내지 83항 중 어느 한 항에 있어서, 새로운 농축물을 히프 상단에 간헐식으로 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.84. The method of any one of claims 79-83, further comprising intermittently adding fresh concentrate to the top of the heap. 제79 내지 83항 중 어느 한 항에 있어서, 조대 지지체 물질의 입자 크기가 약 0.6 cm 보다 큰 것인 방법.84. The method of any one of claims 79-83, wherein the particle size of the coarse support material is greater than about 0.6 cm. 제79 내지 83항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 입자 크기가 약 150 ㎛ 미만인 방법.84. The method of any one of claims 79-83, wherein the particle size of the concentrate is less than about 150 μm.
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