[發(fā)明專利]細(xì)小顆粒工業(yè)固體廢物的筑堆工藝及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510437259.7
• 申請(qǐng)日: 2015-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN105154671B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周洪波;王玉光;李凱;仉麗娟;周文博;康鑫;史美玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B3/18
• 分類號(hào): C22B3/18;C22B7/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)43213
• 代理人: 楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物濕法冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種細(xì)顆粒工業(yè)固體廢物的高效生物堆浸工藝。

背景技術(shù)

礦產(chǎn)資源是人類社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)與礦產(chǎn)資源的大量消耗密切相關(guān)，現(xiàn)階段我國(guó)70％以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料、80％以上工業(yè)原料和90％以上的能源來(lái)自于礦產(chǎn)資源。然而，我國(guó)礦產(chǎn)資源品位極低、多礦伴生或共生、復(fù)雜難處理，且中小型礦居多，傳統(tǒng)選礦冶金工藝不能有效處理這些礦產(chǎn)資源，存在資源可利用率低、生產(chǎn)流程長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)效益差等問題。這使得我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源供給處于嚴(yán)重短缺的狀況，成為制約我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。另外，由于長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)對(duì)礦業(yè)采用粗放式經(jīng)營(yíng)，采富棄貧、采易棄難、優(yōu)礦劣用，人們?nèi)狈?duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源匱乏狀況的正確認(rèn)識(shí)，綜合利用意識(shí)薄弱，礦山企業(yè)盲目開采，對(duì)共/伴生礦石、低品位礦石、尾礦和表外礦等直接丟棄或利用率很低。如：2011～2013年我國(guó)的尾礦產(chǎn)生量分別為15.81、16.21和16.49億噸，呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但是利用率只有18.9％。

堆浸技術(shù)是生物冶金技術(shù)中處理低品位礦石應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)，適宜處理尾礦、廢石和有色金屬冶煉渣等工業(yè)固體廢物資源，但存在浸出周期長(zhǎng)、金屬回收效率低等難題，在我國(guó)表現(xiàn)的尤為突出。其中關(guān)鍵問題之一就是由于大部分此類資源粒度較小，有時(shí)含泥量較高，導(dǎo)致浸堆滲透性極差。堆浸技術(shù)決定著浸出液在礦堆中的滲透性以及均勻性，進(jìn)而決定堆浸的浸出率及浸出速率。礦堆滲透性差及滲流不均勻必然導(dǎo)致堆浸工藝的失敗。在細(xì)小粒度礦石的綜合利用方面，申請(qǐng)?zhí)枮?01110116090.7的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種紅土鎳礦堆浸方法，將紅土鎳礦破碎至1～10mm進(jìn)行堆浸，然后進(jìn)行四級(jí)串聯(lián)堆浸，但是需要進(jìn)行預(yù)先洗礦去掉細(xì)小顆粒的泥質(zhì)成分，而且沒有對(duì)筑堆工藝本身進(jìn)行優(yōu)化；申請(qǐng)?zhí)枮?01210161604.5的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種低品位混合銅礦石分階段堆浸工藝，將礦石破碎至0～15mm，采用可復(fù)用堆場(chǎng)和永久性堆場(chǎng)串聯(lián)浸出，但同樣沒有對(duì)筑堆工藝本身進(jìn)行優(yōu)化；申請(qǐng)?zhí)枮?01180060170.3的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種含錳礦石的堆浸方法，將小于6mm的礦石與硫化物礦石按5∶1的比例混合后，加入自石灰、水泥或聚合物等粘合劑進(jìn)行制粒，最后進(jìn)行堆浸，硫化物礦石的作用是與氧化錳反應(yīng)獲得Mn²⁺；申請(qǐng)?zhí)枮?01410250889.9的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種銅熔鑄浮渣生物堆浸回收銅工藝，將銅熔鑄浮渣破碎至20mm以下，再按1∶5～5∶1的比例加入10mm以下的硫化礦，制粒后進(jìn)行堆浸，硫化礦的作用是提供Fe³⁺。當(dāng)?shù)V堆中各種粒徑的礦石分配不合理時(shí)，滲透性過大容易造成溶液滲流不均勻，易出現(xiàn)紊流、優(yōu)勢(shì)流等滲流狀態(tài)，最終造成浸出率和浸出效率不理想；滲透性過小容易當(dāng)導(dǎo)致溶浸液在其間的滲流速度很慢，同樣會(huì)造成浸出率和浸出效率不理想。

在提高堆浸體系滲透性方面，科研人員也進(jìn)行了研究，如筑堆前將細(xì)質(zhì)泥礦或者粉狀礦與粒度大的礦石分開，提高入堆的礦石粒度來(lái)提高滲透性(Ghorbani et al.Minerals Engineering,2011,11:1172-1184；武彪等.金屬礦山,2010,12:54-57；王洪江等.黃金,2011,2:46-50；姚高輝等.礦業(yè)工程,2011,8:1-5；吳愛祥.礦業(yè)研究與開發(fā),2011,5:22-26；劉美林等.有色金屬(冶煉部分),2012,7:1-5)；采用形狀類球、尺寸相近的材料提高堆底部墊層通透性(吳愛祥等.礦業(yè)工程,2006,6:5-8)；添加高分子聚合物等表面活性劑或者水泥石灰等無(wú)機(jī)造粒劑制粒(參見樊保團(tuán)等.濕法冶金,2004,4:211-214；Lewandowski和Kawatra.International Journal of Mineral Processing,2009,3-4:88-93；Dhawan et al.Minerals Engineering,2013,41:53-70)、添加氧化鈣作為疏松劑(參見申請(qǐng)?zhí)枮?00310118916.9的中國(guó)專利)、堆中布液和機(jī)械松動(dòng)等(參見王貽明等.金屬礦山,2007,8:16-18)。