[發(fā)明專利]一種基于生物薄層筑堆處理高含細粒尾礦的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610310560.6
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105821210B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉學端;郝曉東;梁伊麗;尹華群;曾偉民;胡琪
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B15/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發(fā)明涉及一種生物薄層筑堆方法，特別涉及一種基于生物薄層筑堆處理高含細粒尾礦的方法；屬于生物濕法冶金技術領域。

背景技術

世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展對金屬資源的需求迅速增加，隨著對礦產(chǎn)資源的強力開發(fā)，富礦資源不斷減少，供需矛盾不斷加大。與此同時，運用傳統(tǒng)冶金技術提取貧礦、尾礦及難選冶礦石中的有用金屬不僅成本高，且還嚴重污染生態(tài)環(huán)境，不能滿足當今社會的環(huán)保理念。近年來，利用微生物浸出低品位礦石中有用金屬，尤其是工業(yè)規(guī)模上的生物堆浸法，因其設備簡單、成本低、能耗小等優(yōu)點得到了廣泛的應用。

礦堆的滲透性是影響礦石堆浸浸出效果的關鍵因素。生物浸出的實質(zhì)就是溶浸液與目的礦物接觸，并在微生物的作用下發(fā)生生物化學反應，生成可溶性的目的金屬離子，其過程包括外擴散、內(nèi)擴散和界面化學反應等過程，其中內(nèi)外擴散都與滲透性有關，因此，礦堆的滲透性至關重要。礦堆滲透性不僅直接影響礦堆內(nèi)部氣液分布的均勻程度，影響微生物對硫化礦物的生物氧化活性和代謝能力，而且礦堆中出現(xiàn)浸出死角和盲區(qū)都將會制約礦石中金屬回收率。因此，解決礦堆滲透性，尋求新的強化浸出技術，對于拓展堆浸技術應用具有重要的現(xiàn)實與理論意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種通過構筑氣液滲流均勻、微生物生長良好的生物薄層筑堆，實現(xiàn)銅尾礦中銅高效浸出的方法，該方法筑堆方式簡單、成本低，能夠解決傳統(tǒng)堆浸工藝難以解決的細粒尾礦的生物浸出問題，特別適用于高含細粒銅尾礦和貧礦的生物濕法處理，在冶金領域具有廣闊的應用前景。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種基于生物薄層筑堆處理高含細粒銅尾礦的方法，該方法包括以下步驟：

(1)以石英砂層為基底，在所述基底上依次鋪筑低品位銅塊礦，和經(jīng)過硫酸溶液熟化的銅尾礦，得到尾礦-塊礦混合礦薄層；再在所述尾礦-塊礦混合礦薄層上構筑多重尾礦-塊礦混合礦薄層，形成尾礦-塊礦混合礦礦堆；

(2)將pH值為0.7～1.0的硫酸溶液噴灑在所述混合礦礦堆頂部，進行混合礦預氧化；當所述混合礦pH值穩(wěn)定至1.0～2.0時，向所述混合礦礦堆頂部添加混合嗜酸浸礦微生物菌群，進行生物浸出銅礦物。

優(yōu)選的方案，低品位銅塊礦粒度為5～50mm。

優(yōu)選的方案，銅尾礦粒度小于150μm。

較優(yōu)選的方案，低品位銅塊礦的銅品位在1.0％以下，鐵品位在15.0％以上，硫含量在15.0wt％以上。

較優(yōu)選的方案，銅尾礦的銅品位在0.3％以下。

優(yōu)選的方案，生物浸出過程中維持礦堆溫度在10～45℃之間，浸出液的pH值為1.8～2.5。

優(yōu)選的方案，銅尾礦采用體積百分比濃度為15～25％的硫酸溶液進行熟化。

優(yōu)選的方案，石英砂層下面鋪筑有防滲層。

優(yōu)選的方案，每層低品位銅塊礦和銅尾礦的厚度分別為0.4～0.6m和0.7～0.9m。

優(yōu)選的方案，尾礦-塊礦混合礦礦堆高為2.5～3.5m。

優(yōu)選的方案，混合嗜酸浸礦微生物菌群包含嗜酸氧化亞鐵硫桿菌、嗜酸氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵鉤端螺旋菌、嗜溫硫氧化硫化桿菌和嗜熱嗜酸鐵質(zhì)菌。

較優(yōu)選的方案，混合嗜酸浸礦微生物菌群通過以下方法培養(yǎng)得到：

1)將包括嗜酸氧化亞鐵硫桿菌、嗜酸氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵鉤端螺旋菌、嗜溫硫氧化硫化桿菌和嗜熱嗜酸鐵質(zhì)菌在內(nèi)的嗜酸浸礦微生物菌，分別進行單獨培養(yǎng)；

2)將單獨培養(yǎng)得到的各種嗜酸浸礦微生物菌按等數(shù)目混合，得到復合菌群；

3)所述復合菌群進行馴化和擴大培養(yǎng)，即得。

較優(yōu)選的方案，培養(yǎng)各種嗜酸浸礦微生物菌采用的培養(yǎng)基包含(NH₄)₂SO₄2～4g/L；KCl 0.08～0.12g/L；K₂HPO₄ 0.4～0.6g/L；MgSO₄·7H₂O 0.4～0.6g/L和Ca(NO₃)₂ 0.008～0.012g/L；

嗜酸氧化亞鐵硫桿菌的培養(yǎng)條件：在所述培養(yǎng)基中加入FeSO₄·7H₂O，使其濃度為40～48g/L，在pH值為1.8～2.2，28～32℃條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)次數(shù)為3～5次；