[發明專利]高鐵低品位硫化鎳礦選擇性生物浸出工藝

有效

• 申請號: 201711371283.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN109929996B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 武彪;尚鶴;劉學;溫建康
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C22B3/18
• 分類號: C22B3/18;C22B3/08;C22B3/44;C22B3/38;C22B23/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張晶

本發明提供了一種高鐵低品位硫化鎳礦選擇性生物浸出工藝，包括：攪拌浸出?選擇性浸出?除鐵?萃取?反萃?電積步驟，獲得陰極鎳。本工藝特別是針對鐵含量高、鎳品位低的浮選硫化鎳精礦，采用攪拌生物浸出工藝，通過控制硫化菌生長、pH值、溫度、及通氣量等措施，控制浸出過程氧化還原電位，有效抑制黃鐵礦等含鐵硫化礦物的溶解，實現含鎳硫化礦物的選擇性浸出。本工藝流程短、設備簡單、投資省、成本低、無污染，有價金屬回收率高，能夠處理火法冶煉工藝不能處理的低品位硫化鎳礦資源，可擴大資源利用范圍，提高了鎳金屬的綜合回收水平，經濟、社會和環保效益顯著。

技術領域

本發明屬于有色金屬生物冶金領域，涉及硫化鎳礦選擇性生物浸出工藝，具體涉及含鐵高、鎳品位低的浮選硫化鎳精礦的生物攪拌浸出工藝。

背景技術

隨著礦產資源的不斷開采，礦石逐漸趨向于貧、雜化，有毒金屬離子和雜質礦物含量高，多金屬伴生關系密切。在自然界中，鎳主要以化合物形式存在，1/2～2/3以類質同象的形式賦存于硫化礦物中。其中，硫化鎳礦主要包括鎳磁黃鐵礦、黃銅礦、硫鎳鉆礦和硫鉆鐵礦等，我國鎳礦以硫化銅鎳礦為主，占全國總儲量的86％。但是隨著鎳資源品位的不斷降低，浮選難度也隨之加大，鎳金屬很難富集，導致浮選精礦中鎳金屬品位偏低，而伴生的鐵、鎂等雜質元素含量較高，給后續冶金處理工藝造成很大影響，處理成本急劇升高。

硫化鎳礦的選冶普遍采用原礦浮選富集-精礦火法造硫冶煉的流程，該工藝不適宜于處理低品位硫化鎳礦，特別是鎳品位低于5％以下的硫化鎳精礦。處理成本高且排放大量的SO₂氣體，對環境污染特別大。采用生物濕法冶金工藝處理技術，是有效回收鎳資源的方法之一。但是對于含鐵較高的鎳精礦，采用濕法工藝，浸出液中鐵濃度高，分離、提取技術成本高，產品附加值低，這也是影響生物濕法冶金工藝拓展應用的瓶頸技術難題之一。

不同類型礦產資源的礦物組成、化學成分、晶體結構、嵌布特性與浸出性能差異大，溶液中不同有價金屬離子性質也存在一定的差異。因此，有必要提供一種能夠開發高鐵低品位硫化鎳礦選擇性生物浸出的新工藝，實現鎳金屬高效綜合回收。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種針對高鐵低品位硫化礦選擇性生物浸出工藝，通過調控浸出過程中優勢種群的生長、電位、溫度等工藝參數，有效地抑制黃鐵礦的溶解，實現含鎳礦物的選擇性浸出，以解決有價金屬回收成本高的難題。

為了實現上述目的，本發明提供一種高鐵低品位硫化鎳礦選擇性生物浸出工藝，包括如下步驟：

1)攪拌浸出：將經浮選的礦石破碎至粒度為-0.074mm礦石占比大于80％，加pH值為1.0的稀硫酸溶液配制成質量百分比為25％的礦漿，進行酸平衡至pH穩定在1.0～1.5；

本步驟主要是將礦石中的易溶解的脈石礦物溶解，減少pH值的波動幅度，為細菌提供一種適宜的生長環境。

2)選擇性浸出：在礦漿中接種培養好的專屬硫氧化細菌的菌液，控制礦漿pH值在1.0～1.2，攪拌罐內通氣強度＜0.8Nm³/h，控制溫度為40～45℃進行選擇性生物浸出，浸出12d后，浸出周期結束，然后收集浸出液，并對浸渣做無害化處理；

要有效的抑制黃鐵礦等含鐵硫化物的溶解，實現含鎳硫化礦物的選擇性浸出，必須使體系中氧化還原電位保持在800mV(SHE)以下，溫度為40～45℃，并確保以硫氧化菌為優勢菌，而pH1.0～1.2范圍內硫氧化菌生長條件較好，有利于選擇性浸出。

3)采用鐵礬法除鐵，分離除鐵溶液和沉渣，將除鐵溶液通過萃取，分離為萃余液和負載有機相，萃余液返回步驟2)進行循環利用，負載有機相經反萃后，有機相返回萃取系統，富鎳的反萃后液進行電積，獲得陰極鎳，沉渣做無害化處理。

優選地，所述礦石為高鐵低品位硫化鎳精礦，其中鎳品位≤5.5％，鐵含量≥30％。