一種堆積浸提黃銅礦的改進(jìn)方法

專利名稱：一種堆積浸提黃銅礦的改進(jìn)方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及堆積浸提銅礦石的方法系統(tǒng)，尤其涉及大量浸提含黃銅礦石的方法。
發(fā)明的背景黃銅(礦)是分子式CuFeS2的銅礦。含黃銅的礦石通常含有約0.1-5％(重量)的銅，是一種有用的銅源，因為黃銅礦礦石的來源豐富。這樣的原料用熔煉方法處理不經(jīng)濟(jì)。此外，因為硫必須通過焙燒或其他技術(shù)除去，所以所述方法涉及資本密集型的二氧化硫處理或轉(zhuǎn)化步驟。因此，避免二氧化硫處理需要的液體冶金方法應(yīng)是優(yōu)選的。
對于這方面應(yīng)用，一種可能的方法是細(xì)菌浸提法，因為目前采用的酸浸提度法包括用含有細(xì)菌的酸性液體進(jìn)行堆積浸提。目前所用方法的問題是不論有無細(xì)菌，黃銅的浸提速度都慢。不希望受到任何理論的束縛，可考慮將夾雜有難于處理的黃鉀鐵礬沉積物的礦石顆粒用細(xì)菌浸提法來提取。
然而，堆積浸提含黃銅的礦石通常限于浸提現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的廢物堆，因為浸提廢物堆對于回收銅所花費(fèi)的時間通常在經(jīng)濟(jì)上不會使人敏感。
為了更廣泛地應(yīng)用細(xì)菌堆積浸提技術(shù)，可將黃銅礦礦石與含少量鐵的硫化銅例如輝銅礦、斑銅礦和靛銅礦石混合。但是，雖然可以提高提取速度和回收率，然而可能由于浸提過程釋放出的三價鐵離子的作用，主要為輝銅礦時，提取速度慢，最終提取率低。
在常規(guī)用酸和細(xì)菌進(jìn)行堆積浸提時，將含酸和細(xì)菌的液體噴射到或以其他方式加到堆積物上，使之滲透進(jìn)入其中。以此從礦石中的銅礦物將銅浸提出來，從堆積物底部回收含銅溶液，以便進(jìn)一步加工。
可以將空氣引入堆積物上，幫助細(xì)菌起作用，并提高浸提速度。在這樣的過程中，由于以下因素，堆積物內(nèi)的溫度一般為30-50℃(a)堆積物上的能量平衡，這由對流和堆積物蒸發(fā)的熱量損耗之類的因素控制；和(b)堆積物沒有用能在更高溫度下起作用的細(xì)菌接種，由此使堆積物在細(xì)菌起作用的溫度附近“自調(diào)節(jié)”。
在該溫度范圍內(nèi)，希望使用的嗜溫性細(xì)菌是硫桿菌鐵氧化劑、硫桿菌硫氧化劑、細(xì)螺旋菌(Leptospirillum)鐵氧化劑和無名的適中喜溫細(xì)菌。這樣的細(xì)菌僅有助于緩慢溶浸堆積的礦物質(zhì)，提取率不高。
為了解決提取慢和回收率低這兩個問題，自從20世紀(jì)70年代和80年代早期，研究者的注意力轉(zhuǎn)向用極其喜溫的細(xì)菌浸提黃銅礦。這樣的工作已經(jīng)有報道，例如Brierley C.L.和Muir L.E.(1973)的《浸提使用喜溫植物和化學(xué)自養(yǎng)微生物》和Brierley C.L.(1980)《使用硫化葉菌屬細(xì)菌浸提黃銅礦礦石》。該工作局限于柱浸提研究，尚未建立產(chǎn)業(yè)上可接受的采用喜溫細(xì)菌浸提黃銅礦的技術(shù)。
堆積物浸提，文獻(xiàn)已有充分描述提及，但整個堆積物溫度變化很大，這會有不利作用，因為最適于浸提黃銅礦的細(xì)菌種類將不能保持活性，或不能在堆積物的所有區(qū)域內(nèi)保持最佳生長。由此會降低提取效率和整個提取速度。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是為堆積浸提含黃銅礦礦石提供一種經(jīng)濟(jì)的處理方法。
鑒于上述目的，本發(fā)明提供一種堆積浸提含黃銅礦礦石的方法，它包括下述步驟(a)向含黃銅礦礦石堆積物導(dǎo)入含鐵或硫氧化細(xì)菌的酸性液體，以便使之與礦石接觸，從中釋放出銅；和(b)通過通風(fēng)體系向堆積物導(dǎo)入含氧氣體，作為細(xì)菌的氧源，控制導(dǎo)入堆積物的含氧氣體的飽和度和溫度，以便使堆積物主體保持在能使喜溫細(xì)菌以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度浸提黃銅礦礦石的溫度，此速度使所述方法的操作經(jīng)濟(jì)可行。
堆積物主體的溫度有利地保持在極其喜溫細(xì)菌的高于60℃的溫度范圍內(nèi)，此溫度使極其喜溫的細(xì)菌繁殖旺盛。極其喜溫的細(xì)菌可以理解為最佳生長溫度高于約60℃、更具體高于70℃的鐵和硫氧化菌。實際的溫度或溫度范圍可以根據(jù)浸提使用的具體喜溫細(xì)菌而不同，在60-90℃范圍內(nèi)，要注意，硫化葉菌屬的細(xì)菌在該溫度范圍內(nèi)是有活性的。所以有望在該溫度范圍內(nèi)達(dá)到最佳的生長和活性以及黃銅礦氧化速度。這樣的細(xì)菌可以從許多地方，例如煤礦和溫泉，(例如美國專利№4729788所述，該專利涉及從難熔的含硫化物材料中回收稀有金屬例如金和銀，而不是處理黃銅礦礦石，該專利內(nèi)容納入本文以供參考中分離得到。
該方法中也可以使用適中喜溫的微生物。這些適中喜溫的微生物具有適中喜溫的溫度范圍或最佳的生長溫度，在約50-60℃之間。在該情形下，堆積物的溫度應(yīng)保持在約50-60℃的范圍內(nèi)。
本發(fā)明方法中使用的微生物可以具有鐵氧化和硫氧化能力中的一種或兩種。
含氧氣體優(yōu)選空氣(雖然也可以使用氧氣或空氣/氧氣的混合物，必要時與二氧化碳混合作為碳源)。也可以使用其他含氧氣體，適當(dāng)時加入二氧化碳，以便適合作為細(xì)菌的氧源。
含氧氣體至少用水部分飽和；并加熱至使用溫度，以下述方式對堆積物進(jìn)行溫度控制使通過堆積物的氣流將細(xì)菌氧化釋放的熱量傳遞到堆積物較冷的區(qū)域。將含氧氣體導(dǎo)入堆積物之前，用加熱裝置將含氧氣體例如空氣的溫度保持在約40℃以上，會有助于上述過程進(jìn)行。氣體導(dǎo)入堆積物后，最高溫度不應(yīng)當(dāng)超過約60℃。極其喜溫細(xì)菌的理想溫度范圍是45-55℃，最優(yōu)選約50℃。
所述方法中使用適中喜溫細(xì)菌時，將飽和空氣導(dǎo)入通過加熱或其他方式溫度保持在約30℃以上、優(yōu)選在35-40℃范圍內(nèi)的堆積物中。在該情形下，溫度可能升高，堆積物需要的隔熱較少。另外，堆積物的頂部可能需要提供冷卻。所述冷卻可以這樣實現(xiàn)使堆積物的蒸發(fā)更多，在堆積物溫度升高到超過細(xì)菌存活溫度時可向其頂部導(dǎo)入額外的冷空氣。
氣體的飽和理想的是用水進(jìn)行高飽和，優(yōu)選基本完全飽和，因為所含水份的蒸發(fā)會消耗堆積物高溫區(qū)域的熱量，該區(qū)域的溫度已偏移超過已知喜溫細(xì)菌能耐受的溫度，會降低浸提效率和速度。以該種方式，堆積物的溫度就可以保持或“緩沖”在有利于極其喜溫菌發(fā)揮最佳活性和浸提速度的溫度范圍內(nèi)。由于水蒸發(fā)消耗了潛熱，有望堆積物頂部的溫度不超過90℃，而且可以期望在80-90℃范圍內(nèi)。
另一種方式是，可以采用加熱/濕度控制步驟(用增濕/減濕系統(tǒng)/或增濕器/減濕器)，調(diào)節(jié)導(dǎo)入堆積物的含氧氣體的溫度和飽和度，使堆積物的主體，最好整個堆積物，在整個浸提過程中，保持在有利于極其或適中喜溫微生物發(fā)揮最佳氧化活性的溫度和飽和度內(nèi)。將飽和度控制在所選出的預(yù)定值，使堆積物的浸提速度經(jīng)濟(jì)上可接受。氣體的增濕和/或減濕都是容許的。
堆積物隔熱以使熱量損失最少有利于保持在所需的溫度范圍內(nèi)。因為堆積物暴露于大氣中，堆積物頂部和側(cè)面的熱量損失最大，該區(qū)域隔熱最好。也可以在堆積物底部隔熱。在一個簡單的實施方式中，在這些頂部和/或側(cè)面區(qū)域，可以使用一般具有隔熱性能的開啟性幕簾或合適材料的覆蓋物。有利的是該覆蓋物應(yīng)不透水。
各種隔熱材料都可以用于該用途。合成和天然的隔熱材料均可用于該用途。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，一種惰性隔熱基層例如廢巖石或表土可以用作隔熱層?？砂才胚@樣的巖石層(一層或多層)用于可浸提礦石，置于可浸提礦石堆積物的上面、下面和/或側(cè)面。可以采用多層相同或不同的材料。可以采用其他材料的隔熱氈作為替代或加強(qiáng)隔熱效果。
巖石或隔熱基材或隔熱材料層可按所需層數(shù)提供，可以用作熱傳遞介質(zhì)，為進(jìn)入堆積物的空氣或其他含氧氣體提供增濕區(qū)，和離開堆積物的空氣提供減濕(如果需要)區(qū)，同時也避免堆積物的熱量損失，該熱量損失浸提效率可能有不利影響。
根據(jù)堆積物、空氣或含氧氣體、液體和環(huán)境之間所需的熱和/或水交換最有利的布局，可安排在堆積物頂部放置一層或多層隔熱材料以覆蓋酸性液體澆注系統(tǒng)。例如，在可能達(dá)到零下溫度時，將酸性液體澆注系統(tǒng)放在堆積物頂部的一層或多層隔熱層下，就可防止液體凍結(jié)。當(dāng)然，要明白，在堆積物頂部僅可以提供一個隔熱層。
可以從堆積物頂部的收集區(qū)收集加熱的含水蒸氣的含氧氣體，并通過合適的調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括泵、風(fēng)扇、增濕器、氧氣、二氧化碳和濕度傳感器(必要時)，再循環(huán)到位于堆積物底部或接近底部的通風(fēng)體系的進(jìn)氣部位或廢物堆，以降低使氣體/蒸汽流加熱至所要求的導(dǎo)入溫度和飽和度所需的熱量。必要時，可以使用加熱器，使導(dǎo)入堆積物的氣體保持在所要求的溫度。合適時，可以使用補(bǔ)充了新鮮空氣的氧氣或?qū)⒀鯕廨斎胍獙?dǎo)入的氣體內(nèi)。
含黃銅礦石可能含有其他礦物，例如硫化銅，或含其他所要求的有價金屬礦物。所述礦石可以是礦石混合物，尤其當(dāng)含黃銅礦石與次生銅礦例如孔雀石混合時，所述礦石可能混有原始的硫和/或黃鐵礦。本發(fā)明也可促進(jìn)這些礦石的浸提。
通常，當(dāng)含黃銅礦石或含黃銅的混合礦石也含有耗酸的礦物例如碳酸鹽時，可以向堆積物加入硫、黃鐵礦及其混合物中的至少一種，進(jìn)行補(bǔ)充，因為硫或黃鐵礦可被細(xì)菌氧化成浸提硫酸。所述氧化也可以用作產(chǎn)生熱量的熱源。如果產(chǎn)生過多的酸，可能需要中和，該步驟是否可行取決于試劑的成本和堆積空間。然而，在其他情形下，加入的酸可以用于處理其他耗酸物質(zhì)，該物質(zhì)可以與堆積物混合，或用與堆積物平行的其他加工操作分別處理。
礦石可以進(jìn)行一次壓碎和/或二次壓碎，形成最適于堆積物浸提的尺寸，尺寸優(yōu)選3-100mm。
當(dāng)使用其他黃銅礦原料時，例如尾礦，它們的粒度可以更小。這些原料可以制成顆粒或團(tuán)粒，達(dá)到上述粒度范圍，使它們適合堆積物浸提。
本發(fā)明的另一方面，提供一種堆積浸提系統(tǒng)，可如上所述實施。這種系統(tǒng)包括通風(fēng)系統(tǒng)、酸性液體澆注系統(tǒng)(任選地與酸性液體補(bǔ)充系統(tǒng)相連)和瀝出物收集系統(tǒng)，它還包括加熱/濕度控制臺。濕度控制臺可包括堆積物外的增濕臺，以及氣體加熱裝置，其作用至少是部分控制導(dǎo)入堆積物的含氧氣體的飽和度和溫度，將堆積物主體的溫度保持在可使喜溫細(xì)菌以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度浸提黃銅礦的溫度。
由于上述原因，可將堆積物隔熱，使熱量損失最小。也可以方便地采用上述任何隔熱技術(shù)。
用上述方法和系統(tǒng)，就能夠在含黃銅礦物質(zhì)的堆積浸提過程中，實現(xiàn)優(yōu)良的熱量/濕度控制。這樣的控制可促進(jìn)銅礦石浸提微生物的生長并保持活性，加工效率更好，而且加工很經(jīng)濟(jì)。


從下面的描述并參考附圖，可更全面地了解本發(fā)明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式操作的堆積物浸提加工的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式操作的堆積物浸提加工的流程圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明圖1方法涉及堆積浸提系統(tǒng)1，它用于處理含有分子式CuFeS2的黃銅礦礦石的堆積物，該礦石含0.1-5％銅和總量為0.1-5％的硫。
堆積物10以本領(lǐng)域已知的含有如下所述某些改進(jìn)的方式，由壓碎的含黃銅礦石(可以混有其他礦物)的巖石構(gòu)成。堆積物10位于能夠支撐堆積物10的混凝土或一些合適的不透水材料的墊或地基15上。該墊或地基15建成具有輕微斜度，以促進(jìn)浸提液流到回收瀝出物的出口20，出口20構(gòu)成瀝出物收集系統(tǒng)的一部分。出口20可以位于自然地面以上或以下?；厥粘隹?0的終端與溶劑萃取/電解冶金并回收銅的站點400相連通，站點400可以根據(jù)常規(guī)技術(shù)進(jìn)行操作。所述物流的一部分可以再循環(huán)流至酸性液體澆注系統(tǒng)300，系統(tǒng)300也可以接收酸性液體配制系統(tǒng)170配制的酸性液體。
通風(fēng)系統(tǒng)也位于堆積物底部或接近底部，它包括一排通風(fēng)管30，它們的排列有利于飽和度和溫度受控制的飽和空氣流經(jīng)堆積物10。通風(fēng)管30的材料可以是耐酸的聚合材料，在進(jìn)氣部位，沿長度方向有洞或孔，以便幫助空氣均勻地在整個堆積物10中循環(huán)。也可提供其他的通風(fēng)裝置。為了防止熱量損失，可以合適地將部分通風(fēng)管30隔熱，以保持導(dǎo)入堆積物的氣體溫度較優(yōu)。
如果需要，可以用任選的加熱裝置140，將飽和空氣在導(dǎo)入堆積物10之前加熱至所要求的溫度。應(yīng)通過加熱/冷卻或控制熱量損失保持導(dǎo)入氣體溫度超過40℃，但不超過60℃，優(yōu)選的溫度范圍為45-55℃，更優(yōu)選50℃左右。
堆積物10的頂部11可以用開啟型幕簾或覆蓋材料覆蓋，使堆積物10的蒸發(fā)損失最小。該覆蓋物可以不透水。堆積物10的頂部11也可以與收集區(qū)14相連通，收集管40從收集區(qū)14收集流通堆積物10的循環(huán)空氣，以便重復(fù)用于堆積物的處理加工?？諝庋h(huán)用風(fēng)扇或泵60進(jìn)行。
因此，這些收集管40通過合適的風(fēng)扇或泵60與通風(fēng)管30相連通，再循環(huán)比率可以根據(jù)要求設(shè)置，如果需要，其他的新鮮配制的空氣或氧氣也可以通過管線240加入到再循環(huán)空氣中，以保持使細(xì)菌呼吸充足的氧含量。通過控制循環(huán)比率，至少可以部分控制飽和度。可以使用氧傳感器檢測再循環(huán)氣體中的氧含量，并根據(jù)要求補(bǔ)充到所設(shè)定的氧含量。
以含大約3％硫的礦石為例，構(gòu)成堆積物10的每立米3碎巖石一般含有1.6噸巖石，在所述黃銅礦處理加工時，含大約50kg硫。
黃銅礦的細(xì)菌氧化根據(jù)下述反應(yīng)式進(jìn)行(I)因此，很明顯，鐵離子可能參與溶解反應(yīng)。
總的來說，氧化50kg硫需要兩倍的氧，因此，每立方米巖石，需要約100kg氧。使氧有效地轉(zhuǎn)運(yùn)之后，這相當(dāng)于25℃每噸巖石需要約1500米3空氣。如果使用另一種含氧氣體例如氧氣或富含氧的空氣，所需體積相對較低。合適地選擇風(fēng)扇60，以提供堆積物所要求的通風(fēng)速率。
如果將50℃完全飽和的空氣導(dǎo)入堆積物，那么氧化反應(yīng)(I)在放熱過程中放出的熱量足以使堆積物加熱至大約70℃或更高。
在堆積物10的頂部也安裝酸性液體的澆注系統(tǒng)300(與相關(guān)的酸性液體配制系統(tǒng)170相連通)，它采用含硫和/或鐵氧化細(xì)菌的酸性浸提液澆注堆積物10。該液體含有水、硫酸和細(xì)菌以及細(xì)菌可能需要的其他營養(yǎng)素。酸性液體的pH約為0.5-3，優(yōu)選約0.5-2.5。為了保證浸提速度以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度進(jìn)行，必需將該液體的氧化還原電勢調(diào)節(jié)到更低水平。
通過沉淀去除浸提反應(yīng)中生成的硫酸鐵(三價)，就能夠控制氧化還原電勢?？梢杂枚逊e物外部的石灰或石灰石沉淀鐵，來進(jìn)行所述去除，或可以控制堆積物10的狀況，使之沉淀。氧化還原電勢(En)可以優(yōu)選降低至約400-450mV，以便達(dá)到所要求的浸提速度。另外，部分黃銅礦礦石不需降低氧化還原電勢就可以以可接受的速度進(jìn)行浸提。對于這些材料，就不需去除鐵離子。
硫化葉菌屬細(xì)菌的極其喜溫菌是優(yōu)選的，可采用已知微生物培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)，將它們與酸性浸提液體一同加到堆積物10中，或以其他方式加入。嗜酸熱硫化葉菌(S.acidocaldarius)或布氏硫化葉菌(S.brierleyi)也可用于浸提?？梢允褂没旌吓囵B(yǎng)。John Wiley and Sons出版的“ThermophilesGeneral，Molecular and Applied Microbiogogy”(1986)第12章(pp279-305)中進(jìn)一步揭示了硫化葉菌屬微生物的微生物學(xué)，該文獻(xiàn)的內(nèi)容納入本文供參考。其他極其喜溫的鐵或硫氧化微生物也可以參與浸提反應(yīng)。另外，細(xì)菌也可以在堆積物成形過程中加到堆積物10中或與堆積物10混合。
因為優(yōu)選的細(xì)菌是極其喜溫的細(xì)菌，所以要小心不能使酸性液體的溫度下降至細(xì)菌不能存活和生長的溫度以下。需要時，可以在出口20、頂部11和其他部位加熱并安裝隔熱物，以達(dá)到該目的。
鑒于硫氧化反應(yīng)的放熱性質(zhì)，預(yù)計堆積物10的溫度會足夠高，只要飽和空氣的連續(xù)氣流循環(huán)通過堆積物，細(xì)菌就可保持活性。在堆積物10的頂部11，溫度甚至?xí)^極其喜溫細(xì)菌的存活溫度。為了避免該現(xiàn)象，可以通過管道147加入冷卻空氣，使溫度降低至可存活的溫度范圍。管道147內(nèi)有來自于通風(fēng)系統(tǒng)30的空氣?？梢赃M(jìn)行強(qiáng)制冷卻。冷空氣輸入點可以是溫度升高超過細(xì)菌存活范圍的點。
空氣飽和度對于在堆積物10內(nèi)保持所要求的下述溫度范圍很重要。當(dāng)溫度升高超過約90℃時，水蒸發(fā)明顯，這樣的蒸發(fā)消耗能量，所述能量是水蒸發(fā)的潛熱。因此需要時，蒸氣能夠產(chǎn)生冷卻作用，可使局部溫度保持在極其喜溫細(xì)菌保持活性的80-90℃范圍內(nèi)。雖然在較低濕度時也可獲得某些好處，但是空氣完全飽和時效果最顯著。
通過設(shè)一個增濕站點230，將空氣增濕至所要求的飽和度，就可以在導(dǎo)入堆積物之前方便地將含氧氣體的飽和度控制在所需水平?？諝庠鰸竦脑鰸衿鞑僮骼缭贑hemical Engineering Literature中有很好的描述，見例如Perry等人的Chemical Engineer’s Handbook?？梢愿鶕?jù)從堆積物10頂部收集的氣體的傳感濕度，控制這種設(shè)備的操作?？梢允褂枚鄠€增濕站點或增濕器。也可以減濕。也可以在加熱/濕度控制站點進(jìn)行加熱，需要時，該控制站點可以包括加熱和增濕/減濕站點。
但是，堆積物10的暴露性質(zhì)使得需要將堆積物10側(cè)面的熱量損失保留住，以使極其喜溫細(xì)菌保持最佳生長。因此，堆積物10的側(cè)面提供了一層或?qū)痈魺釋?0，以使熱量損失降低至最少。為此可采用對氣候和加工因素具有足夠長久耐受性的隔熱材料。聚合物泡沫材料例如聚氨酯泡沫材料或厚塑料襯可以方便地用于該目的。另外，也可以使用天然隔熱材料例如稻草。這些隔熱層可以是不透水的。隔熱層(一層或多層)可以覆蓋在酸性液體澆注系統(tǒng)300上面。
在一個如圖2所示的更具體的實施方式中，天然隔熱材料可以是惰性基材，例如巖石層，如廢巖石或巖石地基。這樣的廢巖石層(一層或多層)可以排布在堆積物110底部的底層100內(nèi)，和堆積物110頂部的頂層200內(nèi)，將可浸提礦石夾在110a層內(nèi)。廢巖石層也可以排布在堆積物10的側(cè)面。這樣的基材也可起熱交換介質(zhì)作用，為進(jìn)入堆積物的空氣提供增濕區(qū)域，和為離開堆積物10的空氣提供減濕區(qū)域。所述基材也可能有助于分送氣體和液體流，在該實施方式中，它們是反向流。
在該實施方式中，如上所述采用酸性液體澆注系統(tǒng)300，以常規(guī)方法將酸性浸提液施加到堆積物110頂部。如上所述，可以通過位于堆積物10底部或接近底部的管系統(tǒng)130，對堆積物10強(qiáng)制通風(fēng)。為了防止熱量損失(使導(dǎo)入的氣體溫度不能保持較準(zhǔn)溫度)，可以使管道系統(tǒng)130的一部分適當(dāng)隔熱。當(dāng)空氣進(jìn)入廢巖石層200時，它將接觸活躍浸提區(qū)110a排出的被回收出口120回收的熱廢酸浸提液?？諝庠谶M(jìn)入活躍浸提區(qū)110a之前變濕并加熱，同時廢浸提液和廢巖石冷卻。以該方式，堆積物10自身可能構(gòu)成加熱/濕度控制站點的至少一部分。
此外，當(dāng)上升的空氣進(jìn)入堆積物10的活性浸提區(qū)110a時，它已經(jīng)預(yù)加熱，并基本完全被水份飽和，所以不會導(dǎo)致可浸提礦石不需要的冷卻。
當(dāng)空氣經(jīng)過堆積物10向上移動時，它進(jìn)入惰性廢巖石的頂層100，并與進(jìn)入的向下移動的新鮮冷酸性浸提液相遇。該酸性液體和含氧氣體流反向流過堆積物10?，F(xiàn)在，載著熱水份的空氣被冷卻，熱量和水份轉(zhuǎn)移給浸提液，實際上，所述浸提液在向下移動進(jìn)入活躍浸提區(qū)110a之前就已經(jīng)預(yù)加熱。接著，可通過管道140收集空氣，再循環(huán)到堆積物110。如果需要，也可以通過管道147向堆積物110頂部施加冷卻空氣，以使溫度保持在上述細(xì)菌存活的范圍內(nèi)。
用該方式，就可最大程度減少或避免可能妨害浸提效率的活性浸提區(qū)110a內(nèi)的浸提條件的變化，從而提高浸提效率。
在該系統(tǒng)中，也可以避免空氣增濕造成的流體損失。如果使用添加隔熱物例如合適隔熱材料(它應(yīng)當(dāng)是耐酸的)制成的隔熱氈，在堆積物頂部和側(cè)面提供隔熱，還會達(dá)到進(jìn)一步改善。這樣的氈可采取塑料片形式，或具有可接受隔熱性能的某些其他惰性隔熱物。氈可以不透水。
當(dāng)銅從溶液中提取出時，例如在下述反應(yīng)的電解冶金過程中，可按照需要加入所述方法所需的酸，而且可以制備(II)硫或黃鐵礦的氧化物也可以用作硫酸來源。
可以通過堆積物10底部或接近底部的出口20，最終流到溶劑萃取/電解冶金站點400的含銅酸性液體中回收銅。電解之前，可以進(jìn)行溶劑萃取，以從浸提液中回收硫酸銅。這樣的溶劑萃取操作不會干擾電解冶金站點的酸產(chǎn)生。溶劑萃取和電解冶金站點可以以常規(guī)方式運(yùn)行。
還要明白，盡管電解冶金是回收銅金屬的合適方法-雖然硫酸銅自身也可以是該方法的理想產(chǎn)品-但是也可以使用其他回收銅的方法，例如滲透法。
本行業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員閱讀了本文揭示的內(nèi)容，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修飾，所有這些變化和修飾都在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種堆積浸提含黃銅礦礦石的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(a)向含黃銅礦礦石的堆積物加入含鐵或硫氧化菌的酸性液體，使之與礦石接觸，以便從中釋放出銅；和(b)通過通風(fēng)系統(tǒng)向該堆積物導(dǎo)入含氧氣體，作為細(xì)菌的氧源，其中導(dǎo)入到堆積物的含氧氣體的飽和度和溫度受到控制，以使堆積物主體的溫度保持在喜溫細(xì)菌以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度浸提黃銅礦礦石的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堆積物主體的溫度保持于極其喜溫細(xì)菌的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的細(xì)菌是硫化葉菌屬細(xì)菌。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述堆積物主體的溫度保持于中度喜溫細(xì)菌的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的含氧氣體在導(dǎo)入到堆積物之前用加熱裝置加熱。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持于約40℃以上。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持不超過60℃。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持在45-55℃范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持在約50℃。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持在約30℃以上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述的含氧氣體的溫度在導(dǎo)入到堆積物之前保持在35-40℃范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述堆積物的頂部進(jìn)行冷卻。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述的冷卻通過蒸發(fā)進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述的冷卻空氣導(dǎo)入到堆積物的頂部。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中將所述的冷卻空氣在溫度升高超過所述細(xì)菌可存活溫度的部位導(dǎo)入。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中導(dǎo)入到堆積物的含氧氣體的飽和度通過增濕控制站點控制。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括堆積物隔熱，使熱量損失最小的步驟。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述堆積物的頂部和底部至少一個部位是隔熱的。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其中所述堆積物的側(cè)面是隔熱的。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的堆積物用至少一層惰性隔熱基材和隔熱氈隔熱。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述的惰性隔熱基材是廢巖石或巖地基。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從堆積物頂部的收集區(qū)收集所述的含有水蒸氣的已加熱的含氧氣體，并通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)再循環(huán)至位于堆積物底部或接近底部的所述通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)氣部位。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的含黃銅礦礦石包含其他含有所需有價金屬的硫化物礦物。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的含黃銅礦礦石是一種礦石混合物。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述的礦石混合物還含有單質(zhì)硫、黃鐵礦及其混合物中的至少一種。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述的礦石混合物含有次生銅礦物。
27.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的酸性液體和含氧氣體反向流過堆積物。
28.一種堆積浸提系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括(a)含黃銅礦礦石的堆積物；(b)酸性液體澆注系統(tǒng)，用來將含鐵或硫氧化菌的酸性液體澆注到所述堆積物上，使之與礦石接觸，以從中釋放出銅；(c)瀝出物收集系統(tǒng)；(d)通風(fēng)系統(tǒng)，用來將含氧氣體導(dǎo)入到堆積物上，作為細(xì)菌的氧源；其中加熱/濕度的控制站點至少能部分控制導(dǎo)入堆積物的含氧氣體的飽和度和溫度，以使堆積物主體的溫度保持在喜溫細(xì)菌以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度浸提黃銅礦礦石的溫度。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述的堆積物包括隔熱層，以使熱量損失最小。
30.如權(quán)利要求28或29所述的系統(tǒng)，它還包括堆積物頂部的收集區(qū)，含水蒸氣的已加熱的含氧氣體在該收集區(qū)被收集，該收集區(qū)與一調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連通，所述含氧氣體通過該調(diào)節(jié)體系再循環(huán)到位于所述堆積物底部或接近底部的所述通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)氣部位。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種堆積浸提含黃銅礦礦石的方法。向含黃銅礦的堆積物加入含鐵或硫氧化菌的酸性液體,使之與所述礦石接觸。這樣的接觸會從礦石中釋放出銅。在該過程中,向堆積物導(dǎo)入含氧的氣體,作為細(xì)菌的氧源。導(dǎo)入堆積物的含氧氣體的飽和度和溫度受到控制,以使堆積物的主體部分維持在喜溫細(xì)菌以經(jīng)濟(jì)上可接受的速度浸提黃銅礦的溫度。本發(fā)明還公開了根據(jù)所述方法運(yùn)行的堆積浸提系統(tǒng)(1)。
文檔編號C22B3/00GK1351673SQ00807725
公開日2002年5月29日 申請日期2000年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月19日
發(fā)明者R·溫比, P·米勒 申請人:拜克萊克(澳大利亞)控股有限公司