專利名稱：復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦的細(xì)菌浸銅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦的細(xì)菌浸銅方法。
背景技術(shù)：
銅是重要的有色金屬，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對銅的需求量逐年增加。我國每年都需要 進(jìn)口大量的銅原料和制品，銅的供求矛盾十分突出。銅礦的開采已經(jīng)有幾百年的歷史，每個 銅礦山有堆積如山的浮選尾礦, 一方面占據(jù)大量良田，另一方面對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。研究表 明浮選尾礦含有銅、鉛、鋅、鎳、等多種資源，若采用傳統(tǒng)工藝回收，成本上不合理。利用 新型特效浸礦細(xì)菌，對浮選尾礦浸出是可行的。細(xì)菌浸出技術(shù)因具有低投資、低成本、低污 染、高效益等特點，受到世界各主要產(chǎn)銅國的普遍重視。
近年來，細(xì)菌浸銅技術(shù)絕大多數(shù)應(yīng)用在次生硫化礦(輝銅礦等)上，而對于黃銅礦型的 原生硫化銅礦的細(xì)菌浸出應(yīng)用很少，而黃銅礦型的含銅礦物很多， 一直沒有得到有效的開發(fā)
和利用o
統(tǒng)計表明，我國銅礦的選礦尾礦儲量巨大，總量超過2億噸，其中約有四分之一的尾砂含 銅量在0.5%左右。早期開采的銅礦尾礦，由于選礦技術(shù)落后，銅的含量更高一些，完全滿足 細(xì)菌堆浸冶銅的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。若將這些選礦尾礦作為二次資源，回收其中的銅金屬，保守 估計可以產(chǎn)出160萬噸金屬銅。將回收銅金屬后的殘渣再用于開發(fā)建材原料，實現(xiàn)其綜合利用， 不僅可以緩解銅資源短缺的局勢，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時可以解決銅礦尾砂污染環(huán)境的 問題，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益的雙贏。
復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦是指尾礦中的銅是以黌銅礦為主，其化學(xué)成分和物相十分復(fù)雜， 同時里面還含有鋅、鎳、鉬等其他基本金屬礦物。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦的細(xì)菌浸出方法。本發(fā)明
中所應(yīng)用的浸礦細(xì)菌是由具有氧化亞鐵作用的氧化亞鐵硫桿菌LH-12 (CCTCC NO:
M209073)和氧化亞鐵微螺菌SYZ-03 (CCTCC NO: M20卯74)混合而成，以上兩種細(xì)菌
均已在中國典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，保藏日期2009年4月12日，地址中國.武漢.武漢
大學(xué)。本發(fā)明釆用的兩種菌混合在一起具有協(xié)同作用、優(yōu)勢互補的特點。 本發(fā)明包括以下工藝步驟
(l)制粒將復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦、水泥與水按體積比5 7: 1: 2~3進(jìn)行混合后制成 10mm 20mm的顆粒，自然風(fēng)干；(2)細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在細(xì)菌氧化槽中 接種至培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量按體積比為菌種培養(yǎng)基=1: 10~20，培養(yǎng)溫度為
25~60°C ，培養(yǎng)液pH值為1.0~2.0，培養(yǎng)時間24~48小時；
G)復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦酸度調(diào)節(jié)將制好的復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦顆粒裝在有機玻
璃柱中，向柱中噴淋濃度為Gmol'I^-Q mol丄-1的H2S04， pH穩(wěn)定至L5 2.0;
(4) 細(xì)菌浸出浮選尾礦將培養(yǎng)好的細(xì)菌用泵向柱中噴淋進(jìn)行浸出，間歇噴淋每天2 5
次，每次0.5 1.5h，噴淋的同時向柱中充氣，對柱內(nèi)充氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，充氣量為1.0~2.0m3/h，
噴淋的菌液回收到自制的帶有攪拌裝置的20升有機玻璃細(xì)菌氧化槽中進(jìn)行活化，循環(huán)使用；
(5) 萃取將萃取劑(有機相)和含銅浸出液(水相)按體積比1 3: 1 2的比例進(jìn)行萃
取，所用的萃取劑為德國漢高公司生產(chǎn)的Lix984N工業(yè)產(chǎn)品，萃取率為97%以上；
(6) 反萃取對負(fù)載于有機相中的銅離子以稀硫酸反萃取，稀硫酸濃度為3mol丄—1 6 moH/1，有機相與水相的體積比為1~3: 2，反萃率為95%以上，反萃后的有機相在萃取工序 循環(huán)使用；
(7) 電積反萃后的液體進(jìn)行電積，電極采用不銹鋼永久陰極、Pb-Ca-Sn三元合金陽極， 電積電壓為1.8-2.2 V，電流密度為100~120A/m2，電積率為95%以上。
本發(fā)明具有下述顯著優(yōu)點
1、 礦物特點本發(fā)明針對其它工藝無法有效經(jīng)濟(jì)處理的選礦尾礦作為原料，回收其中的 銅金屬。這樣不僅可以緩解銅資源短缺的局勢，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是解決銅礦 尾砂占據(jù)大量良田、污染環(huán)境的問題，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益的雙贏。將回收銅金屬 后的殘渣再用于開發(fā)建材原料，實現(xiàn)其綜合利用。
2、 細(xì)菌特點本發(fā)明中的浸礦菌為兩種混合細(xì)菌氧化亞鐵硫桿菌(CCTCC NO:
M209073)和氧化亞鐵微螺菌(CCTCC NO: M209074)，兩種混合菌種在不同氧化階段有 各自的優(yōu)勢菌種，各菌種間發(fā)揮協(xié)同作用，促進(jìn)了礦石中礦物的快速有效的氧化。
3、 工藝特點本發(fā)明工藝不僅能從礦物中經(jīng)濟(jì)地回收銅，而其能夠回收其他基本金屬，
如鋅、鎳等。
4、 環(huán)境友好本發(fā)明工藝方法操作簡單、投資少、環(huán)境溫和友好、經(jīng)濟(jì)效益明顯。
圖l是本發(fā)明工藝的流程圖。
具體實施方式
實施例1
4浮選尾礦樣品1化學(xué)分析見表2。
表2尾礦樣品l化學(xué)成分分析
---_^含量'％CuZnSFe
樣品10.170.427.212.89
步驟
(1) 制粒將浮選尾礦、型號為32. 5的水泥與水按體積比6: 1: 2進(jìn)行混合后制成10mm 20mm的顆粒，自然風(fēng)干。
(2) 細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置的20L有機玻璃細(xì)菌氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量按體積比為菌種培養(yǎng)基=1: 10，培養(yǎng)溫度為25"C，培養(yǎng)液pH值為1.0~2.0，培養(yǎng)時間48小時。
(3) 浮選尾礦酸度調(diào)節(jié)將制好的浮選尾礦顆粒裝在》90x900mm的有機玻璃柱中，用
MP—20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵向柱中噴淋濃度為9mol丄—'H2S04， pH穩(wěn)定至1.5。
(4) 細(xì)菌浸出浮選尾礦將培養(yǎng)好的細(xì)菌用MP—20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵向柱中噴淋進(jìn)行浸出，間歇噴淋每天3次，每次lh,噴淋的同時用ACO-3880型充氣泵，向柱中充空氣，柱內(nèi)充氣量用LZB-10型空氣轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)，充氣量為1.0m3/11，噴淋的菌液回收到自制的帶有攪拌裝置的20升有機玻璃細(xì)菌氧化槽中進(jìn)行活化，循環(huán)使用，經(jīng)過300天的浸出，銅浸出率為64.89%，鋅浸出率為91.12%。
(5) 萃取將萃取劑(有機相)和含銅濾液(水相)按體積比為l: 2的比例進(jìn)行萃取，所用的萃取劑為德國漢高公司生產(chǎn)的Lix984N工業(yè)產(chǎn)品，萃取劑的濃度為15%，稀釋劑為磺化煤油，萃取率為98.35%。
(6) 反萃取對負(fù)載于有機相中的銅離子以稀硫酸反萃取，稀硫酸濃度為3mol丄—1，有機相與水相的體積比為l: 1，反萃率為96.24%，反萃后的有機相在萃取工序循環(huán)使用。
(7) 電積反萃后的液體進(jìn)行電積，電極采用不銹鋼永久陰極、Pb-Ca-Sn三元合金陽極，
電積電壓為2V，電流密度為100A/m2，電積率為95.89%。
實施例2
浮選尾礦樣品2化學(xué)分析見表3。
表3尾礦樣品2化學(xué)成分分析
CuNiSFe
樣品20.120.214.5615.23
步驟:(1) 制粒將尾礦、型號為32. 5的水泥與水按體積比5: 1: 2進(jìn)行混合后制成10mm 20mm的顆粒，自然風(fēng)干。
(2) 細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌裝置
的20L有機玻璃細(xì)菌氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量按體積比為.-菌種培養(yǎng)基=1: 15，培養(yǎng)溫度為47。C，培養(yǎng)液pH值為1.0~2.0，培養(yǎng)時間24小時。
(3) 浮選尾礦酸度調(diào)節(jié)將制好的浮選尾礦顆粒裝在4)90x900mm的有機玻璃柱中，用
MP—20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵，向柱中噴淋濃度為6mol丄"H2S04， pH穩(wěn)定至1.8。
(4) 細(xì)菌浸出浮選尾礦將培養(yǎng)好的細(xì)菌用MP—20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵向柱中噴淋進(jìn)行浸出，間歇噴淋每天5次，每次0.5h，噴淋的同時用ACO-3880型充氣泵，向柱中充氣，柱內(nèi)充氣量用LZB-10型空氣轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)，充氣量為1.5m3/11，噴淋的菌液回收到自制的帶有攪拌裝置的20升有機玻璃細(xì)菌氧化槽中進(jìn)行活化，循環(huán)使用，經(jīng)過300天的浸出，銅浸出率為50.16%，鎳浸出率為96.03%。
(5) 萃取將萃取劑(有機相)和含銅濾液(水相)按體積比為l: l的比例進(jìn)行萃取，
所用的萃取劑為德國漢高公司生產(chǎn)的Lix984N工業(yè)產(chǎn)品，萃取劑的濃度為18%，稀釋劑為磺化煤油，萃取率為97.21%。
(6) 反萃取對負(fù)載于有機相中的銅離子以稀硫酸反萃取，稀硫酸濃度為4.5moH;1，有機相與水相的體積比為1: 2，反萃率為95.38%，反萃后的有機相在萃取工序循環(huán)使用。
(7) 電積反萃后的液體進(jìn)行電積，電極采用不銹鋼永久陰極、Pb-Ca-Sn三元合金陽極，電積電壓為1.8V，電流密度為105A/m2，電積率為96.37%。
實施例3
浮選尾礦樣品3化學(xué)分析見表4。
表4尾礦樣品3化學(xué)成分分析
、、、、__^含量，％CuMoSFe
樣品30.110.081.973.89
步驟
(1) 制粒:將浮選尾礦、型號為42. 5的水泥與水按體積比7:1:3進(jìn)行混合后制成10mm 20mm的顆粒，自然風(fēng)千。
(2) 細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在帶有攪拌
裝置的20L有機玻璃細(xì)菌氧化槽中，接種至9K培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量按體積比為菌種培養(yǎng)基=1: 20，培養(yǎng)溫度為6(TC，培養(yǎng)液pH值為1.0-2.0，培養(yǎng)時間36小時。
(3) 浮選尾礦酸度調(diào)節(jié)將制好的浮選尾礦顆粒裝在4)90x900mm的有機玻璃柱中，用
MP — 20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵，向柱中噴淋濃度為6mobU1 H2S04， pH穩(wěn)定至2.0。
(4) 細(xì)菌浸出浮選尾礦將培養(yǎng)好的細(xì)菌用MP—20RZ磁力驅(qū)動循環(huán)泵向柱中噴淋進(jìn)行浸出，間歇噴淋每天2次，每次1.5h，噴淋的同時用ACO-3880型充氣泵，向柱中充氣，柱內(nèi)充氣量用LZB-10型空氣轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)，充氣量為2.0m3/11，噴淋的菌液回收到自制的帶有攪拌裝置的20升有機玻璃細(xì)菌氧化槽中進(jìn)行活化，循環(huán)使用，經(jīng)過300天的浸出，銅浸出率為68.02%。
(5) 萃取將萃取劑(有機相)和含銅濾液(水相)按體積比3: 2的比例進(jìn)行萃取，所
用的萃取劑為德國漢高公司生產(chǎn)的Lix984N工業(yè)產(chǎn)品，萃取劑的濃度為20%，稀釋劑為磺化煤油，萃取率為98.79%。
(6) 反萃取對負(fù)載于有機相中的銅離子以稀硫酸反萃取，稀硫酸濃度為6moR/1，有機相與水相的體積比為3: 2，反萃率為96.54%，反萃后的有機相在萃取工序循環(huán)使用。
(7) 電積反萃后的液體進(jìn)行電積，電極采用不銹鋼永久陰極、Pb-Ca-Sn三元合金陽極，電積電壓為2.2V，電流密度為110A/m2，電積率為96.86%。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦的細(xì)菌浸銅方法，其特征在于包括以下步驟(1)制粒將復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦、水泥與水按體積比5～7∶1∶2～3進(jìn)行混合后制成10mm～20mm的顆粒，自然風(fēng)干；(2)細(xì)菌培養(yǎng)將含有氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌的混合菌液，在細(xì)菌氧化槽中接種至培養(yǎng)基中，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，接種量按體積比為菌種∶培養(yǎng)基＝1∶10～20，培養(yǎng)溫度為25～60℃，培養(yǎng)液pH值為1.0～2.0，培養(yǎng)時間24～48小時；(3)復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦酸度調(diào)節(jié)將制好的復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦顆粒裝在有機玻璃柱中，向柱中噴淋濃度為6mol·L-1～9mol·L-1的H2SO4，pH穩(wěn)定至1.5～2.0；(4)細(xì)菌浸出浮選尾礦將培養(yǎng)好的細(xì)菌用泵向柱中噴淋進(jìn)行浸出，間歇噴淋每天2～5次，每次0.5～1.5h，噴淋的同時向柱中充氣，對柱內(nèi)充氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，充氣量為1.0～2.0m3/h，噴淋的菌液回收到自制的帶有攪拌裝置的20升有機玻璃細(xì)菌氧化槽中進(jìn)行活化，循環(huán)使用；(5)萃取以萃取劑作為有機相和含銅浸出液作為水相，按體積比為1～3∶1～2的比例進(jìn)行萃取，萃取率為97％以上；(6)反萃取對負(fù)載于有機相中的銅離子以稀硫酸反萃取，稀硫酸濃度為3mol·L-1～6mol·L-1，有機相與水相的體積比為1～3∶2，反萃率為95％以上，反萃后的有機相在萃取工序循環(huán)使用；(7)電積反萃后的液體進(jìn)行電積，電極采用不銹鋼永久陰極、Pb-Ca-Sn三元合金陽極，電積電壓為1.8～2.2V，電流密度為100～120A/m2，電積率為95％以上。
全文摘要
一種復(fù)雜黃銅礦型浮選尾礦的細(xì)菌浸銅方法，包括制粒、細(xì)菌培養(yǎng)、酸度調(diào)節(jié)、細(xì)菌浸出、萃取、反萃取和電積七個步驟，本發(fā)明采用氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵微螺菌混合細(xì)菌針對其它工藝無法有效經(jīng)濟(jì)處理的選礦尾礦作為原料進(jìn)行浸出，回收其中的銅金屬。這樣不僅可以緩解銅資源短缺的局勢，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是解決銅礦尾砂占據(jù)大量良田、污染環(huán)境的問題，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益的雙贏。
文檔編號C22B3/18GK101638720SQ20091001167
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者佟琳琳, 鞏恩普, 楊洪英 申請人:東北大學(xué)