[发明专利]一株低温浸矿菌及其用于硫化镍矿的低温堆浸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一株低温浸矿菌及其用于硫化镍矿的低温堆浸工艺，特别是一株低温浸矿菌及其利用该菌从硫化镍矿石堆浸中提取金属镍的低温生物堆浸工艺。

背景技术

传统硫化镍矿的处理工艺是矿石破碎、磨矿、浮选、浮选精矿火法熔炼。处理的矿石镍品位在0.8％以上，该工艺由于对浮选精矿的质量要求严格，处理工艺流程长、很复杂，存在成本高、能耗高、环境污染重等缺点，不适合处理镍品位0.8％以下的低品位硫化镍矿石。在已探明的镍钴矿产资源中，大部镍品位0.8％以下的低品位硫化镍矿占了50％以上，而且矿产地在低温地区的占多数，采用现有的传统技术开采，无经济效益；如采用已有的常温菌和高温菌生物堆浸，在温度15℃以下时，浸矿菌活性不高，浸矿性能差，浸出速度慢，浸出周期长，从而影响金属浸出率，而且也存在保温费用高的缺点，无形中增加了生产成本。例如，在我国寒冷的东北地区，已探明的低品位硫化镍矿床，其镍品位0.1％～0.5％，主要含镍矿物为镍黄铁矿、紫硫镍铁矿、辉砷镍矿等，主要含砷矿物除了辉砷镍矿外，还有毒砂，采用现有的传统选冶工艺无法开发利用。因此，有必要提供一种低温浸矿菌种及其低温堆浸硫化镍矿的新工艺。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种低温浸矿菌，该菌种与已有的常温和高温浸矿菌相比，温度可在15℃以下工作，不需要进行特殊的保温处理，而且能够保证相同的浸出效率条件。

本发明的第二个目的是提供一种新的硫化镍矿低温堆浸工艺，该工艺不同于常温和高温生物堆浸，其特点是采用低温浸矿菌种，在低温条件下进行生物浸出，温度保持条件要求低，生产成本降低10～30％。此外，本工艺也不同于传统的选冶工艺，即不需要经过高能耗的传统选矿富集成精矿和高温熔炼，新工艺不排放污染性大的烟尘和二氧化硫、三氧化砷等有毒气体，本工艺流程短、设备简单、投资省、成本低、无污染，提高了镍钴回收率，综合利用了复杂难处理硫化镍钴矿产资源，可获得更大的效益。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一株低温浸矿菌及其用于硫化镍矿的低温堆浸工艺，它包括以下步骤：

(1)低温浸矿菌的获得

本发明中所用的低温浸矿菌已保藏在中国国家典型培养物保藏中心，地址：武汉大学内，名称为Thiobacillus ferrooxidans Retech-L-I，保藏日期：2007年10月16日，保藏登记号为CCTCC No：M207157。在取得该菌种之后，在pH值为1.5～2.5的普通自来水中加入所需浸出的硫化镍矿石、氮源和磷源进行浸矿细菌适应性驯化培养2～5次，然后逐级放大培养6～10次。其中细菌接种量为扩大培养液总体积的10～30％，加入的矿粉量为扩大培养液总重量的2～15％：加入的氮源物质为碳酸铵或氨水或硝酸钙、磷源物质为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，加入量为扩大培养液总重量的0.01～0.05‰。获得菌浓度为10⁷～10⁹个/ml的适应性驯化浸矿菌，其生长温度在～25℃，pH在1.0～5.0之间，最佳生长温度在0～15℃、pH1.7～2.2，该菌对含砷硫化镍矿的浸出有很强的专属性，抗砷性强，随后用于进行硫化镍矿石的生物堆浸。

(2)矿石中镍的堆浸浸出

将矿石粉碎成粒径小于15mm，然后筑堆，筑堆过程中要保持矿石尽可能形成自然堆放，形成多孔洞的自然堆，有利于堆内通风和浸矿微生物的生长；边筑堆边喷淋含有(1)中复壮的低温浸矿菌(Thiobacillus ferrooxidansRetech-L-I)的稀硫酸溶液(pH1.5～2.5)，溶液喷淋量为矿石重量的10～25％。筑堆完成后，采用滴淋的方式按照滴淋速度7～15L/m²·h进行滴淋浸出矿石中的镍。滴淋液中含低温浸矿菌(Thiobacillus ferrooxidans Retech-L-I)10⁷个/ml以上，滴淋液的氧化还原电位450mv(Vs.SCE)(是指所测量的氧化还原电位值是相对于标准甘汞电极的测量值)以上。

为了有利于在低温下的温度保持，滴淋管埋在矿堆深度的0.5m～1.5m处，滴淋管的间距为0.5m～1m。堆场为永久性堆场，矿堆层高为8m～16m，在堆的表面可简单覆盖一层棉被作为保温层。

(3)含镍钴浸出液的净化

将(2)中浸出液采用碱类化学药剂进行沉淀法除铁和砷的净化，得到含镍的净化液。浸出液净化采用的碱类化学药剂为工业品碳酸钙，沉淀法除铁净化砷的反应式为：