[发明专利]高温浸出方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿堆生物浸出方法，该方法在高温下实施，从而实现高的矿物氧化率。

以下具体参照回收铜的黄铜矿矿石的浸出对本发明进行描述。这仅是以举例的方式说明，在相关的情况下，本发明的原理可应用于其他矿石的浸出以回收金属。

如果矿堆的温度在高温区，即高于60℃，并优选65℃至70℃，含有黄铜矿的矿堆可得到有效地浸出。

当生物浸出方法在矿堆中开始启动时，矿堆的温度为初始的环境温度。适宜的微生物的活性所产生的能量使矿堆的温度渐渐升高，其中微生物是引入到矿堆中的或是在矿堆中自然产生的。但是微生物的浸出活动在50℃至60℃的温度范围内急剧减弱，使得矿堆的温度难以升高至60℃以上，这是高温培养激活的温度水平。这种现象严重降低了对黄铜矿实施生物浸出方法的效率。

附图的图1显示了在不同温度区域运转的微生物群的相对于时间的温度背景。在正常的中温条件下，黄铜矿的溶解性非常差。特定的微生物能在更高温的区域生长，而这些微生物对于在高温下保持高的Eh环境以便黄铜矿浸出至关重要。

图2包括表示作为温度的函数的这些微生物的生长率或活性的曲线，曲线上标记有AT、AC、AF和SM，分别表示嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillusthiooxidans)、喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)、嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和金属硫化叶菌(Sulfolobus metallicus)。当温度升高到中高温(50℃至60℃)时，能够在中温(最高至40℃)生长的微生物将会死亡。相似地，中等嗜热微生物不能在高温下(高于60℃)生存，只有嗜热微生物才能在该温度区域内生长。因此，随着矿堆内部温度的升高，使矿堆浸出环境发生从嗜中温微生物活跃向中等嗜热微生物活跃再向嗜热微生物活跃的转变十分重要。如果微生物群体中的一个没有出现，微生物的演替将不能成功发生，也就不能实现高温条件。

图3显示了大量作为时间函数的热或温度波动曲线，它是在模拟矿堆浸出环境过程中得到的。空气流AS被导入矿堆中，为微生物提供了氧气和二氧化碳。虽然要求空气流对矿堆产生冷却效果，但为了保存热量，必须降低空气的流速。

残液(raffinate)的液体流LS从矿堆中排出。通过残液排出的热量随残液的流速而增加，再一次为了在高反应速度的情况下保存热量，必须降低残液的流速。

由氧化微生物产生的热量(HG)随反应速度的升高而增加。

曲线AH反映了矿堆中积聚的热量，而标记有AT的曲线反映了矿堆中的平均温度。

图3中标记了4个时间区域1-4。在区域2矿堆的温度具有一个明显的下降。尽管此后温度升高(区域3)，但在区域4温度再次明显降低。在区域1，其中热量的产生HG超过了热量的损失AH，矿堆温度快速升高。这就导致了矿堆温度随黄铁矿氧化的增加的升高。

由上述内容可知，在黄铁矿矿石堆的生物浸出中显然存在一个重要问题，即必须小心地过渡矿堆中50℃-60℃的温度间隙，以保证矿堆温度达到高温区，进而黄铜矿易于有效的生物浸出。

本发明的目的是提供一种操作矿堆生物浸出方法的方法，其至少部分针对上述方面。

发明内容

首先，本发明提供了一种实施生物浸出方法从含有金属的矿石中回收金属成分的方法，该方法包括步骤：由矿石形成主矿堆，培养至少一种在预定的温度范围内展现出生物浸出活性的微生物，监视主矿堆的温度，该温度至少是主矿堆中微生物浸出活性的结果，和至少在矿堆温度达到预定温度范围之前向主矿堆接种至少一种培养的微生物。

培养的微生物可以是中等嗜热微生物或嗜热微生物，且可至少当矿堆温度处于中温范围或中等高温范围时将其加入到主矿堆中。

培养的微生物可以被以任何适合的方式加入到主矿堆中。在本发明的一个优选实施方式中通过灌溉的方式将微生物加入。

至少一种微生物可被在一个或更多个建立的反应器中培养。优选使用复数个反应器，其中的每个用于建立单独的在特定的温度范围内具有活性的微生物接种体。对于黄铜矿的生物浸出，上述温度范围选自这样的温度，该温度以下述温度值为中心或包含该温度值：25℃、35℃、50℃、55℃、65℃。

可将单个菌株接种到主矿堆中，或将特定菌株的混合物接种到矿堆中。

可以批量即不连续地，或连续地实施接种。