[发明专利]低品位多金属硫化矿生物浸出液净化除铁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对低品位多金属硫化矿复杂生物浸出液体系中，有价金属离子含量低、杂质离子含量高的特点，提出复杂生物浸出液的高效净化除铁方法，特别是一种在铜镍钴生物浸出液萃取分离前进行的预处理方法(又称净化)，经净化除铁的料液萃取分离提取铜镍钴时，不但可大幅提高铜镍钴萃取分离效率和萃取剂的循环利用率，并可有效降低界面乳化物的生成，节省萃取剂等原材料的消耗。

背景技术

随着矿产资源不断开发利用，富矿易处理矿石日益减少，低品位难处理不得不开发利用，目前针对低品位铜矿石采用生物堆浸—萃取—电积工艺取得了较好的回收效果。但针对复杂多金属硫化矿生物堆浸后续的浸出液分离工序，尤其针对有价金属离子含量低、杂质离子含量高的生物浸出液，其净化—萃取分离工艺还没有成熟工艺可借鉴，其中，生物浸出液净化工序尤为重要，如果生物浸出液不经净化，会严重影响后续的萃取分离效率以及萃取剂的循环利用，因此，针对多金属硫化矿复杂生物浸出液体系有必要开发一种高效净化除铁工艺，为后续萃取分离提供保证，为复杂生物浸出液的高效分离提供一条新途径。

例如，某铜镍钴生物堆浸过程中，由于黄铁矿的大量浸出，造成浸出液中铁浓度过高，总铁浓度大于20g/L，并且萃余液长期循环后，总铁浓度还将升高，若不经处理，总铁浓度可达50g/L以上，严重影响后续萃取分离工艺。若采用传统的石灰中和沉淀工艺，不仅增加处理成本，还会增加有价金属铜镍钴的损失，因此，针对该类多金属硫化矿生物浸出液，有必要提供一种高效净化除铁的方法，该方法可实现在比较低的pH(1.8～2.0)条件下，将铁离子形成铁沉淀除去，可减少有价金属夹带带来的损失和降低除铁成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种低品位多金属硫化矿生物浸出液净化除铁工艺，该工艺特别适用于杂质浓度较高、有价金属离子浓度较低的复杂生物浸出液萃取分离前的预处理，本方法在提高后续萃取效率的同时，可有效实现生物浸出液净化除铁，本方法的实施，除可提高后续有价金属萃取分离效率外，可在较低pH值条件下实现高效除铁，降低石灰中和除铁的成本以及由此带来的有价金属损失，可获得一定的经济效益和环境效益。

为实现上述目的，本发明采取在复杂铜镍钴生物浸出液萃取前进行有效除铁的一种预处理方法，取代石灰中和除铁方法，减少石灰中和除铁所带来的操作成本高以及有价金属夹带等不利影响，提高后续有价金属萃取效率，降低中和成本，主要内容包括以下几个方面：

(1)在筑堆过程中，依据矿石的矿物组成，考虑是否添加明矾石类矿物，若矿石本身不含明矾石类矿物，添加5-10kg/t的明矾石矿物(若硫化矿石中本身明矾石含量在5-10kg/t时，不必添加，利用矿石自身含有的明矾石即可)，随着生物堆浸的进行，部分明矾石发生溶解，会有少量的钾离子被溶出，因为有一价阳离子的存在，在相对较低的pH条件下即可形成铁矾类沉淀物，部分高铁离子在堆内即可形成铁矾类沉淀除去，减少浸出液中高铁离子的浓度，为浸出液净化除铁提供必要条件；

(2)浸出液预处理工序中，为将浸出液中亚铁离子氧化成三价铁离子，需添加铁氧化细菌进行氧化，所使用的铁氧化细菌为Thiobacillus ferrooxidans Retech III(简称T.F.R.III浸矿菌)，保藏在中国典型培养物保藏中心，地址：武汉大学内；保藏日期：2000年10月11日，保藏号：CCTCC NO：M200033。并在pH值为1.0～1.5的9K基础培养基中进行复长、培养，将培养好的细菌添加到浸出液预处理工序中，利用细菌的氧化作用将浸出液中亚铁离子氧化成三价铁离子，最终形成铁矾类沉淀，达到净化除铁的目的。主要有两种，氧化亚铁硫杆菌和钩端螺旋菌，是从酸性矿坑水中提取并经分离富集培养得到。

(3)浸出液预处理工序中，添加碳酸钙调节pH为1.80～2.00，并添加0.1～0.3mg/L铁矾晶种，可加速铁矾类沉淀物形成，并且有益于铁矾类沉淀物后续的固液分离。经过预处理后的净化液含铁浓度小于1.0g/L，pH值达到1.80～2.00，符合萃取工艺对浸出液的要求。