[发明专利]一种露天剥离硫化铜矿的生物堆浸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物冶金技术领域，具体涉及露天剥离硫化铜矿的生物堆浸工艺。

背景技术

国内早期铜矿开采常采用露天开采，例如某大型铜矿采用露天开采，现存有露天剥离含铜废石2.5亿吨，铜平均品位为0.229%，铜金属量为55.4万吨。经过多年的氧化蚀变、加之当时生产剥离其间有一部分氧化矿被集中堆放于废石中，使得废石场含铜废石中铜矿石矿物的氧化度有所提高，平均氧化率为5%左右。

传统的硫化铜矿处理技术通过浮选富集得到铜精矿，再通过火法熔炼-电解精炼工艺制取铜。由于露天剥离含铜废石含铜品位较低，氧化程度高，采用传统处理技术难以实现该部分含铜废石资源的合理利用。

生物冶金技术是有色金属资源开发中高效、低耗的新型工业化技术，利用一些能够氧化分解矿物晶格的微生物，将矿物晶格破坏，使其中有价金属元素释放出来，然后予以富集。一般用于处理低品位矿、复杂矿物、露天剥离废石、尾矿石等用传统方法难以利用的矿物，是生物、冶金、化学、矿物等多学科交叉技术。

在铜矿的生物堆浸技术中，中国专利（公告号：1265001C）公布了利用常温嗜酸菌氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化铁微螺球菌对铜矿进行堆浸的工艺。中国专利（公告号：100413983C）公布了利用常温嗜酸菌嗜铁钩端螺旋菌和喜温硫杆菌对黄铜矿的浸出方法。

生物堆浸过程中嗜酸菌对矿石的氧化会释放热量，而嗜酸菌对热量敏感，合适的温度才能有好的堆浸效果。

发明内容

本发明提供一种低品位硫化铜矿的生物堆浸方法，尤其针对露天剥离硫化铜矿石，这类矿石铜品位低且氧化度高。该工艺具有工艺简单、菌种分布广泛且易得、流程短、投资少、成本低、污染小以及能够处理低品位硫化铜矿等诸多优点。

本发明是通过以下方案实现的：

一种露天剥离硫化铜矿的生物堆浸工艺，包括如下步骤：

（1）采集含有嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）、嗜酸氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans）、氧化亚铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferrooxidans）的酸性矿坑水，进行选育、驯化和放大培养，获得常温嗜酸菌；采集含有嗜铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferripHilum）、嗜酸杆菌属菌（AcidipHilium spp.）、硫化杆菌属菌（Sulfobacillus spp）及喜温硫杆菌（Acidithiobacillus caldus）的酸性矿坑水进行选育、驯化和放大培养，获得中温嗜酸菌；

常温嗜酸菌的选育条件为：将采集的含有嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌的酸性矿坑水加入营养成分：9K基础培养基和FeSO₄·7H₂O 44.2g/L培养液，调控温度25~30℃，pH为1.5~2.0，进行培养；驯化和放大培养条件为：在9K基础培养基的环境中，加入粒度小于0.070mm的硫铁矿矿石粉，加入的硫铁矿的重量为培养液总重量的1～10%，菌的接种量为培养液总体积的8～28%，生长温度为25～30℃，pH值为1.5～2.0；逐级放大培养三次，获得菌浓度为10⁷～10⁹个/ml的常温嗜酸菌。

中温嗜酸菌的选育条件为：将采集的含有嗜铁钩端螺旋菌、嗜酸杆菌属菌、硫化杆菌属菌及喜温硫杆菌的酸性矿坑水加入营养成分：9K基础培养基、FeSO₄·7H₂O 22g/L和酵母粉0.1g/L，调控温度45~50℃，pH为1.8~2.5，进行培养；驯化和放大培养条件为：在9K基础培养基的环境中，加入粒度小于0.070mm的硫铁矿矿石粉，加入的硫铁矿的重量量为培养液总重量的1～10%，菌的接种量为培养液总体积的8～28%，生长温度为40～45℃， pH值为1.5～2.0；逐级放大培养三次，获得菌浓度为10⁷～10⁹个/ml的常温嗜酸菌。

（2）将露天剥离硫化铜矿粉碎、筛分粒径小于2mm的矿石进行堆筑，并在矿堆中埋设通气管道、温度探头和取样管；埋设通气管道的目的是给矿堆内的菌提供氧气，埋设温度探头及取样管以便实时监测矿堆内温度及分析矿堆内浸出反应变化情况。