[发明专利]一种硫化铜矿生物堆浸水喷淋启动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物冶金领域，具体地，本发明涉及一种硫化铜矿生物堆浸水喷淋启动的方法。

背景技术

硫化铜矿生物堆浸过程中，需要酸性、富含Fe³⁺以及嗜酸铁硫氧化微生物的溶液作为喷淋进行喷淋，通过Fe³⁺和微生物的作用，将硫化铜矿氧化，浸出铜离子。由于生物堆浸一般用于低品位矿及尾矿的处理，处理矿石量大，矿石吸水及蒸发量大，在生产起始阶段需要大量的生产溶液，同时脉石在浸出起始阶段大量耗酸，所以如果人工采购H₂SO₄和Fe₂(SO₄)₃来配置生产所需酸铁溶液，需要较高的成本及人力投入。硫化矿(MeS)本身就可以氧化产生H₂SO₄，一般硫化矿中不可避免的含有一定含量的黄铁矿(FeS₂)，可以作为生产所需氧化剂Fe³⁺的重要来源。利用矿石中硫化矿自身氧化来提供酸和铁，可以有效地降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫化铜矿生物堆浸水喷淋启动的方法，该方法通过直接用水喷淋，在氧气和微生物的作用下将硫化矿氧化，生成H₂SO₄和Fe₂(SO₄)₃，实现生物堆浸起始阶段无需酸铁投入，节省生产成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种硫化铜矿生物堆浸水喷淋启动的方法，所述方法包括以下步骤：

1)硫化铜矿水喷淋启动的可行性判定：若矿石的产酸潜势大于耗酸潜势，则进行水喷淋启动；

2)水喷淋启动：在硫化铜矿的筑堆过程中用水润湿，筑堆完成后，用水进行喷淋，当浸出液pH>3.0时循环喷淋，当浸出液pH<3.0，在浸出液中接种嗜酸铁硫氧化微生物，作为喷淋液，继续循环喷淋，逐渐提高系统溶液中的酸铁浓度，实现硫化铜矿生物堆浸的启动。

确定目标矿石水喷淋启动的可行性进行判定，通过测定矿石还原态硫(包括黄铁矿、硫化铜矿等)产酸潜势以及脉石耗酸潜势，如果产酸潜势大于耗酸潜势则可以进行水喷淋启动。主要的硫化物的产酸性能计算，例如：4FeS₂+15O₂+2H₂O→2Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄，Cu₂S+2.5O₂+H₂SO₄＝2CuSO₄+H₂O等。耗酸潜势通过用100g/L硫酸滴定矿石粉末，计算硫酸的消耗量，作为耗酸潜势。

本发明中，在硫化铜矿生物堆浸筑堆的过程中，用水进行喷淋润湿，喷淋比例为20-100L/吨矿石，在筑堆阶段保持矿石的水分含量为5％-10％，堆高1-10米。

本发明中，在硫化铜矿生物堆浸完成筑堆后，采用水进行喷淋，根据矿石性质、粒度及堆高等因素选择喷淋的时间和强度(3-50L/m²·h)，浸出液循环喷淋至pH<3.0。

本发明中，当浸出液循环喷淋至pH<3.0时，向溶液池的浸出液中接种嗜酸铁硫氧化微生物，主要包括钩端螺旋菌属、嗜酸硫杆菌属以及铁质菌属中的一种菌或多种菌的混合菌，添加的方式可以是含有嗜酸铁硫氧化微生物的酸性废水或者是富集培养的嗜酸铁硫氧化菌群。

本发明中，可以选择在浸出液溶液池中或者堆场上添加适合嗜酸铁氧化微生物的营养物质，使系统溶液中(NH₄)₂SO₄浓度达到0.5-3g/L，K₂HPO₄浓度达到0.1-0.5g/L，KCl浓度达到0.01-0.1g/L，MgSO₄浓度达到0.1-0.5g/L，Ca(NO₃)₂浓度达到0.002-0.01g/L，为嗜酸铁氧化细菌的生长提供营养。