[发明专利]一种低黄铁矿含量硫化铜矿的生物堆浸方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物冶金领域，具体地，本发明涉及一种低黄铁矿含量硫化铜矿的生物堆浸方法。

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液进行喷淋，通过Fe³⁺和微生物的作用，将硫化铜矿氧化，浸出铜离子。硫化铜矿堆浸过程中，特别是黄铁矿(FeS₂)含量较高，本身就是H₂SO₄和Fe³⁺的重要来源，在矿石中一般都具有相当的含量。Fe³⁺是黄铁矿的天然氧化剂，在酸性环境中对黄铁矿氧化起到了至关重要的作用。在嗜酸铁硫氧化微生物的作用下，被还原的Fe³⁺可以很快的得到补充，同时微生物附着于黄铁矿表面，可以极大的促进黄铁矿的氧化。

FeS₂+14Fe³⁺+8H₂O→15Fe₂++16H++2SO₄^2-(化学作用)

4Fe²⁺+O₂+4H⁺→4Fe³⁺+2H₂O(微生物作用)

但是在一些堆浸过程中，由于黄铁矿含量较低或者操作条件不合适，黄铁矿氧化量不够，造成堆浸系统酸铁浓度不够，影响到铜堆浸的高效进行，需要外源添加硫酸来保证浸出过程的正常进行，也增加了堆浸的成本。

中国专利CN104109765A侧重于硫化铜矿的不同浸出阶段；CN103173614A和CN101434918A侧重于添加硫化物或者高温菌来提高堆场温度；或者CN104152691A和CN102337228A根据温度使用不同菌种。这些专利仅考虑了硫化铜的优化的浸出条件，未考虑黄铁矿氧化的优化条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种低黄铁矿含量硫化铜矿的生物堆浸方法，通过分阶段采用合适的喷淋液，来加强硫化铜矿及黄铁矿的氧化浸出，以及合理的溶液调度加强堆浸过程中硫化铜矿及黄铁矿的氧化。在较高酸铁浓度下实现硫化铜矿的快速浸出，在较低的酸铁浓度下可以形成较高的微生物活性及较高的氧化还原电位，黄铁矿快速氧化生成H₂SO₄和Fe₂(SO₄)₃，弥补低硫含量矿石中黄铁矿氧化不足的情况，维持系统的酸铁浓度。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种低黄铁矿含量硫化铜矿的生物堆浸方法，所述方法包括以下步骤：

1)硫化铜矿筑堆，堆高1-20米；采用单层堆浸或者多层堆浸的方式；

2)硫化铜浸出阶段：筑堆完毕采用高酸溶液进行矿石熟化，团矿，采用高酸溶液或中酸溶液作为喷淋液开始硫化铜浸出阶段的喷淋，喷淋强度为3-50L/m²·h，矿石浸出后得到步骤2)浸出液；

3)黄铁矿氧化阶段：硫化铜矿浸出率达到40％-70％时，采用中酸溶液或低酸溶液作为喷淋液开始黄铁矿氧化阶段的喷淋，喷淋强度为3-20L/m²·h，矿石浸出后得到步骤3)浸出液；

步骤2)浸出液或步骤3)浸出液作为中酸溶液用作硫化铜浸出阶段或黄铁矿氧化阶段的喷淋液；或者，铜浓度足够时，步骤2)浸出液或步骤3)浸出液作为合格液进行萃取、电积得到阴极铜，步骤2)浸出液或萃余液作为高酸溶液直接用于步骤2)或采用硫酸调酸度后用于步骤2)；

根据浸出液中酸浓度，步骤3)浸出液作为低酸溶液，或中酸溶液加入水、矿山酸性废水或矿坑水稀释得到低酸溶液，低酸溶液用作黄铁矿氧化阶段的喷淋液。

本发明中，硫化铜矿筑堆时采用原矿或破碎矿石，破碎矿石的破碎粒度为P₈₀＝8-200mm。

本发明中，矿石浸出时矿堆底部曝空气或者氧气。

本发明中，低酸溶液的酸浓度为1-5g/L，中酸溶液的酸浓度为5-10g/L，高酸溶液的酸浓度为10-20g/L。

本发明中，低酸溶液中可选择性添加富集培养的浸矿微生物以及浸矿微生物所需的营养。

本发明中，低酸溶液中所添加浸矿微生物为富集培养的嗜酸铁硫氧化细菌。