[发明专利]一种生物冶金过程中抑制黄铁矿氧化的方法

说明书

本发明涉及一种生物冶金过程中抑制黄铁矿氧化的方法，通过向生物浸出过程中的矿石中加入抑制剂，抑制亚铁氧化微生物活性，实现抑制矿石生物浸出过程中黄铁矿的过量氧化，所述抑制剂包括阴离子表面活性剂以及助剂，所述助剂包括酶活性抑制剂、脱氧剂或异养微生物促进剂中的任意一种或至少两种的组合。所述方法抑制黄铁矿的过量溶解，从源头上控制酸铁的过量积累；同时可以提高目标金属的浸出速率及最终浸出率，并降低成本。

技术领域

本发明涉及生物冶金领域，尤其涉及一种生物冶金过程中抑制黄铁矿氧化的方法。

背景技术

在一些低品位矿石的生物堆浸过程中，矿石中黄铁矿含量高，硫铜比较高，耗酸脉石少，大量的黄铁矿溶解会造成系统酸铁过剩。酸铁过剩给后续的萃取电积工艺带来不利影响，萃取过程三相多，萃取剂消耗大；而且生产过程需要中和酸铁，环保压力大，铜生产成本增高。

硫化矿物溶解特性取决于其价带特征，黄铁矿的价带由金属原子轨道构成，失电子并不意味Fe-S键断裂，因此较难溶解，黄铁矿的氧化遵循纯电化学机理，氧化剂Fe³⁺从黄铁矿价带夺电子后，不能破坏价键，只能提高界面金属的氧化势，而金属将与溶液中水反应，形成金属络合物，所形成的金属络合物与黄铁矿中硫发生表面反应，最终生成硫酸盐，较高的氧化还原电位将促进黄铁矿溶解，而其他的矿物的溶解对电位的需求并不是特别强烈。因此，通过控制浸出液电位在合适的阈值以下，可实现黄铁矿和目的矿物的选择性浸出。

酸性生物浸出系统中电位决定于三价铁和二价铁的比值，所以电位的控制决定于浸出系统内的微生物氧化亚铁的活性。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，电位得到迅速提升，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。所以如何控制浸出系统的微生物活性对控制黄铁矿的氧化显得至关重要。

同时在硫化矿浸出过程中，金属离子浸出后，矿物表面形成硫膜，形成疏水层，抑制了浸出液向矿物内部的扩散，对目的矿物的进一步溶解起到了抑制作用，开发一种降低硫膜的阻碍作用从而在一定程度上提高目的矿物的浸出速率的方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物冶金过程中抑制黄铁矿氧化的方法。所述方法包括，向生物浸出过程中的矿石中加入抑制剂，用于抑制亚铁氧化微生物活性，实现抑制矿石生物浸出过程中黄铁矿的过量氧化。

所述抑制剂包括阴离子表面活性剂以及助剂。

所述助剂包括酶活性抑制剂、脱氧剂或异养微生物促进剂中的任意1种或至少2种的组合。

阴离子表面活性剂作为抑制亚铁氧化微生物活性的药剂，可以破坏微生物的膜结构，导致微生物受损或死亡，代谢受到严重影响；同时可以提高堆浸过程中的渗透性，利于堆浸过程中的浸出液在堆场中的扩散，促进目标金属矿物的浸出；同时利于提高矿物表面的亲水性，有利于溶液通过矿物表面的硫膜进入矿物颗粒内部，促进目标金属矿物浸出。

助剂中的微生物酶活性抑制剂、脱氧剂以及异养微生物促进剂的使用使阴离子表面活性剂的效果显著增强。其中微生物酶活性抑制剂的使用可以抑制微生物亚铁氧化亚铁，切断微生物电子传递过程，使微生物无法获得足够的能源来修复自身的损伤，对微生物的损害显著加倍加强。脱氧剂的使用可以切断自养亚铁氧化微生物能源来源，阻止微生物的增殖，进一步降低微生物数量及活性，也可以加倍显著的影响到微生物的活性。异养微生物促进剂的使用可以为异养微生物提供直接的能量来源，促进异养微生物的生长，从而提高异养微生物的竞争能力，同时降低自养亚铁氧化微生物的生存空间，使微生物亚铁氧化过程停滞，甚至在异养微生物作用下开始还原三价铁。组合助剂的使用，可以显著降低自养亚铁氧化微生物的数量，并降低亚铁氧化活性，抑制浸出体系电位的提高，从而实现抑制黄铁矿的过量氧化。具体效果决定于药剂的种类和剂量，多种化合物同时使用相比于单一药剂的使用，可以非常显著地增强使用效果。