[发明专利]生物堆浸系统调控电位的方法

说明书

本发明涉及一种生物堆浸系统调控电位的方法，它包括生物堆浸系统和为控制电位在600～700mV采取调节入堆矿量、中后期间歇喷淋浸出、控制喷淋液周转速率和封堆措施，依次是破碎‑筑堆，先将次生硫化铜矿石破碎到‑30mm～‑50mm，筑堆，堆高10～12米，此后依据生物堆浸体系实测的电位高低，增加或减少入堆矿石量，以调节电位；前期浸出，喷淋管道布局后，用萃余液作为喷淋液向筑堆连续喷淋，喷淋强度为30～50L/h·m²，控制喷淋液的周转速率，直到铜浸出率达到40～50％；中后期浸出，向前期浸出后的矿堆进行间歇喷淋，控制喷淋液的周转速率，两次浸出铜后的生物堆浸矿为老矿堆；封堆隔离，每覆堆三层且铜浸出结束后用膜对下层老矿堆进行封堆隔离。具有工艺控制简单、无需添加药剂、生产成本低、对环境友好等优点。

技术领域

本发明涉及一种生物堆浸系统调控电位的方法，适于矿冶行业应用。

背景技术

“生物堆浸-萃取-电积”工艺具有低成本、低能耗等显著优势，已成为低品位次生硫化铜矿的首选工艺。目前，全球有近20座矿山采用该工艺。我国首座万吨级生物提铜矿山于2005年底在紫金山铜矿投产，充分利用了传统工艺难以利用的低品位资源，获得良好的经济效益。但是，在铜浸出的实践过程中，矿石中的黄铁矿也会被氧化，而且由于黄铁矿含量比铜矿物含量高的多，生物堆浸过程的酸和铁产生量较大，环保成本较高。

辉铜矿(Cu₂S)是次生硫化铜矿中铜的主要存在形态。辉铜矿在酸性高铁介质中的浸出分两阶段进行：第一阶段浸出动力学主要受氧化剂Fe³⁺从溶液至矿物表面的扩散控制，其浸出速率与氧化剂Fe³⁺浓度成正比，保持足够高的Fe³⁺浓度即可快速浸出Cu₂S中的第一个铜；第二阶段浸出受化学反应控制，与温度强相关，与喷淋液中的Fe³⁺浓度弱相关。黄铁矿的氧化动力受体系的氧化还原电位控制，氧化还原电位低时黄铁矿氧化速率缓慢，氧化还原电位高时黄铁矿氧化速度加快。

如何将生物堆浸系统的氧化还原电位控制在较低的水平，是控制黄铁矿氧化的关键，是次生硫化铜矿生物堆浸过程要解决的关键技术问题。溶液中的氧化还原电位主要与Fe³⁺和Fe²⁺的摩尔浓度比值[Fe³⁺]/[Fe²⁺]有关，Fe³⁺浓度越高，氧化还原电位越高。生物堆浸过程中，浸矿微生物(如氧化亚铁硫杆菌)会大大加快Fe²⁺的氧化速率，提高生物堆浸系统的氧化还原电位。

目前公开的生物堆浸过程控制氧化还原电位的方法主要有两种：一是中国专利CN101984094 B公开的“一种生物堆浸过程中控制氧化还原电位的方法”，该专利提出了控制氧化还原电位的方法，即采取控制总的硫酸盐浓度220～260g/L，使硫氧化菌处于优势，抑制铁氧化菌活性，控制氧化还原电位650～720mV，从而抑制黄铁矿氧化，其存在控制总的硫酸盐浓度太高，在工业生产中使用的可行性不大等不足存在控制总的硫酸盐浓度太高，在工业生产中使用的可行性不大等不足；二是中国专利CN110527830A公开的“一种黄铜矿生物浸出的方法”，该专利提出了通过向黄铜矿生物浸出体系中加入表面活性剂和/或异噻唑啉酮类杀菌剂，抑制微生物活性，控制微生物对亚铁的氧化过程，从而调节浸出溶液的电位，其存在对微生物活性难以准确控制，对环境不友好等不足。

为此研发一种生物堆浸系统调控电位的方法就显得尤为迫切且意义重大。

发明内容

本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种次生硫化铜矿生物堆浸系统调控氧化还原电位的方法。既可将电位控制在相对标准氢电极电位(Vs.SHE)600～700mV，又可有效抑制黄铁矿的氧化，无需添加任何药剂。

本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：