一种基于生物薄层筑堆处理高含细粒尾矿的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于生物薄层筑堆处理高含细粒铜尾矿的方法，该方法以石英砂层为基底，在基底上依次铺筑低品位铜块矿及经过硫酸溶液熟化的铜尾矿构筑多重尾矿‑块矿混合矿薄层，形成尾矿‑块矿混合矿矿堆；将硫酸溶液喷洒在混合矿矿堆顶部，进行混合矿预氧化，再向所述混合矿矿堆顶部添加混合嗜酸浸矿微生物菌群，进行生物浸出铜矿物，尾矿‑块矿混合矿矿堆气液渗流均匀，有利于微生物生长，提高生物浸出效率，经过120天的浸出周期，尾矿中铜的浸出率达到57.10％，块矿中铜的浸出率达到65.52％；且矿堆的筑堆方式简单，成本低，在冶金领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于生物薄层筑堆处理高含细粒铜尾矿的方法，该方法以石英砂层为基底，在基底上依次铺筑低品位铜块矿及经过硫酸溶液熟化的铜尾矿构筑多重尾矿?块矿混合矿薄层，形成尾矿?块矿混合矿矿堆；将硫酸溶液喷洒在混合矿矿堆顶部，进行混合矿预氧化，再向所述混合矿矿堆顶部添加混合嗜酸浸矿微生物菌群，进行生物浸出铜矿物，尾矿?块矿混合矿矿堆气液渗流均匀，有利于微生物生长，提高生物浸出效率，经过120天的浸出周期，尾矿中铜的浸出率达到57.10％，块矿中铜的浸出率达到65.52％；且矿堆的筑堆方式简单，成本低，在冶金领域具有广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及一种生物薄层筑堆方法，特别涉及;属于生物湿法冶金

技术介绍
世界经济的飞速发展对金属资源的需求迅速增加，随着对矿产资源的强力开发，富矿资源不断减少，供需矛盾不断加大。与此同时，运用传统冶金技术提取贫矿、尾矿及难选冶矿石中的有用金属不仅成本高，且还严重污染生态环境，不能满足当今社会的环保理念。近年来，利用微生物浸出低品位矿石中有用金属，尤其是工业规模上的生物堆浸法，因其设备简单、成本低、能耗小等优点得到了广泛的应用。矿堆的渗透性是影响矿石堆浸浸出效果的关键因素。生物浸出的实质就是溶浸液与目的矿物接触，并在微生物的作用下发生生物化学反应，生成可溶性的目的金属离子，其过程包括外扩散、内扩散和界面化学反应等过程，其中内外扩散都与渗透性有关，因此，矿堆的渗透性至关重要。矿堆渗透性不仅直接影响矿堆内部气液分布的均匀程度，影响微生物对硫化矿物的生物氧化活性和代谢能力，而且矿堆中出现浸出死角和盲区都将会制约矿石中金属回收率。因此，解决矿堆渗透性，寻求新的强化浸出技术，对于拓展堆浸技术应用具有重要的现实与理论意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种通过构筑气液渗流均匀、微生物生长良好的生物薄层筑堆，实现铜尾矿中铜高效浸出的方法，该方法筑堆方式简单、成本低，能够解决传统堆浸工艺难以解决的细粒尾矿的生物浸出问题，特别适用于高含细粒铜尾矿和贫矿的生物湿法处理，在冶金领域具有广阔的应用前景。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于生物薄层筑堆处理高含细粒铜尾矿的方法，该方法包括以下步骤:(I)以石英砂层为基底，在所述基底上依次铺筑低品位铜块矿，和经过硫酸溶液熟化的铜尾矿，得到尾矿-块矿混合矿薄层;再在所述尾矿-块矿混合矿薄层上构筑多重尾矿-块矿混合矿薄层，形成尾矿-块矿混合矿矿堆；(2)将pH值为0.7?1.0的硫酸溶液喷洒在所述混合矿矿堆顶部，进行混合矿预氧化；当所述混合矿PH值稳定至1.0?2.0时，向所述混合矿矿堆顶部添加混合嗜酸浸矿微生物菌群，进行生物浸出铜矿物。优选的方案，低品位铜块矿粒度为5?50mm。优选的方案，铜尾矿粒度小于150μπι。较优选的方案，低品位铜块矿的铜品位在1.0%以下，铁品位在15.0%以上，硫含量在15.0wt%以上。较优选的方案，铜尾矿的铜品位在0.3%以下。优选的方案，生物浸出过程中维持矿堆温度在1?45°C之间，浸出液的pH值为1.8?2.5o优选的方案，铜尾矿采用体积百分比浓度为15?25%的硫酸溶液进行熟化。优选的方案，石英砂层下面铺筑有防渗层。优选的方案，每层低品位铜块矿和铜尾矿的厚度分别为0.4?0.6m和0.7?0.9m。优选的方案，尾矿-块矿混合矿矿堆高为2.5?3.5m。优选的方案，混合嗜酸浸矿微生物菌群包含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、嗜温硫氧化硫化杆菌和嗜热嗜酸铁质菌。较优选的方案，混合嗜酸浸矿微生物菌群通过以下方法培养得到:I)将包括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、嗜温硫氧化硫化杆菌和嗜热嗜酸铁质菌在内的嗜酸浸矿微生物菌，分别进行单独培养；2)将单独培养得到的各种嗜酸浸矿微生物菌按等数目混合，得到复合菌群；3)所述复合菌群进行驯化和扩大培养，即得。较优选的方案，培养各种嗜酸浸矿微生物菌采用的培养基包含(NH4)2S042?4g/L;KCl 0.08?0.12g/L;K2HP04 0.4?0.6g/L;MgS04.7H20 0.4?0.6g/L和Ca(NO3)2 0.008?0.012g/L；嗜酸氧化亚铁硫杆菌的培养条件:在所述培养基中加入FeSO4.7H20，使其浓度为40?48g/L，在pH值为1.8?2.2，28?32 °C条件下培养，培养次数为3?5次；嗜酸氧化硫硫杆菌的培养条件:在培养基中加入单质硫，使其浓度为8?12g/L，在pH值为1.8?2.2，温度为28?32°C条件下培养，培养次数为3?5次；氧化亚铁钩端螺旋菌的培养条件:在培养基中加入FeSO4.7H20，使其浓度为40?48g/L，在pH值为1.4?1.8，温度为43?47 V条件下培养，培养次数为3?5次；嗜温硫氧化硫化杆菌的培养条件:在培养基中加入酵母粉和FeSO4.7H20，两者的浓度分别为0.018?0.022wt %和40?48g/L，在pH值为1.4?1.8，温度为43?47°C条件下培养，培养次数为3?5次；嗜热嗜酸铁质菌的培养条件:在培养基中加入酵母粉和FeSO4.7H20两者的浓度分别为0.008?0.012wt %和40?48g/L，在pH值为0.8?1.2，温度为43?47 °C条件下培养，培养次数为3?5次。较优选的方案，所述复合菌群进行驯化和扩大培养的过程为:培养复合菌群采用的培养基包含(NH4)2S04 2?4g/L;KCl 0.08?0.12g/L;K2HPO40.4?0.6g/L;MgS04.7H20 0.4?0.6g/UPCa(N03)2 0.008?0.012g/L;在所述培养基中加入铜尾矿矿粉、FeSO4.7H20和单质硫，三者的浓度分别为1.8?2.2wt%、40?48g/L和0.8?I.2g/L；在温度为30?35°C，pH值为I.8?2.5条件下，曝气培养;每次驯化和扩大培养接种菌体密度为I?2X 17个/mL，培养后微生物菌体密度至少达到I X 18?19个/mL。本专利技术的尾矿-块矿混合矿矿堆如图1所示，包括石英砂底层和多重尾矿-块矿混合矿薄层，尾矿-块矿混合矿薄层包括低品位铜块矿层和铜尾矿层，低品位铜块矿层主要作为铜尾矿的支撑物;石英砂层主要作为导流层，有利于浸出液的集中回收。矿堆底部设有收集池，用于回收混合矿矿堆中的浸出液，混合矿矿堆顶部设有喷淋系统，喷淋系统包括真空栗和喷头，真空栗将收集池中的浸出液栗入喷头，喷洒在矿堆堆体顶部。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果:1、本专利技术的技术方案通过将铜尾矿和低品位铜块矿筑堆成特殊的由多重尾矿-块矿混合矿薄层形成的矿堆，能保证堆体中气液的渗流均匀，有利于微生物生长，大大提高铜尾矿的生物浸出效率，通过120天的浸出周期，尾矿中铜的浸出率达到57.10%，低品位铜块矿中铜的浸出率达到65.52 %。解决了传统生物堆浸工艺难以处理细粒尾矿的问题。2、本专利技术的尾矿-块矿混合矿矿堆筑堆方式简单，成本低，在冶金领域具有广阔的应用前景。3、本专利技术的技术方案是通过生物堆浸处理高含细粒铜尾矿，这种铜尾矿铜品位低，主要为生物难浸出的原生硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生物薄层筑堆处理高含细粒铜尾矿的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以石英砂层为基底，在所述基底上依次铺筑低品位铜块矿，和经过硫酸溶液熟化的铜尾矿，得到尾矿‑块矿混合矿薄层；再在所述尾矿‑块矿混合矿薄层上构筑多重尾矿‑块矿混合矿薄层，形成尾矿‑块矿混合矿矿堆；(2)将pH值为0.7～1.0的硫酸溶液喷洒在所述混合矿矿堆顶部，进行混合矿预氧化；当所述混合矿pH值稳定至1.0～2.0时，向所述混合矿矿堆顶部添加混合嗜酸浸矿微生物菌群，进行生物浸出铜矿物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学端，郝晓东，梁伊丽，尹华群，曾伟民，胡琪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43