基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法技术

本发明专利技术公开了一种基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，包括以下步骤：S1、铜锌浮选尾矿曝气预氧化：将铜锌矿浮选尾矿进行薄层筑堆，筑堆厚度≤500mm，在自然通风条件曝气氧化；S2、将曝气预氧化的铜锌浮选尾矿用湿法冶金浸出液回收的废酸进行熟化处理；S3、生物浸出：将优选的五种菌群以及从原矿上原位富集的菌群组成组合菌群，连续扩大培养形成菌液，菌液与预酸化铜锌浮选尾矿混合进行生物间歇式搅拌曝气槽式浸出，曝气泵持续曝气，得到铜锌浸出液。该方法实现了对含硫化矿浮选尾矿中有价金属Cu和Zn等的高效浸出，有效的解决了铜锌浮选尾矿资源化利用与无害化处理生物浸出过程存在的浸出速率慢、容易出现钝化层等问题。化层等问题。化层等问题。

【技术实现步骤摘要】
基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法


[0001]本专利技术涉及尾矿资源化利用与无害化处理生物湿法冶金
，具体涉及一种基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法。

技术介绍

[0002]近年来绿色矿山、无尾矿山背景下，矿业发展受到巨大的挑战，铜锌金属是各行业发展需要的主要有色金属，但铜锌金属矿的开发普通采用浮选工艺产生了大量的尾矿，通常这些尾矿中还存在一定的有价金属不能全部回收，不但浪费资源而且污染环境，生物浸出(即生物冶金)是一门以低品位有价金属矿产资源为对象,选用以矿物为营养基质的微生物即浸矿微生物，将矿物氧化分解,使有价金属离子进入浸出溶液,通过进一步分离、富集、纯化制备单质金属的学科,它是矿冶工程和现代生物科学交叉融合形成的一门科学技术。它具有流程短、成本低、环境友好和低污染等优点,尤其对浮选后尾矿、及低品位、复杂难处理资源的开发利用中,显示出强大的优势,可以大幅度提高矿产资源的开发利用率和,资源的保障程度。
[0003]细菌浸出技术是近年研究的热点,但由于细菌浸铜耗时长、浸出率较低,因此,研究进展相对滞后。造成铜浸出耗时长、浸出率低的原因,普遍认为是由于在浸出过程中矿物颗粒较大，以及产生了难溶物,随着浸出的进行,难溶物会慢慢沉积在矿物表面,形成一层致密的膜,从而阻碍铜矿物的进一步溶解,业界将这种现象称为“钝化”。
[0004]以黄铜矿为例，黄铜矿的细菌浸出受浸矿条件的影响,众多学者对其钝化层进行研究,得到的结论却不一致,因为钝化膜的形成不但与黄铜矿自身的晶体结构有关,还与黄铜矿生物浸出过程的研究方法和浸出条件矿浆pH值和铁离子浓度、氧化还原电位、温度、铜矿物的晶体结构等因素有关。浸出条件不仅会影响黄铜矿氧化溶解速率,而且会影响中间产物的存在形式及其在矿物表面的积累,因此如何合理地调控浸出工艺以及浸出条件,以提高铜等有价金属的浸出效率、防止浸出过程钝化层形成成了大家争相探讨的课题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，本方法利用铜锌浮选过程已经将矿石磨碎至细微级，浮选后细微粒级尾矿经通风曝气氧化矿石中的含硫化矿部分，改变矿石内部结构和物质组成，使得在湿法浸出过程中微生物能更好的对矿物进行腐蚀，而不容易形成难溶的钝化层，再加入湿法冶金浸出液产生的废硫酸对于矿渣含碱性浮选药剂进行熟化，为生物快速浸出创造良好适生环境条件；最后加入优选的组合菌群在适宜的条件下进行生物浸出，以此来提高浮选尾矿的浸出效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，包括以下步骤：
[0007]S1、铜锌浮选尾矿曝气预氧化：将铜锌矿浮选尾矿进行薄层筑堆，筑堆厚度≤
500mm，在自然通风条件曝气氧化，以使铜锌浮选尾矿中的含硫物质、硫化矿充分接触空气的氧气而发生氧化作用；铜锌原矿在浮选前已经磨矿至细微级的进行浮选，然后形成的矿渣也即是细微粒尾矿；薄层筑堆使尾矿细粒呈松散状态在通风透气下和空气接触，使尾矿中的硫化矿和含硫物质充分接触氧气发生氧化作用，翻耕使底层尾矿转换到表层变得更加松散有利于与空气中的氧化接触而被充分氧化；
[0008]S2、铜锌浮选尾矿废酸熟化：将步骤S1中曝气预氧化的铜锌浮选尾矿用湿法冶金浸出液回收的废酸进行熟化处理，以中和尾矿里的浮选残存药剂氧化钙及其他氧化矿成分而发生预酸化作用；湿法冶金厂因为源源不断的氧化硫化物产酸，酸碱不会平衡，酸需要过量，浸出液里金属回收后其余液通常作为废酸回收利用；
[0009]S3、生物浸出：将氧化亚铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、热氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)、氧化硫嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)、嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)以及从原矿上原位富集的菌群组成组合菌群，组合菌群在9K培养液中进行连续扩大培养形成菌液，然后将连续扩大培养形成的菌液与步骤S2预酸化铜锌浮选尾矿混合进行生物间歇式搅拌曝气槽式浸出，曝气泵持续曝气，得到铜锌浸出液。
[0010]作为优选，所述步骤S3中组合菌群中氧化亚铁嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)、热氧化硫化杆菌(Sulfobacillus thermosulfidooxidans)、氧化硫嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)、嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)以及从原矿上原位富集的菌群比例为3:1:1:2:1:2。
[0011]作为优选，所述步骤S1中曝气氧化时间≥30天，曝气氧化过程中间隔10～15天进行翻耕；曝气通风氧化时间越久浸出效果越好，综合考虑经济效益，通风氧化时长优选30天。
[0012]作为优选，所述步骤S2中废酸的pH值≤2.5，熟化处理时间为2～5h。
[0013]作为优选，所述步骤S2中铜锌浮选尾矿与废酸按10～40％(W/V)混合；
[0014]作为优选，所述步骤S2中铜锌浮选尾矿与废酸按30％(W/V)混合；
[0015]作为优选，所述步骤S3中生物浸出过程pH值维持在1.5～2.5，ORP维持在480mV(vs.Ag/AgCl)以上。
[0016]作为优选，所述步骤S3中菌液的接种量为预酸化铜锌浮选尾矿质量的10～15％，生物浸出过程中溶液中组合菌群浓度控制在5
×
106～8
×
107cell/mL，生物浸出温度为25～40℃。
[0017]作为优选，所述步骤S3中生物间歇式搅拌曝气槽式浸出保持时间≥5天，搅拌每天2～4次，每次5～10min。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019]1、本专利技术提供的基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，实现了对含硫化矿尾矿中有价金属Cu和Zn等的高效浸出，有效的解决了铜锌浮选尾矿资源化利用与无害化处理生物浸出过程存在的浸出速率慢、容易出现钝化层等问题，是提高含硫化物尾矿中有价金属浸出效率的有效手段，在铜锌浮选尾矿资源再利用具有广阔的应用前景。
thermosulfidooxidans)、氧化硫嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)、嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)以及从原矿上原位富集的野生菌群按表1所示培养条件进行单独培养。
[0031]表1单独菌株的培养条件及混合菌液的组合比例
[0032][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、铜锌浮选尾矿曝气预氧化：将铜锌矿浮选尾矿进行薄层筑堆，筑堆厚度≤500mm，在自然通风条件曝气氧化，以使铜锌浮选尾矿中的含硫物质、硫化矿充分接触空气的氧气而发生氧化作用；S2、铜锌浮选尾矿废酸熟化：将步骤S1中曝气预氧化的铜锌浮选尾矿用湿法冶金浸出液回收的废酸进行熟化处理，以中和尾矿里的浮选残存药剂氧化钙及其他氧化矿成分而发生预酸化作用；S3、生物浸出：将氧化亚铁嗜酸硫杆菌、热氧化硫化杆菌、氧化硫嗜酸硫杆菌、喜温硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌以及从原矿上原位富集的菌群组成组合菌群，组合菌群在9K培养液中进行连续扩大培养形成菌液，然后将连续扩大培养形成的菌液与步骤S2预酸化铜锌浮选尾矿混合进行生物间歇式搅拌曝气槽式浸出，曝气泵持续曝气，得到铜锌浸出液。2.根据权利要求1所述的基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，其特征在于，所述步骤S3中组合菌群中氧化亚铁嗜酸硫杆菌、热氧化硫化杆菌、氧化硫嗜酸硫杆菌、喜温硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌以及从原矿上原位富集的菌群比例为3:1:1:2:1:2。3.根据权利要求1所述的基于曝气氧化与废酸熟化的铜锌浮选尾矿生物浸出方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：江皇义，肖骏，刘野平，朱建裕，伏志宏，陈代雄，郑伦，徐明，周科华，陈忠玉，刘强，
申请(专利权)人：湖南有色环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：