本发明专利技术涉及一种低品位多金属硫化矿生物浸出液净化除铁工艺。本工艺是指一种在生物堆浸过程和浸出液净化过程中，首先在矿堆内添加明矾石类等含钾矿物，在矿堆内即可形成部分铁矾类沉淀物，其次在生物浸出液中加入碳酸钙调节浸出液的pH值，添加氧化亚铁等混合浸矿菌液10～30mL/(m3·浸出液)和0.1～0.3mg/L铁矾晶种，可加速形成铁矾类沉淀物，实现快速高效净化除铁。本工艺方法适用于低品位多金属硫化矿的生物浸出液预处理过程，通过以上矿堆内以及生物浸出液两步除铁，除铁效率达95％以上，可将浸出液中铁浓度降至1.0g/L以下，达到萃取要求。该净化除铁工艺不仅可大大提高后续铜镍钴的萃取分离效率，同时解决了石灰中和除铁中和成本高的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种针对低品位多金属硫化矿复杂生物浸出液体系中，有价金属离子含量低、杂质离子含量高的特点，提出复杂生物浸出液的高效净化除铁方法，特別是ー种在铜镍钴生物浸出液萃取分离前进行的预处理方法(又称浄化)，经净化除铁的料液萃取分离提取铜镍钴吋，不但可大幅提高铜镍钴萃取分离效率和萃取剂的循环利用率，并可有效降低界面乳化物的生成，节省萃取剂等原材料的消耗。
技术介绍
随着矿产资源不断开发利用，富矿易处理矿石日益減少，低品位难处理不得不开发利用，目前针对低品位铜矿石采用生物堆浸一萃取一电积エ艺取得了较好的回收效果。 但针对复杂多金属硫化矿生物堆浸后续的浸出液分离エ序，尤其针对有价金属离子含量低、杂质离子含量高的生物浸出液，其浄化一萃取分离エ艺还没有成熟エ艺可借鉴，其中， 生物浸出液净化工序尤为重要，如果生物浸出液不经净化，会严重影响后续的萃取分离效率以及萃取剂的循环利用，因此，针对多金属硫化矿复杂生物浸出液体系有必要开发ー种高效净化除铁エ艺，为后续萃取分离提供保证，为复杂生物浸出液的高效分离提供一条新途径。例如，某铜镍钴生物堆浸过程中，由于黄铁矿的大量浸出，造成浸出液中铁浓度过高，总铁浓度大于20g/L，并且萃余液长期循环后，总铁浓度还将升高，若不经处理，总铁浓度可达50g/L以上，严重影响后续萃取分离エ艺。若采用传统的石灰中和沉淀エ艺，不仅增加处理成本，还会增加有价金属铜镍钴的损失，因此，针对该类多金属硫化矿生物浸出液， 有必要提供一种高效浄化除铁的方法，该方法可实现在比较低的pH(l. 8 2. 0)条件下，将铁离子形成铁沉淀除去，可减少有价金属夹带带来的损失和降低除铁成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种低品位多金属硫化矿生物浸出液浄化除铁エ艺，该エ艺特别适用于杂质浓度较高、有价金属离子浓度较低的复杂生物浸出液萃取分离前的预处理，本方法在提高后续萃取效率的同吋，可有效实现生物浸出液浄化除铁，本方法的实施， 除可提高后续有价金属萃取分离效率外，可在较低PH值条件下实现高效除铁，降低石灰中和除铁的成本以及由此带来的有价金属损失，可获得一定的经济效益和环境效益。为实现上述目的，本专利技术采取在复杂铜镍钴生物浸出液萃取前进行有效除铁的一种预处理方法，取代石灰中和除铁方法，减少石灰中和除铁所带来的操作成本高以及有价金属夹带等不利影响，提高后续有价金属萃取效率，降低中和成本，主要内容包括以下几个方面(1)在筑堆过程中，依据矿石的矿物组成，考虑是否添加明矾石类矿物，若矿石本身不含明矾石类矿物，添加5-10kg/t的明矾石矿物(若硫化矿石中本身明矾石含量在 5-10kg/t吋，不必添加，利用矿石自身含有的明矾石即可)，随着生物堆浸的进行，部分明矾石发生溶解，会有少量的钾离子被溶出，因为有ー价阳离子的存在，在相对较低的PH条件下即可形成铁矾类沉淀物，部分高铁离子在堆内即可形成铁矾类沉淀除去，减少浸出液中高铁离子的浓度，为浸出液浄化除铁提供必要条件；(2)浸出液预处理工序中，为将浸出液中亚铁离子氧化成三价铁离子，需添加铁氧化细菌进行氧化，所使用的铁氧化细菌为jThiobacillus ferrooxidans Retech 111(简称 T. F. R. III浸矿菌)，保藏在中国典型培养物保藏中心，地址武汉大学内；保藏日期2000 年10月11日，保藏号CCTCC NO :M200033。并在pH值为1. 0 1. 5的9K基础培养基中进行复长、培养，将培养好的細菌添加到浸出液预处理工序中，利用細菌的氧化作用将浸出液中亚铁离子氧化成三价铁离子，最终形成铁矾类沉淀，达到净化除铁的目的。主要有两种， 氧化亚铁硫杆菌和钩端螺旋菌，是从酸性矿坑水中提取并经分离富集培养得到。(3)浸出液预处理工序中，添加碳酸钙调节pH为1.80 2. 00，并添加0.1 0.3mg/L铁矾晶种，可加速铁矾类沉淀物形成，并且有益于铁矾类沉淀物后续的固液分离。 经过预处理后的净化液含铁浓度小于1. Og/L, pH值达到1. 80 2. 00，符合萃取エ艺对浸出液的要求。本专利技术中，通过在矿堆中添加适量明矾石，并在細菌的作用下，部分铁离子可在矿堆内沉淀下来，进入到生物浸出液中的铁离子通过添加碳酸钙调节PH为1. 80 2. 00，同时添加适量細菌和铁矾晶种，可将铁离子快速以铁矾形式沉淀下来，达到净化除铁的目的。针对低品位多金属硫化矿在生物浸出液中杂质离子浓度高、有价金属离子浓度低、后续萃取分离效率低等问题，提出了该类多金属硫化物生物浸出液萃取分离前的浄化除铁エ艺，是指在提高后续铜镍钴萃取分离效率的同吋，可减少有价金属夹带带来的损失和降低除铁成本。首先在矿堆中添加适量的明矾石矿物，由于矿堆内有氧化亚铁硫杆菌等混合菌以及高铁离子的存在，即使在较低的PH条件下，在矿堆内也会有部分高铁离子形成铁矾类沉淀物，直接除去部分高铁离子，降低了进入浸出液中的铁离子浓度；其次生物浸出液中的铁离子通过添加细菌将亚铁氧化成高铁以及添加适量铁矾晶种，同时添加碳酸钙调PH到1.80 2. 00，可快速使铁离子形成铁矾类沉淀物去除，并且形成的铁矾类沉淀物具有较好的沉降与过滤性能。由于生物浸出液中铁离子浓度过高，影响后续铜镍钴的萃取分离效率，因此，在浸出液萃取エ艺前，必须对浸出液进行净化除铁，而传统的石灰中和除铁エ艺会大量夹带有价金属，使有价金属损失在铁沉淀物中，并增加大量的石灰中和成本。由于要使生物浸出液中铁离子快速形成铁矾类沉淀物，必须具备几个因素一是ー价阳离子的存在、ニ是合适的高铁浓度、三是合适的PH值、四是晶种的存在。因此，该生物浸出液浄化除铁エ艺主要是通过生物堆浸过程明矾石部分溶解产生的钾离子、細菌对亚铁的氧化以及铁矾晶种的添加、 适当调节PH值到1. 8 2. 0等エ序，使生物浸出液中的铁离子快速沉淀下来。发生的化学反应主要有4Fe2++02+4H+Ml> 4Fe3++2H20铁矾总反应式3Fe3++2S042>R++6H20 — R +6H+反应式中R = NH4+, K+，Na+，H30+。本专利技术的效果是具有除铁效果好、中和成本低、易于操作等优点，可有效提高后续有价金属萃取分离效率，并可解决传统石灰中和除铁带来的有价金属夹带、PH值要求高 (需调到3.0以上)等问题。附图说明图1为本专利技术一种实施例的エ艺流程框1中，1为矿石筑堆エ序，2为矿石生物堆浸エ序，在堆浸中加明矾石，3为生物浸出液预处理工序，该エ序中加入铁氧化細菌及晶种，并调节PH值，生物浸出液预处理后经固液分离エ序6，4为萃取エ序，5为电积エ序。具体实施例方式如图1所示，在低品位多金属铜镍钴硫化矿堆浸过程中，浄化除铁エ序分两步进行，分别为生物堆浸エ序2和生物浸出液的预处理工序3。矿石生物堆浸エ序中，将明矾石加入矿堆中，在堆内形成部分铁沉淀物。在生物浸出液预处理中，通过调节浸出液pH值，并加入铁氧化細菌及铁矾晶种，使浸出液中铁离子以铁矾沉淀物形式沉淀下来，后进入铜镍钴溶剂萃取分离エ序4。以下结合实案施例对本专利技术作进ー步说明由于某铜镍钴矿山铜镍钴矿石属于低品位复杂难处理矿石，生物堆浸过程，由于萃余液的循环使用，容易产生铁离子累积，造成浸出液中铁浓度过高，其中 = 1.5g/ L， = 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周桂英，刘美荣，温建康，武彪，陈勃伟，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：
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