1.本发明属于
有色金属冶炼领域，涉及一种联合堆浸工艺，具体涉及一种含磁黄铁矿
低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法。
背景技术：
2.我国的低品位铜镍矿中含镍矿物为镍黄铁矿、含铜矿物为黄铜矿，通常还含有较大量的磁黄铁矿(矿物含量>5％，w/w)，脉石对硫化矿精矿的品质影响较大，其选矿富集分离难度大。
3.近年来，随着生物冶金技术的发展，低品位次生硫化铜矿的生物浸出已实现工业化应用。含磁黄铁矿低品位复杂铜镍矿采用微生物浸出，可以有效回收铜镍，得到相应的铜镍产品，但是由于磁黄铁矿在微生物作用下也会溶出，导致浸出液中铁浓度过高，影响堆浸过程中循环溶液的物理化学性质以及后期溶液中和处理。
技术实现要素：
4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，通过采用中等嗜热嗜酸菌浸出含磁黄铁矿低品位复杂铜镍钴矿，同步实现浸出液中除铁。
5.为实现上述目的，本发明提供一种含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，包括如下步骤：
6.1)将中等嗜热嗜酸菌进行驯化和放大培养；
7.2)将矿石粉碎至粒径小于20mm后筑堆，堆内埋入温度探头；
8.3)将筑堆后矿石用稀硫酸溶液喷淋至ph在1.3～2.5，以中和矿石中的碱性脉石；
9.4)然后用步骤1)中放大培养的中等嗜热嗜酸菌以喷淋或滴淋的方式加至堆筑好的矿堆上进行微生物浸出；
10.5)将浸出的浸出液送至至金属回收工序；
11.其中，所述中等嗜热嗜酸菌科学命名为：sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2002年10月21日；保藏编号：cctcc no：m202041。
12.优选地，所述的中等嗜热嗜酸菌的驯化放大培养方法为：：将普通自来水用稀硫酸调节ph至1.5～2.5，加入细度小于0.75mm的矿石粉末的质量占2-15％制成培养液，然后加入中等嗜热嗜酸菌体积为培养液总体积的10-30％，生长温度为40～50℃，培养至菌浓度为10
7-109个/ml；采用同样方法驯化培养2～5次；然后，再采用同样方法进行逐级放大培养6-10次，至菌浓度为10
7-109个/ml，菌液体积达到原菌液的106倍以上。
13.优选地，当矿堆加入中等嗜热嗜酸菌后，控制ph在1.3～2.5之间，氧化还原电势控制在550～650mv(vs.she)之间，维持矿堆内温度在40℃以上。
14.优选地，所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿中主要镍矿物为镍黄铁矿、主要铜矿物
为黄铜矿、磁黄铁矿含量大于5％。
15.优选地，步骤4)中的喷淋速率为7～30l/m2·
h，喷淋4天，休闲3天，喷淋与休闲轮流进行至镍的浸出率达到70％以上，铜浸出率50％以上。
16.优选地，步骤3)所述的喷淋强度为15～30l/m2·h。
17.本发明所用中等嗜热嗜酸菌(sulfolobus thermosulfidooxidans)rethchⅸ
中等嗜热嗜酸菌的最佳生长温度在45～50℃，但在15～35℃也可生存繁殖，说明该菌温度适应范围广，在浸出开始时温度尚未上升至其最佳生长温度时也可以工作。
18.(1)浸矿菌的培养
19.本发明中所用的中等嗜热嗜酸菌已保藏在中国典型培养物保藏中心，地址：武汉大学内。中等嗜热嗜酸菌科学命名为：sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2002年10月21日；保藏编号：cctcc no：m202041。该中等嗜热嗜酸菌使用目的矿粉适应性驯化培养2～5次，然后逐级放大培养6～10次。其中细菌接种量为培养液总体积的10-30％，加入的矿粉量为培养液总重量的2～15％。获得菌浓度为107～109个/ml的适应性驯化中等嗜热嗜酸菌，ph在1.0～5.0之间，中等嗜热嗜酸菌的最佳生长温度在45～50℃，但在15～35℃也可生存繁殖。
20.(2)矿石筑堆及预处理
21.将矿石粉碎成粒径小于20mm，然后筑堆，筑堆过程中要保持矿石尽可能形成自然堆放，形成多孔洞的自然堆，有利于堆内通风和浸矿微生物的生长。筑堆时在堆内埋设温度探头，以便实时监测矿堆温度，探头根据堆场大小、形状、高度自行设定，检测到堆内中心点温度即可。接种中等嗜热嗜酸菌，并根据浸出情况调整堆浸技术参数。矿堆单层高度5-8m，首先用稀硫酸溶液喷淋矿堆，预先中和矿石中的碱性脉石，并将矿石中易溶浸部分金属浸出。
22.(3)铜镍浸出与除铁联合堆浸
23.当喷淋液和浸出液的ph基本一致时，喷淋接种入含有中等嗜热嗜酸菌(sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ)的稀硫酸溶液(ph1.3～2.5)，按矿石与溶液10：1～1：1(w/w)的总比例进行喷淋。由于中等嗜热嗜酸菌对矿堆中硫化矿的氧化产生大量热量，矿堆中温度逐步升高，矿堆内温度可以达到40～50℃，甚至更高。浸出过程中实时监测浸出液温度，根据浸出液温度变化情况调整喷淋速率，喷淋速率控制在7～30l/m2·h，浸出液出液ph控制在1.3～2.5之间，氧化还原电位在550mv～650mv之间(vs.she)。前期浸出液中铁浓度快速上升，达到30g/l以上后会随浸出液的循环逐步下降至1g/l以下，实现低品位复杂铜镍矿中铜镍的浸出与同步除铁。
24.本发明的有益效果在于：
25.本发明提供一种含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，该方法通过接种中等嗜热嗜酸菌快速氧化硫化矿物尤其是磁黄铁矿，产生热量，有效提高矿堆内部温度，最终实现低品位复杂铜镍矿中铜镍的浸出与同步除铁，解决低品位铜镍浸出速率低，生物堆浸过程中铁浓度过高等问题。
附图说明
26.图1为本发明所提供含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法的
工艺流程图。
具体实施方式
27.下面结合附图及具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。
28.如图1所示，2为将矿石破碎的矿石破碎，破碎后的矿石送入矿石筑堆；3为喷淋稀硫酸溶液的预处理工序；4预处理完后的矿堆加入1放大培养的中等嗜热嗜酸菌，当矿堆内温度达到40℃以上时，控制ph和电位，循环浸出，同步除铁；浸出后的浸出液进行5铜镍回收，得到相应产品。
29.实施例1
30.新疆某铜镍矿山主要铜矿物为黄铜矿(铜含量占有率91.25％)，主要镍矿物为镍黄铁矿(镍含量占有率95.32％)。矿石中的黄铁矿为0.96％，磁黄铁矿为10.25％，硫主要是以磁黄铁矿的形式存在。脉石矿物占85％以上，主要是石英、长石、蛇纹石、绿泥石等。有用矿物黄铜矿及镍黄铁矿沿着磁黄铁矿裂隙充填交代并多为磁黄铁矿裹挟。
31.(1)浸矿菌的复壮与放大培养
32.取得中等嗜热嗜酸菌sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ，用质量浓度10％的稀硫酸将普通自来水调节ph值至1.7，加入细度为小于0.75mm的新疆某铜镍矿矿石粉末制成培养液，进行浸矿细菌适应性驯化转接培养4次，然后逐级放大培养10次。其中每次细菌接种量为培养液总体积的15％，加入的硫化铜镍矿粉量为培养液总重量的5％，培养温度45℃，最终获得复壮菌浓度大于107个/ml的适应性驯化中等嗜热嗜酸菌，含菌培养液电位达到800mv(vs.she，是指所测量的氧化还原电位值是相对于标准氢电极的测量值)。该含菌培养液即可接入滴淋液中进行矿石浸出。
33.(2)矿石筑堆及预处理
34.将该矿矿石破碎到粒度为小于20mm；然后筑堆，筑堆过程中为了保持矿石尽可能形成多孔洞、通风良好的自然堆，采用了后退式筑堆法进行，筑堆高度6m；在筑堆的同时喷淋稀硫酸溶液中和矿堆中的碱性脉石，筑堆完成后，安装喷淋管。喷淋管的间距为2m。继续喷淋稀硫酸溶液，喷淋强度18～25l/m2·
h，中和至流出液ph<2。预先喷少量稀硫酸的目的是中和还有混凝，避免扬尘以及后期喷淋时的形成沟流或局部液体集中的情况。
35.(3)铜镍浸出与除铁联合堆浸
36.喷淋接种入含有中等嗜热嗜酸菌(sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ)的培养液(ph1.7)，按矿石与菌液10：1～1：1(w/w)的总比例进行喷淋，总浸出周期1年。
37.矿石和溶液总体积的关系，用于指导堆场溶液池大小的设计。
38.由于中等嗜热嗜酸菌对矿堆中硫化矿的氧化产生大量热量，矿堆中温度逐步升高，矿堆内温度可以达到40～50℃，甚至更高。喷淋浸出时间为4天，然后进入休闲，休闲时间为3天，喷淋与休闲轮流进行。浸出过程中实时监测浸出液温度，根据浸出液温度变化情况调整喷淋速率，喷淋速率控制在7～30l/m2·
h，浸出液出液ph控制在1.3～2.5之间，氧化还原电位在550mv～650mv之间(vs.she)。
39.前期浸出液中铁浓度快速上升，达到30g/l以上后会随浸出液的循环逐步下降至1g/l以下，沉淀在堆内，实现低品位复杂铜镍矿中铜镍的浸出与同步除铁，镍的年浸出率为
90％，铜的年浸出率为65％，铁浓度维持在1g/l以下。当浸出液中的铜离子和镍离子浓度达到2g/l后，即可送至萃取分离车间分离铜和镍，进而得到铜产品(阴极铜)和镍产品(
硫酸镍)。
40.从上述实施例可以看出，本发明提供的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法针对含磁黄铁矿低品位铜镍矿，提高该种矿石的浸出速率近一倍，并在浸出的同时完成除铁工序，有效缩短了工艺流程。技术特征：
1.一种含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将中等嗜热嗜酸菌进行驯化和放大培养；2)将矿石粉碎至粒径小于20mm后筑堆，堆内埋入温度探头；3)将筑堆后矿石用稀硫酸溶液喷淋至ph在1.3～2.5，以中和矿石中的碱性脉石；4)然后用步骤1)中放大培养的中等嗜热嗜酸菌以喷淋或滴淋的方式加至堆筑好的矿堆上进行微生物浸出；5)将浸出的浸出液进行铜镍回收，得到相应产品。其中，所述中等嗜热嗜酸菌科学命名为：sulfolobus thermosulfidooxidans rethchⅸ；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2002年10月21日；保藏编号：cctcc no：m202041。2.如权利要求1所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于，步骤2)所述的中等嗜热嗜酸菌的驯化和放大培养方法为：将普通自来水用稀硫酸调节ph至1.5～2.5，加入细度小于0.75mm的矿石粉末的质量占2-15％以制成培养液，然后加入中等嗜热嗜酸菌体积为培养液总体积的10-30％，生长温度为40～50℃，培养至菌浓度为10
7-109个/ml；采用同样方法驯化培养2～5次；然后，再采用同样方法进行逐级放大培养6-10次，至菌浓度为10
7-109个/ml，菌液体积达到原菌液的106倍以上。3.如权利要求1所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于，当矿堆加入中等嗜热嗜酸菌后，控制ph在1.3～2.5之间，氧化还原电势控制在550～650mv(vs.she)之间，维持矿堆内温度在40℃-50℃。4.如权利要求1所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于，所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿中主要镍矿物为镍黄铁矿、主要铜矿物为黄铜矿、磁黄铁矿含量大于5％。5.如权利要求1所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于，步骤4)中的喷淋速率为7～30l/m2·
h，喷淋4天，休闲3天，喷淋与休闲轮流进行至镍的浸出率达到70％以上，铜浸出率50％以上。6.如权利要求1所述的含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，其特征在于，步骤3)所述的喷淋强度为15～30l/m2·h。
技术总结
本发明提供一种含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法，该方法利用中等嗜热嗜酸菌快速氧化硫化矿物尤其是磁黄铁矿，产生热量，提高矿堆内部温度，实现低品位复杂铜镍矿中铜镍的浸出与同步除铁，解决铜镍浸出速率低，生物堆浸过程中铁浓度过高等问题，有效缩短工艺流程，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。
技术研发人员：刘学 武彪 蔡镠璐 刘爽 尚鹤 莫晓兰 温建康
受保护的技术使用者：有研资源环境技术研究院（北京）有限公司
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2021/7/15
声明：
“含磁黄铁矿低品位铜镍矿微生物浸出与除铁联合堆浸方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
980
编辑：中冶有色技术网
来源：有研资源环境技术研究院（北京）有限公司
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2025年01月03日 ~ 05日 
