低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝的製作方法
2024-04-05 22:36:05 2
專利名稱：低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，特別是低品位多金屬硫化銅鈷鎳礦生物分段堆浸工藝。
背景技術：
傳統多金屬硫化礦的處理工藝是礦石破碎、磨礦、浮選、浮選精礦火法熔煉，其中浮選得到的精礦通常含有多種有價金屬。該工藝由於對浮選精礦的質量要求嚴格，分別回收其中的有價金屬處理工藝流程長、複雜，存在成本高、能耗高、環境汙染重等缺點，而且此類礦產中的各種有價金屬普遍品位較低，一般只有0. 2%左右，鄰近開採的邊界品位，因此採用現有的傳統技術開採，無經濟效益，不適合處理的低品位多金屬硫化礦石。採用生物堆浸技術可以解決多金屬回收的問題，而且可以縮短流程、減少成本。在已探明的多金屬礦產資源中，以銅伴生的多金屬礦佔大多數，銅是以原生硫化銅礦，即黃銅礦的形式存在，生物堆浸技術在處理黃銅礦時，浸出周期較長，與其它硫化礦浸出周期不能匹配。例如，在我國東北地區，已探明的低品位硫化銅鈷鎳礦床，其鎳品位0. 2%、鈷0. 05%、銅0. 2%，主要含鎳礦物為鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、黃銅礦等，採用現有的傳統選冶工藝無法開發利用。因此， 有必要提供一種能夠開發低品位多金屬硫化礦生物堆浸的新工藝。
發明內容
本發明的目的是提供一種新的低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，該工藝不同於一般的生物堆浸，其特點是採用兩株不同的浸礦菌種，將礦石按照其不同的浸出周期分段進行生物浸出，其生產過程中縮短堆浸周期5 6個月。此外，本工藝也不同於傳統的選冶工藝，即不需要經過高能耗的傳統選礦富集成精礦和高溫熔煉，新工藝不排放汙染性大的煙塵和二氧化硫等有毒氣體，本工藝流程短、設備簡單、投資省、成本低、無汙染，提高了有價金屬回收率，縮短堆浸周期，實現了綜合利用低品位多金屬硫化礦礦產資源的目的， 可獲得更大的經濟效益。為實現上述目的，本發明採取以下設計方案低品位多金屬硫化礦生物分段堆浸工藝，它包括以下步驟(1)將多金屬硫化礦石粉碎後送至築堆浸出工序；(2)將放大培養的常溫浸礦菌液採用噴淋方式加至堆築好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達到75%以後，將放大培養的中等嗜熱菌液繼續噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃餘液經沉鐵淨化後的溶液送至鎳金屬沉澱回收工序。礦石中鎳鈷的堆浸浸出將礦石粉碎成粒徑小於15mm，然後築堆，築堆過程中要保持礦石儘可能形成自然堆放，形成多孔洞的自然堆，有利於堆內通風和浸礦微生物的生長；邊築堆邊噴淋含有常溫浸礦菌的稀硫酸溶液(pHl. 5 2.幻，溶液噴淋量為礦石重量的10 25%。築堆完成後，採用噴淋的方式按照噴淋速度7 15L/m2 · h進行噴淋浸出礦石中的鎳鈷。噴淋液中含常浸礦菌IO7個/ml以上，噴淋液的氧化還原電位510mv(Vs. SCE)以上。噴淋管間距為0. 5m Im0堆場為永久性堆場，礦堆層高為5m 8m。(1)礦石中銅的堆浸浸出當(1)中鎳鈷浸出率達到75%以上後，改為噴淋中等嗜熱菌稀硫酸溶液(pHl.O 2. 0)，溶液噴淋量為礦石重量的10 20%。噴淋速度7 15L/m2 -h進行噴淋浸出礦石中的銅。噴淋液中含中等嗜熱菌IO7個/ml以上，噴淋液的氧化還原電位460mv(Vs. SCE)以下。(2)浸出液萃銅及鎳鈷硫化物沉澱含銅的鎳鈷浸出液的溶液先萃取得到富銅液，送至電積車間進行電積得到陰極銅，萃餘液沉鐵後加入硫化鈉或硫氫化鈉，調節溶液PH值為5 6，使鎳鈷以硫化物形式沉澱，得到鎳沉澱化合物產品，沉澱級數1 5級。鎳鈷回收率在90%以上。
圖1為本發明一種實施例的工藝流程框圖
具體實施例方式如圖1所示，1為常溫浸礦菌，將其進行適應性復長、馴化及放大培養2，低品位多金屬硫化礦石3經破碎工序4，粒度控制在粒徑< 15mm，隨後築堆5，邊築堆邊加入復長、馴化及放大培養後的常溫浸礦菌，6為噴淋浸出鎳鈷，7為中等嗜熱菌，將其進行適應性復長、 馴化及放大培養8，9為噴淋浸出銅，隨後將浸出液送到萃取銅10，電積11得到陰極銅12， 萃餘液經淨化工序13進行沉鐵除雜，含鎳鈷淨化液進入最後一個工序14沉澱回收鎳，獲得鎳鈷化合物產品15。以下結合實施例對本發明作進一步說明實施例1該新工藝應用於我國東北某低品位多金屬硫化礦，礦石中的金屬硫化礦物主要是鎳黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦、黃銅礦、砷鈷礦，極少量的黃鐵礦、膠黃鐵礦、斑銅礦、紫硫鎳鐵礦。脈石礦物主要是蛇紋石、綠泥石，其次是透輝石、透閃石、黑雲母，少量的長石、石英、方解石、菱鎂礦、水鎂石等。礦石中鎳含量為0. 21 %，含鈷0. 05%，銅0. 18%，硫0. 46%，二氧化矽 67. 24%。施用的常溫浸礦菌菌種為Acidithiobacillus ferrooxidans中等嗜熱菌菌種為 Sulfobacillus thermosulfidooxidans礦石中鎳鈷的堆浸浸出將我國東北某低品位含砷硫化鎳礦石破碎到粒度為小於12mm ；然後築堆，築堆過程中為了保持礦石儘可能形成多孔洞、通風良好的自然堆，採用了後退式築堆法進行，築堆高度6m，堆的形狀為稜台型，但也可依據地形條件來確定；在築堆的同時噴淋佔礦石重量 10%的含適應性復長馴化放大培養好的常溫浸礦菌液；築堆完成後，安裝噴淋管。噴淋管的間距為0. Sm。噴淋管安裝好後，按噴淋液總體積的10%接入已經適應性馴化放大培養好的常溫浸礦菌開始噴淋浸出，噴淋液中含常溫浸礦菌IO6 IO7個/ml，噴淋液的氧化還原電位大於500 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 5 2. 0，噴淋速度為7 10L/m2 · h ；噴淋浸出時間為4天，然後進入休閒，休閒時間為3天，噴淋與休閒輪流進行。當浸出液中的鎳離子濃度達到1. 7g/L後，進行溶液中各離子的分離富集。經過8個月的噴淋浸出後，礦石中鎳鈷的浸出率已達到76 %，銅浸出率低於40 %， 此時停止噴淋，鎳鈷浸出結束。同時，可以在舊礦堆上進行新一輪銅的浸出。(1)礦石中銅的堆浸浸出按噴淋液總體積的10%接入已經適應性馴化放大培養好的中等嗜熱菌液開始噴淋浸出，噴淋液佔礦石重量10% ；噴淋液中含中等嗜熱菌IO6 IO7個/ml，噴淋液的氧化還原電位小於460 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 3 1. 8，噴淋速度為7 10L/m2 · h ；噴淋浸出時間為5天，然後進入休閒，休閒時間為2天，噴淋與休閒輪流進行。其浸出液與(1) 所出的浸出液混合進行分離富集。(2)浸出液銅的萃取電積和含鎳鈷浸出液的淨化(1)和(2)得到的浸出液的成分為=Ni 1. 75g/L、Co 0. 68g/L、TFe 14. 27g/L(其中 Fe3+12. 74g/L)、Cu 1.08g/L、Zn 0.01g/L、Ca 0.04g/L、Mg 1. 21g/L ;pH 值 1. 75。銅採用M5640或lix984N進行萃取，相比Ο/Α為1 2，萃取級數2級，反萃相比 0/Α為3 1，反萃級數3級。溫度為室溫。電積銅濃度在40 45g/L，電流密度150A/m2， 鐵濃度小於5g/L。電銅質量達到GB466-84中的1#電銅標準。萃餘液採用碳酸鈣進行沉澱法沉鐵淨化，反應式為
Fe2 (SO4) 3+3H20+3CaC03 — 2Fe (OH) 3+3C02+3CaS03沉澱藥劑碳酸鈣用量20. 6kg/m3,經過3級沉澱後的淨化液含鐵濃度為0. 14g/L， 鐵的除去率98. 12%，鎳、鈷回收率分別為96. 22%,97. 38%。(3)鎳鈷回收除鐵淨化後的溶液成分為=Ni1. 68g/L、Co 0. 66g/L、Fe 0. 14g/L ；pH 值 4. 0。往沉鐵除砷淨化後的溶液加入硫化鈉進行鎳鈷沉澱，用量分別為9. 75g/g金屬鎳，使鎳鈷以硫化物形式沉澱，得到鎳鈷沉澱混合物，鎳鈷回收率分別為99. 14%和98. 12%。鎳鈷沉澱後液的PH值為5. 5，通過硫酸調節pH值到1. 9後，返回礦石浸出。鎳鈷沉澱混合物的成分為Ni26. 74%, Co 2. 67%, Zn 0. 21%, Fe 1. 24%, Ca 0. 30%,Mg 0. 23%,Mn 0. 35%。本發明的效果是除了有利於環保外，還可以用來開發傳統選冶技術不可利用的低品位多金屬硫化礦資源，擴大我國多金屬伴生礦床的礦產資源利用範圍。
權利要求
1.一種低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於它包括(1)將多金屬硫化礦石粉碎後送至築堆浸出工序；(2)將放大培養的常溫浸礦菌液採用噴淋方式加至堆築好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達到75%以後，將放大培養的中等嗜熱菌液繼續噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃餘液經沉鐵淨化後的溶液送至鎳金屬沉澱回收工序。
2.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的浸礦細菌適應性馴化培養的轉接次數為2 5次，逐級放大培養的級數是6 10次。
3.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的粉碎礦石的粒徑為小於15mm。
4.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的噴淋管間距為0. 5m lm。
5.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的堆場為永久性堆場，礦堆層高為5m Sm。
6.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的築堆工序中，邊築堆邊噴淋含有適應性復長馴化放大培養好的常溫浸礦菌液，溶液噴淋量為礦石重量的5% 15%。
7.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於銅堆浸時噴淋液的氧化還原電位小於460 (mv, Vs. SCE)，噴淋液的pH值為1. 3 1. 8。
8.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的含鎳浸出液沉鐵淨化的溶液PH值為3. 5 4. 5，沉澱淨化級數為2 6級。
9.根據權利要求1所述的低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，其特徵在於所述的含鎳淨化液進行鎳沉澱後的溶液PH值為5 6，沉澱級數為1 5級。
全文摘要
本發明提供一種低品位多金屬硫化礦分段堆浸工藝，它包括(1)將多金屬硫化礦石粉碎後送至築堆浸出工序；(2)將放大培養的常溫浸礦菌液採用噴淋方式加至堆築好的礦堆上；(3)鎳鈷浸出率達到75％以後，將放大培養的中等嗜熱菌液繼續噴淋至舊礦堆浸出銅；(4)浸出工序出來的浸出液送至萃銅電積，萃餘液經沉鐵淨化後的溶液送至鎳金屬沉澱回收工序。本發明優點除了有利於環保外，還可以用來開發傳統選冶技術不可利用的低品位多金屬硫化礦資源，擴大多金屬硫化礦的礦產資源利用範圍和多種有價金屬的綜合利用率。
文檔編號C22B23/00GK102560111SQ20101061425
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者劉學, 宋永勝, 武彪, 溫建康, 臧宏 申請人:北京有色金屬研究總院