生物浸出低品位镍铜硫化矿中的镍、铜、钴.pdf

第1卷第4期过程工程学报Vol.1No.42001年10月TheChineseJournalofProcessEngineeringOct.2001生物浸出低品位镍铜硫化矿中的镍、铜、钴陈泉军,方兆珩(中国科学院化工冶金研究所，北京100080)摘要：报道了硫杆菌在3种不同方式下浸出低品位镍铜硫化矿的实验结果.采用通气气搅浸出，在15%矿浆浓度下，浸出20d后，镍、铜、钴浸出率可分别达到95.4%,48.6%和82.6%；采用通气搅拌浸出，在25%的矿浆浓度下，浸出14d后，镍、铜、钴浸出率分别为80.2%,45.2%和78.4%.采用柱式渗滤浸出，在液固比为40:1情况下，浸出49d后，镍、铜、钴浸出率分别为48.5%,37.5%和33.6%.关键词：生物浸出；氧化亚铁硫杆菌；氧化硫硫杆菌；低品位镍铜硫化矿中图分类号：TF803.21文献标识码：A文章编号：1009–606X(2001)04–0369–051前言生物浸出低品位复杂矿中的有价金属元素是目前矿冶领域的重要研究方向.生物浸出低品位镍铜硫化矿的工艺研究文献报道较少.Miller等[1]曾对南非低品位镍矿进行了细菌堆浸模拟实验，在浸出70d后镍的浸出率在30%~50%.Southwood等[2]研究了影响低品位镍矿生物堆浸的一些重要参数，表明矿石的理化性质、浸堆的渗透度和孔隙度是影响浸出速度和浸出率的主要因素，大量脉石的存在阻碍了镍的浸出.前人的工作表明，采用生物堆浸方式处理低品位镍铜矿，浸出速度慢，浸出率低.为了进一步提高浸出效率，有必要实验其它浸出方式处理低品位复杂镍铜矿的效果.本文论述了3种不同方式生物浸出低品位镍铜硫化矿的实验结果.不同生物浸出方式的实验研究，以已完成的浸出条件研究结果为基础[3]，包括：采用氧化亚铁硫杆菌(TF5)浸出硫化矿，pH值应严格控制在1.2~2.0；细菌的初始接种量应保持在108~109个/g(细胞/原矿)；合适的矿浆浓度由矿物的硫化物含量确定；加入适量氧化硫硫杆菌(TT)有利于浸矿的进行，以TF5:TT=2:1的比例进行接种为最佳；在温度为35oC的情况下镍和铜的浸出率最高.实验的浸出方式包括通气搅拌浸出、通气气搅浸出及柱式渗滤浸出.2实验实验采用的矿样取自金川二矿区底部贫矿,主要矿物成份为镍磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿.矿石含镍0.68%、铜0.34%、钴0.022%.实验矿样分为两种粒度：–300目占97%和–300目占54%.细菌来自中科院微生物所提供的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，经进一步驯化培育后使用.氧化亚铁硫杆菌采用Leathen培养基，氧化硫硫杆菌用Starky培养基，温度35oC，摇床转速140r/min下培养.并用原矿培养混合菌，混合菌由氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌组成，其比例为2:1.用原子吸收分析法分析溶液中的镍、铜和钴，并计算浸出率.收稿日期：2000–09–01,修回日期：2001–01–04基金项目：国家重点自然科学基金资助项目(编号：59834150)作者简介：陈泉军(1975–),男，浙江上虞县人，硕士研究生，化学工艺专业.370过程工程学报1卷3结果与讨论3.1通气气搅浸出以矿浆浓度为5%，15%，25%进行浸出，浸出温度为室温(30oC左右).实验过程为：当矿浆浓度为5%时，在简单气升式反应器(外管直径3.5cm，中心管直径2.5cm，其中心直管单气泡通入空气)中加入270mlLeathen培养基，15g原矿(粒度为–300目占97%)然后加酸进行预浸.待pH稳定在2.0左右，进行接种，接种量为30ml适应混合菌，最后通入空气进行浸出，通气速率约为60L/h，每隔2d取样分析结果.当矿浆浓度为15%和25%时，实验步骤相同,只是由于固体浓度不同，接种量有所不同，固体与细菌接种量之比为每5g矿接种10ml菌液.3种不同矿浆浓度的镍铜浸出结果如图1所示，渣相分析见表1.实验结果表明，当矿浆浓度为15%时，浸出情况最好，镍浸出率达95%以上，钴浸出率达82%以上.浸出过程中，细菌生长的停滞期与矿浆浓度密切相关，矿浆浓度为5%时最短.100509045804070)35)%%((6030u50C25edNihedh4020Solidconc.(%)cSolidconc.(%)5eac30515LeaL152015102525105000246810121416182002468101214161820Time(d)Time(d)图1通气气搅生物浸出镍和铜Fig.1LeachedNiandCubyaeratedbioleaching表1气搅浸出结果Table1LeachedNi,CuandCobyaeratedbioleachingCompositionofresidue(%)Leached(%)No.S