细菌浸出铜矿物原料及工艺技术

    细菌浸出可用于处理硅酸盐型或碳酸盐含量较少的氧化铜矿、混合矿、贫矿、表外矿、废石、尾矿、含铜炉渣和采空区及废矿井中的残矿等。
    一、细菌浸矿剂的制备与再生
    目前用于铜矿浸出的细菌主要有氧化铁硫杆菌、氧化铁菌的氧化硫杆菌等多种。在酸性条件下，它们都能很快将硫酸亚铁氧化为硫酸高铁（其氧化速度比自然氧化高112～120倍），将元素硫及低价硫氧化为硫酸。
    工业上制备细菌浸矿剂一般包括下列步骤：
    （一）准备一定数量的亚铁培养液，其主要成分为硫酸亚铁，可以利用含亚铁离子的酸性矿坑水，铁置换铜以后的母液或用硫酸溶液解废铁等方法制取。此外，培养液中必须加入一定量的培养基，对氧化铁硫杆菌而言，主要加（NH₄）₂SO₄和K₂HPO₄。
    （二）用10%的硫酸将pH值调至1.8～2.0。
    （三）接菌种，为保证一定氧化速度，一般接种量应不少于溶液量的1/10，若采用连续培养法则不受此限制。
    （四）在适宜的温度条件（20～35℃）下不断鼓入空气，直至溶液中的高价铁含量达到要求时为止。
    浸矿剂再生有两种方法，即间断培养方法和连续培养方法。间断培养是将培养完毕的菌液的70%～80%用于浸矿，20%～30%的菌液（称老液）作为菌种留在培养池中，重新加入尾液进行再生。连续法是使尾液从培养池的一端源源不断地流入，而培养好的浸矿剂则从培养池的另一端不断流出，再生过程是连续的。再生时一般保持pH=1.5～3.0，温度30℃左右，不断鼓入空气，并加入适量的培养基。
    二、细菌浸出工艺
    细菌浸出工艺一般包括下列作业：
    （一）矿石准备作业。根据矿石特性和后续作业工艺要求，将铜矿石碎磨至一定粒度，然后堆成矿堆或装入浸出槽中。若采用就地浸出的方法，则需选择布液和集液的方法，开挖一些沟槽，以利于浸矿剂和浸出液的流动。
    （二）浸出。细菌浸矿法一般用于处理贫矿，常用渗滤出法，根据具体条件可用堆浸、槽浸或就地浸出，可直接获得供后续处理的澄清出液。某些富矿等也可用细菌搅拌浸出的方法，浸出矿浆经固液分离才能得到澄清含铜浸出液。
    （三）回收有用成分。从浸出液中提铜，可用铁置换法，沉淀―浮选法或萃取―电积法等多种。
     细菌浸出工艺流程，按照处理的矿石性质、处理的方法及要求的不同，细菌浸出流程亦有所不同。图1列举了利用氧化铁硫杆菌循环浸出铜的混合矿的流程。  图1  用氧化铁硫杆菌浸出混合矿的流程图
    三、细菌浸出生产实践
    国内某矿属沉积铜矿床，原生铜矿经后期次生渗滤富集形成可采矿体。铜矿体以次生硫化铜为主，次生硫化铜矿物主要为辉铜矿占79%，原生硫化铜占9%，氧化铜占12%。脉石矿物以石英、长石为主。
    该矿采用氧化铁硫杆菌进行渗滤池浸，生产流程为细菌浸出―萃取―电积工艺。生产实践表明，约50%的铜浸出速度较快，其余50%的浸出速度较慢。为适应这一特点，生产中采用浸出初期大量放液以加速浸出，浸出后期采用休闲和翻晒矿的方法以加速硫化铜矿物的氧化，同时为满足后续萃铜要求，浸出后期相应降低浸矿剂的酸度以提高浸液的pH值。采用9个渗滤轮流渗浸以保证浸液中铜含量较恒定，浸矿周期为60～90d，铜浸出率79.5%，其中原生硫化铜为42.9%，次生硫化铜为77.4%，氧化铜为93.6%。
    浸液经澄清砂滤后用7%N－510的200号溶剂油溶液进行四级逆萃，萃取率为85%。负载有机相铜含量为1.4g/L，采用含硫酸200g/L和含铜40g/L 的废电解液进行三级反萃，反萃率达99%。富铜液组成：铜45g/L，硫酸200g/t，铁6.5g/L。
    电积时以含锑8%的铅锑合金板为阳极，不锈钢板为阴极，槽压为1.9～2.1V，电流密度为111A/m²，同极距为100mm，富铜液流量为5.6L/min。
    由于细菌浸出时，浸出周期长，浸出率低，因此在生产中推广和应用受到一定限制。但对于一些贫矿，细菌浸出还是有其优势所在。