一种强化黄铜矿与斑铜矿的生物浸出方法

技术领域

本发明涉及一种强化黄铜矿与斑铜矿的生物浸出方法，属于生物湿法冶金技术领域。

背景技术

我国当前铜金属对外依存度高达75％-80％，而已探明的铜矿资源严重不足。随着世界经 济发展，高品位铜矿资源大量消耗，铜矿资源趋于贫化、低品位、难处理，传统工艺无法有 效、经济利用该部分资源。而微生物冶金以其独特的优点成为该部分资源高效、经济开发利 用的重要前沿技术。目前，铜的生物湿法冶金工业生产的对象大多是以辉铜矿为主的次生硫 化铜矿石，而地球上铜储量最丰富的是含有黄铜矿和斑铜矿的低品位铜矿石，且通常伴生存 在，采用常规的选、冶技术难以经济有效地处理，使得它们成为生物冶金提铜产业化拓展的 新对象。但是黄铜矿与斑铜矿的微生物浸出率低、浸出速率慢，这是铜矿生物湿法冶金技术 产业化发展的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化黄铜矿与斑铜矿的生物浸出方法。

本发明的目的是通过以下步骤实现：

一种强化黄铜矿与斑铜矿生物浸出的方法，黄铜矿与斑铜矿磨矿混合后选用浸矿微生物 进行浸出。

上述方法中黄铜矿与斑铜矿磨矿至-0.074mm含量达到80％以上。

上述方法中控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比为5:1-1:5。

上述方法中浸矿微生物选用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)，喜温嗜酸 硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus)和嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferriphilum)中的一种或 几种。

上述方法中浸出之前，选用的菌株在培养基中均添加黄铜矿矿粉和斑铜矿矿粉进行驯化。 驯化用培养基组成为：(NH₄)₂SO₄3.0g/L，KCl0.1g/L，K₂HPO₄0.5g/L，MgSO₄·7H₂O0.5g/L， Ca(NO₃)₂0.01g/L，1-3wt％的黄铜矿矿粉和1-3wt％的斑铜矿矿粉。当浸矿微生物生长至对数 期，细胞浓度超过1.0×10⁷cells/mL时，作为浸出菌种。浸矿时，初始添加细菌浓度应超过 1.0×10⁷cells/mL矿浆。

上述方法中浸矿过程条件参数：

(1)搅拌速度为100-600rpm；

(2)pH值为1.5-2.5；

(3)溶液电位为350-480mV，以Ag/AgCl为参比电极。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种简单、有效的强化黄铜矿与斑铜矿生物浸出的方法，将黄铜矿与斑铜 矿矿物样品首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比为 5:1-1:5；选用三种能高效浸出的菌株；浸出过程中，控制浸出过程的搅拌速度为100-600rpm， 控制浸出过程的pH值为1.5-2.5，控制溶液电位为350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)。显著强 化了黄铜矿与斑铜矿的生物浸出。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图；

图2为实施例1的浸出体系铜浸出率随时间走势图(2-5#分别表示黄铜矿与斑铜矿的配比 为4:1,3:2,2:3,1:4；1#为混合矿相同重量的黄铜矿,6#为混合矿相同重量的斑铜矿)；

图3为实施例2的浸出体系铜浸出率随时间走势图(2-4#分别表示黄铜矿与斑铜矿的配比 为5:1,1:1,1:5；1#为混合矿相同重量的黄铜矿,5#为混合矿相同重量的斑铜矿)；

图4为实施例3的浸出体系铜浸出率随时间走势图(2-4#分别表示黄铜矿与斑铜矿的配比 为5:1,1:1,1:5；1#为混合矿相同重量的黄铜矿,5#为混合矿相同重量的斑铜矿)；

图5为实施例4的浸出体系铜浸出率随时间走势图(2-4#分别表示黄铜矿与斑铜矿的配比 为3:1,1:1,1:3；1#为混合矿相同重量的黄铜矿,5#为混合矿相同重量的斑铜矿)；

图6为实施例5的浸出体系铜浸出率随时间走势图；

图7为实施例6的浸出体系铜浸出率随时间走势图。

具体实施方式：

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

本发明选用的微生物并不限于本发明实施例中所用的菌株，只要浸矿效果优良的菌株均 能达到本发明效果，也均在本发明保护范围之内。

本发明浸出之前，选用的菌株在培养基中均添加黄铜矿矿粉和斑铜矿矿粉进行驯化。驯 化用培养基组成为：(NH₄)₂SO₄3.0g/L，KCl0.1g/L，K₂HPO₄0.5g/L，MgSO₄·7H₂O0.5g/L， Ca(NO₃)₂0.01g/L，1-3wt％的黄铜矿矿粉和1-3wt％的斑铜矿矿粉。当浸矿微生物生长至对数 期，细胞浓度超过1.0×10⁷cells/mL时，离心浓缩作为浸出菌种。浸矿时，初始添加细菌浓度 应超过1.0×10⁷cells/mL矿浆。

以下实施例菌株取自于中国典型培养物保藏中心。

实施例1：选用嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillusferrooxidans(CCTCCAB206207)作 为浸矿细菌，人工混合黄铜矿与斑铜矿纯矿物。

对比指标：浸出30天后，单独黄铜矿浸出率为30％，单独斑铜矿浸出率为60％；矿物样品 首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比在4:1-1:4；控制 浸出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5，控制溶液电位在 350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率均高于单独黄铜矿与单独斑铜矿浸出率，最 高Cu浸出率可达到73％以上。(见图2)

综上所述，本发明显著强化了黄铜矿与斑铜矿的生物浸出。

实施例2：选用喜温嗜酸硫杆菌Acidithiobacilluscaldus(CCTCCAB206240)作为浸矿细菌，人 工混合黄铜矿与斑铜矿纯矿物。

对比指标：浸出30天后，单独黄铜矿浸出率为23％，单独斑铜矿浸出率为41％；矿物样品 首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比在5:1-1:5；控制 浸出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5，控制溶液电位在 350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率均高于单独黄铜矿与单独斑铜矿浸出率，最 高Cu浸出率可达到88％以上。(见图3)

综上所述，本发明明显强化了黄铜矿与斑铜矿的生物浸出。

实施例3：选用嗜铁钩端螺旋菌Leptospirillumferriphilum(CCTCCAB206239)作为浸矿细 菌，人工混合黄铜矿与斑铜矿纯矿物。

对比指标：浸出30天，单独黄铜矿浸出率为35％，单独斑铜矿浸出率为48％；矿物样品首 先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比在5:1-1:5；控制浸 出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5，控制溶液电位在350-480 mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率均高于单独黄铜矿与单独斑铜矿浸出率，最高Cu浸 出率均超过可达到95％以上。(见图4)

综上所述，本发明获明显强化了黄铜矿与斑铜矿的生物浸出。

实施例4：选用喜温嗜酸硫杆菌Acidithiobacilluscaldus(CCTCCAB206240)与嗜铁钩端螺旋菌 Leptospirillumferriphilum(CCTCCAB206239)混合菌作为浸矿细菌，人工混合黄铜矿与斑铜矿 纯矿物。

对比指标：浸出30天后，单独黄铜矿浸出率为16％，单独斑铜矿浸出率为42％；矿物样品 首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量配比在3:1-1:3；控制 浸出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5，控制溶液电位在 350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率均高于单独黄铜矿与单独斑铜矿浸出率，最 高Cu浸出率可达到85％以上。(见图5)

综上所述，本发明明显强化了黄铜矿与斑铜矿的生物浸出。

实施例5：对于某铜矿浮选精矿，矿石主要物相为黄铜矿和斑铜矿。控制黄铜矿与斑铜矿的 质量配比在5:1-1:5之间进行配矿。多元素分析表明矿石含Cu为40％，Fe为24％，S为32％。 选用嗜铁钩端螺旋菌Leptospirillumferriphilum(CCTCCAB206239)作为浸矿细菌。

对比指标：矿物样品首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量 配比在5:1-1:5；控制浸出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5， 控制溶液电位在350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率可达到90％(见图6)。高于 单独黄铜矿纯矿物的浸出率(低于40％)，高于单独斑铜矿纯矿物的浸出率(低于50％)。

实施例6：对于某黄铜矿浮选精矿，矿石主要物相为黄铜矿和斑铜矿。控制黄铜矿与斑铜矿 的质量配比在5:1-1:5之间进行配矿，多元素分析表明矿石含Cu为45％，Fe为20％，S为30％。 选用喜温嗜酸硫杆菌Acidithiobacilluscaldus(CCTCCAB206240)与嗜铁钩端螺旋菌 Leptospirillumferriphilum(CCTCCAB206239)混合菌作为浸矿细菌。

对比指标：矿物样品首先磨矿至-0.074mm含量达到80％以上，控制黄铜矿与斑铜矿的质量 配比在5:1-1:5；控制浸出过程的搅拌速度为100-600rpm，控制浸出过程的pH值在1.5-2.5， 控制溶液电位在350-480mV(Ag/AgCl为参比电极)，Cu浸出率可达到95％(见图7)。高于 单独黄铜矿纯矿物的浸出率(低于40％)，高于单独斑铜矿纯矿物的浸出率(低于50％)。

综上所述，本发明明显提高了黄铜矿与斑铜矿的浸出率，强化了黄铜矿与斑铜矿的生物 浸出；该方法高效、简单、易操作。