[发明专利]一种堆积浸提黄铜矿的改进方法

说明书

发明的领域

本发明涉及堆积浸提铜矿石的方法系统，尤其涉及大量浸提含黄铜矿石的方法。

发明的背景

黄铜(矿)是分子式CuFeS₂的铜矿。含黄铜的矿石通常含有约0.1-5％(重量)的铜，是一种有用的铜源，因为黄铜矿矿石的来源丰富。这样的原料用熔炼方法处理不经济。此外，因为硫必须通过焙烧或其他技术除去，所以所述方法涉及资本密集型的二氧化硫处理或转化步骤。因此，避免二氧化硫处理需要的液体冶金方法应是优选的。

对于这方面应用，一种可能的方法是细菌浸提法，因为目前采用的酸浸提度法包括用含有细菌的酸性液体进行堆积浸提。目前所用方法的问题是不论有无细菌，黄铜的浸提速度都慢。不希望受到任何理论的束缚，可考虑将夹杂有难于处理的黄钾铁矾沉积物的矿石颗粒用细菌浸提法来提取。

然而，堆积浸提含黄铜的矿石通常限于浸提现有技术相关的废物堆，因为浸提废物堆对于回收铜所花费的时间通常在经济上不会使人敏感。

为了更广泛地应用细菌堆积浸提技术，可将黄铜矿矿石与含少量铁的硫化铜例如辉铜矿、斑铜矿和靛铜矿石混合。但是，虽然可以提高提取速度和回收率，然而可能由于浸提过程释放出的三价铁离子的作用，主要为辉铜矿时，提取速度慢，最终提取率低。

在常规用酸和细菌进行堆积浸提时，将含酸和细菌的液体喷射到或以其他方式加到堆积物上，使之渗透进入其中。以此从矿石中的铜矿物将铜浸提出来，从堆积物底部回收含铜溶液，以便进一步加工。

可以将空气引入堆积物上，帮助细菌起作用，并提高浸提速度。在这样的过程中，由于以下因素，堆积物内的温度一般为30-50℃：

(a)堆积物上的能量平衡，这由对流和堆积物蒸发的热量损耗之类的因素控制；和

(b)堆积物没有用能在更高温度下起作用的细菌接种，由此使堆积物在细菌起作用的温度附近“自调节”。

在该温度范围内，希望使用的嗜温性细菌是：硫杆菌铁氧化剂、硫杆菌硫氧化剂、细螺旋菌(Leptospirillum)铁氧化剂和无名的适中喜温细菌。这样的细菌仅有助于缓慢溶浸堆积的矿物质，提取率不高。

为了解决提取慢和回收率低这两个问题，自从20世纪70年代和80年代早期，研究者的注意力转向用极其喜温的细菌浸提黄铜矿。这样的工作已经有报道，例如Brierley C.L.和Muir L.E.(1973)的《浸提：使用喜温植物和化学自养微生物》和Brierley C.L.(1980)《使用硫化叶菌属细菌浸提黄铜矿矿石》。该工作局限于柱浸提研究，尚未建立产业上可接受的采用喜温细菌浸提黄铜矿的技术。

堆积物浸提，文献已有充分描述提及，但整个堆积物温度变化很大，这会有不利作用，因为最适于浸提黄铜矿的细菌种类将不能保持活性，或不能在堆积物的所有区域内保持最佳生长。由此会降低提取效率和整个提取速度。

发明概述

本发明的目的是为堆积浸提含黄铜矿矿石提供一种经济的处理方法。

鉴于上述目的，本发明提供一种堆积浸提含黄铜矿矿石的方法，它包括下述步骤：

(a)向含黄铜矿矿石堆积物导入含铁或硫氧化细菌的酸性液体，以便使之与矿石接触，从中释放出铜；和

(b)通过通风体系向堆积物导入含氧气体，作为细菌的氧源，控制导入堆积物的含氧气体的饱和度和温度，以便使堆积物主体保持在能使喜温细菌以经济上可接受的速度浸提黄铜矿矿石的温度，此速度使所述方法的操作经济可行。

堆积物主体的温度有利地保持在极其喜温细菌的高于60℃的温度范围内，此温度使极其喜温的细菌繁殖旺盛。极其喜温的细菌可以理解为最佳生长温度高于约60℃、更具体高于70℃的铁和硫氧化菌。实际的温度或温度范围可以根据浸提使用的具体喜温细菌而不同，在60-90℃范围内，

要注意，硫化叶菌属的细菌在该温度范围内是有活性的。所以有望在该温度范围内达到最佳的生长和活性以及黄铜矿氧化速度。这样的细菌可以从许多地方，例如煤矿和温泉，(例如美国专利№4729788所述，该专利涉及从难熔的含硫化物材料中回收稀有金属例如金和银，而不是处理黄铜矿矿石，该专利内容纳入本文以供参考中分离得到。

该方法中也可以使用适中喜温的微生物。这些适中喜温的微生物具有适中喜温的温度范围或最佳的生长温度，在约50-60℃之间。在该情形下，堆积物的温度应保持在约50-60℃的范围内。

本发明方法中使用的微生物可以具有铁氧化和硫氧化能力中的一种或两种。