[发明专利]浸矿菌及其用于原生硫化铜矿高温生物堆浸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及浸矿菌及其用于原生硫化铜矿高温生物堆浸工艺，主要利用含铁氧化性能、硫氧化性能的浸矿微生物群落，通过堆浸技术操作调节浸堆内微生物氧化性能，达到对原生硫化铜矿高效溶解，充分回收矿石中的金属铜。该工艺是一种针对原生硫化铜矿中铜资源的节能、环保、高效提取技术。

背景技术

我国是全球重要的铜消费国、铜加工制造业基地和铜基础产品输出国。但是，我国却是个铜资源相对短缺的国家，精炼铜的原料自给率严重不足。硫化铜矿物是主要的铜矿物，占全部铜矿物的90％左右；而原生硫化铜矿又是最主要的硫化铜矿物；因此，研究原生硫化铜矿的新型提取工艺具有重大的经济与战略意义。

传统原生硫化铜矿的处理工艺是矿石破碎、磨矿、浮选、浮选精矿火法熔炼。该工艺流程对浮选精矿质量要求严格，在低品位、含杂多金属矿石分选方面存在技术瓶颈；另外，火法冶炼对含砷等有害元素的原生硫化铜矿无法处理或是处理工艺很复杂，存在成本高、能耗高、环境污染重和铜金属回收率低等缺点。因此，该工艺不适合处理低品位、含砷等有害元素及偏远地区的原生硫化铜矿石。我国已探明的原生硫化铜矿资源中，大多为位置偏远、低品位的原生硫化铜矿，此外老矿区中也存在大量处于传统分选技术边界品位以下的废矿石，上述铜资源采用现有的传统选冶技术或工艺开发，无经济效益或经济效益很差。因此，有必要提供一种新的处理工艺。

发明内容

本发明的目的是提供浸矿菌及其用于原生硫化铜矿高温生物堆浸工艺，新工艺具有流程短、设备省、投资和运营成本低、操作简单，不需要经过高温熔炼，不排放污染性烟尘和二氧化硫等有害气体，可实现低品位、偏远地区或含砷原生硫化铜矿石中金属铜的高效回收。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

(1)矿山开采出来的矿石经粗碎、中细碎到要求粒度后需进行含菌溶液喷淋预处理；

(2)预处理后的矿石筑堆；

(3)筑堆时埋设温度、气体成分感应器件，堆浸过程中实时监控矿堆的温度、气体成分、细菌活性、细菌浓度变化，以调整堆浸操作参数，提高生物堆浸效率。

(4)生物堆浸采用常温菌、中等嗜热菌混合进行第一阶段操作，将堆内温度提高到适合接种极端嗜热菌；采用极端嗜热菌与常温菌、中等嗜热菌混合进行第二阶段操作，进一步提高堆内温度、强化生物氧化效果、加快原生硫化铜矿的溶解速率；

(5)浸出液经调节pH值后循环喷淋，达到萃取要求铜浓度后用LiX984进行萃铜操作；萃取液经反萃后电积获得阴极铜产品，萃余液经除油、中和除铁处理后返回浸出系统。

筑堆采用后退筑堆法，并控制单层堆高6m～8m，以此保证矿堆的透气性、渗透性和保温性能。

该工艺利用从硫质温泉、硫化矿区及生物堆浸厂现场等地分离选育驯化得到的常温菌、中等嗜热菌和极端嗜热菌；采用生物堆浸的方式浸取原生硫化铜矿中的金属铜。含菌浸出液经循环喷淋后得到含铜浓度较高的溶液，将富含铜的溶液经简单除杂处理后，进入铜萃取、反萃和电积系统获得阴极铜。

电积残液经酸铁平衡处理后返回反萃系统，可采用NSH816-4型阴离子交换膜酸扩散渗析器。

以上所述的原生硫化铜矿石主要金属矿物为黄铜矿、黄铁矿。

该工艺采用的常温菌是以Acithiobacillus ferrooxidans Retech-NTC-2(氧化亚铁硫杆菌)和Acithiobacillus thiooxidans Retech-NTC-1(氧化硫硫杆菌)为典型代表的铁氧化类细菌和硫氧化类细菌，所采用的中等嗜热菌是以Sulfobacillusthermosulfidooxidans Retech-MTC-1为典型代表的铁氧化类细菌和硫氧化类细菌，所采用的极端嗜热菌是以Sulfolobus metallicus Retech-ETC-1为典型代表的铁氧化类细菌和硫氧化类细菌。

常温菌和中等嗜热菌广泛存活于大部分含黄铁矿的酸性矿坑水、酸性矿山废水和硫质矸石山等地点.极端嗜热菌存活于高硫质高温温泉或火山口附近等高温高硫区域。以上典型菌种的保藏号见表1，其培养方式见具体实施流程说明。

表1典型浸矿细菌保藏信息表