[发明专利]一种次生硫化铜矿两段生物堆浸方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金领域，具体地，本发明涉及一种次生硫化铜矿两段生物堆浸方法。

背景技术

目前，全球已有近20座矿山采用生物堆浸-萃取-电积工艺处理次生硫化铜矿，迄今已有近30年的产业化历史，显示出低成本、低能耗等显著优势，已成为次生硫化铜矿首选工艺；我国首座万吨级生物提铜矿山于2005年底在紫金山铜矿投产，不仅利用了传统工艺难以利用的低品位资源，同时获得良好的经济效益。该技术始于20世纪80年代在智利开发应用的TL工艺，该工艺的特点包括团矿、酸熟化与薄层堆浸等；浸出过程采用较低的酸度（pH=1.8）与高价铁浓度(2～3g/L)，导致辉铜矿第一阶段浸出不能高效进行；采用单层堆浸，无法利用矿石中硫化物氧化所放热量，导致矿堆温度低，辉铜矿第二阶段与其它难溶铜矿物的浸出不能高效进行。目前世界上已投产的次生硫化铜矿生物堆浸矿山大多沿用智利的TL工艺，普遍存在浸出效率低、浸出周期长与浸渣品位高等突出问题，达到80%铜浸出率需要浸出12-18个月。

本发明提出了一种次生硫化矿两段生物堆浸方法，利用次生硫化铜矿中主要铜矿物辉铜矿（或蓝辉铜矿）第一、二阶段浸出动力学差异，合理匹配物理、化学与生物因素，使黄铁矿适度氧化，既可为辉铜矿浸出提供有利的动力学条件，促进铜的高效浸出，又能实现高效低耗的酸铁平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种次生硫化矿两段生物堆浸方法，通过调控堆浸系统内部温度、浸出液pH值、Fe³⁺浓度等参数并合理匹配，从而实现次生硫化铜矿的高效浸出。

本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，包括以下步骤：

1）将破碎后的次生硫化铜矿送入堆场筑堆进行第一阶段浸出，直至最后一层矿石中浸出40%～50%的铜，其中，喷淋液中硫酸浓度大于等于20g/L，Fe³⁺浓度大于等于15g/L；

2）使步骤1）第一阶段浸出后的次生硫化铜矿进行第二阶段浸出，采用1.2<pH<1.5的喷淋液，当浸出液温度小于45℃时，减少喷淋强度；

3）第一阶段浸出和第二阶段浸出的混合浸出液，依次经萃取、反萃和电积后得到阴极铜。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，所述筑堆分层进行，至少三层，总层高不低于20m；若矿堆层数过少或总层高过低，则矿堆内部难以维持较高温度，铜矿物浸出速率下降。逐层进行筑堆和第一阶段浸出，当每一层浸出矿石中40%～50%的铜时，进行下一层的筑堆和第一阶段浸出。当各层第一阶段浸出全部完成后，进行第二阶段浸出。在气温较低的地区，或处理黄铁矿含量较低的矿石时，需采用超过三层的多层筑堆方式。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，投产初期，第一阶段浸出使用的喷淋液采用矿坑水（矿山酸性水）添加硫酸和硫酸铁人工配制，矿坑水（矿山酸性水）中含有堆浸所需微生物，浸出过程中微生物在矿堆与浸出液中自然生长；系统运转平衡后，使用第一阶段浸出和第二阶段浸出的混合浸出液的萃余液作为第一阶段浸出的喷淋液。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，第一阶段浸出的喷淋强度以浸出液中酸浓度减至5g/L为限，低于5g/L时增大喷淋量。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，投产初期，将第一阶段的浸出液的萃余液补加矿坑水（矿山酸性水）稀释，作为第二阶段浸出的喷淋液；系统运转平衡后，使用第一阶段浸出和第二阶段浸出的混合浸出液的萃余液作为第二阶段浸出的喷淋液。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，当第一阶段浸出和第二阶段浸出的混合浸出液的萃余液pH<1.2时，采用石灰石中和后放入第二阶段喷淋液池储存，作为第二阶段浸出的喷淋液。

根据本发明的次生硫化铜矿两段生物堆浸方法，在进行第二阶段浸出时，采用长休闲喷淋制度，每天喷淋小于或等于6小时，喷淋强度小于或等于6m³/h·m²。

综上所述，浸出前，采用矿坑水（矿山酸性水）添加硫酸和硫酸铁人工配制第一阶段浸出使用的喷淋液；第一阶段浸出过程中，各层第一阶段浸出液的萃余液进入第一阶段喷淋液池储存；第二阶段浸出初期，将第一阶段浸出液的萃余液补加矿坑水（矿山酸性水）稀释，用于第二阶段浸出，直至第二阶段浸出产生浸出液；此后，第一阶段浸出与第二阶段浸出的混合浸出液的萃余液一部分进入第一阶段喷淋液池储存，一部分（或经中和后）进入第二阶段喷淋池储存。