[发明专利]一种高镁型低品位硫化镍矿的低酸耗生物堆浸新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高镁型低品位硫化镍矿的低酸耗生物堆浸新工艺。

背景技术

我国已探明的镍矿点80余处，基础储量为1000万吨，占世界第8位，其中硫化矿占到总镍储量的86%。我国最大的硫化镍矿金川镍矿，镍金属储量548万吨，占全国总储量的68.5%，然而金川2/3以上硫化镍矿石的平均品位只有0.6%，且矿石中MgO含量高达30～35%，是典型的高镁型低品位硫化镍矿。

针对高镁型低品位硫化镍矿，传统的处理工艺为浮选—火法冶炼，然而通常由于浮选精矿中MgO含量过高，造成冶炼成本增加，而且会因此造成炉渣相粘度过大而导致炉子结瘤，渣相分离困难，降低冶炼回收率。在湿法浸出工艺方面，中南大学开发了氨-铵盐体系浸出工艺，在常压下镍的浸出率仅为42.86%，应用实践不可行。中国专利（CN102094127B）公开了一种从高镁型低品位硫化镍矿中回收镍和镁元素的方法。将-200目矿样与硫酸铵混合在350～450℃下煅烧1～3h后，矿样经水溶液浸出1～3h，浸渣再采用细菌浸出。该工艺磨矿、煅烧成本高，对于低品位硫化镍矿不适合。在生物浸出工艺方面，中国专利（CN100422358C）通过添加黄铁矿或硫磺粉，利用细菌自身氧化产酸维持含碱性脉石硫化矿的浸出，但添加黄铁矿或硫磺粉需考虑成本及来源问题，且对于高镁型硫化矿（含氧化镁大于12%）即使添加10%的黄铁矿，也不能满足高镁型矿石浸出时实际的酸耗量。中南大学利用金川冶炼厂的冶炼酸性废水完全中和矿石中的耗酸类含镁矿物，再进行常规生物浸出，获得了Ni84.6%、Co75.0%、Cu32.6%的浸出效率，但酸耗达到600kg/t矿。采用此种工艺存在以下三个问题：①溶液中Mg含量将达到20～40g/L，是Ni含量的50～100倍，将会对溶液中Ni、Mg的分离以及镍的回收造成严重挑战。②细菌对于高浓度的Mg2+浓度有一定的耐受限，一般超过20g/L将完全抑制细菌活性，导致生物浸出失败。③酸的来源以及成本问题。此工艺仅适合硫酸不计算成本的矿山，对于硫酸计算成本的矿山，仅硫酸消耗费一项就可能超过矿石本身的价值。

因此，对于高镁型低品位硫化镍矿，亟需开发一种新的工艺，解决浸出时的酸耗高和后续溶液分离的难题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高镁型低品位硫化镍矿的低酸耗生物堆浸新工艺，可在较低镁矿物溶解的同时保证镍矿物的浸出。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种高镁型低品位硫化镍矿的低酸耗生物堆浸新工艺，其包括以下步骤：

（1）矿石筑堆及预处理：将矿石粉碎成粒径小于20mm后筑堆，并在矿堆内埋设pH探头，预处理用稀硫酸溶液喷淋矿堆，至矿堆内部和浸出液pH值达到2.5～3.0；

（2）生物堆浸：喷淋接种入具有铁硫氧化能力的嗜酸性微生物，在堆浸过程中，随时监测矿堆内部和浸出液pH值，补充稀硫酸以维持矿堆内部和浸出液pH值在3.0～5.0之间。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述高镁型低品位硫化镍矿含镍小于0.6%、镁大于12%。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述筑堆采用自然堆放，形成多孔洞的自然堆，矿堆单层高度为6～8m。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述稀硫酸的pH值为1.0～2.0。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述步骤（2）中，接种量为1.0×10⁵个细菌/g矿～1.0×10⁶个细菌/g矿。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述步骤（2）中，所述嗜酸性微生物为氧化亚铁嗜酸硫杆菌、氧化硫嗜酸硫杆菌、嗜砷硫单胞菌中的混合菌种。

如上所述的低酸耗生物堆浸新工艺，优选地，所述步骤（2）中，所述三种嗜酸性微生物为比例为30%、30%、40%。

一种高镁型硫化铜矿的低酸耗生物堆浸新工艺，其包括以下步骤：

（1）矿石筑堆及预处理：将矿石粉碎成粒径小于20mm后筑堆，并在矿堆内埋设pH探头，预处理用稀硫酸溶液喷淋矿堆，至矿堆内部和浸出液pH值达到2.5～3.0；

（2）生物堆浸：喷淋接种入具有铁硫氧化能力的嗜酸性微生物菌，在堆浸过程中，随时监测矿堆内部和浸出液pH值，补充稀硫酸以维持矿堆内部和浸出液pH值在3.0～5.0之间。

一种高镁型硫化钴矿的低酸耗生物堆浸新工艺，其包括以下步骤：