[发明专利]一种添加非离子表面活性剂促进黄铜矿生物浸出的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种添加非离子表面活性剂促进黄铜矿生物浸出的方法。

背景技术

我国储有大量的低品位硫化铜矿资源，预计存储量在1200万t（金属量）以上，这部分硫化铜矿主要是黄铜矿，但黄铜矿生物浸出过程中存在的浸出速度慢、生产周期长的“瓶颈”问题至今未得到有效的解决。一方面无论是硫酸、硫酸铁或常温微生物浸出黄铜矿，都存在浸出一段时间后浸出速率明显下降的现象，即所谓的“钝化现象”，另一方面，浸出液中微生物的浓度和活性决定着生物浸出速率，微生物浓度和活性不高也是黄铜矿浸出过程中面临的又一难题。

目前强化黄铜矿生物浸出所采用的主要方法有：

（1）控制浸出过程pH。把pH控制在适宜的范围内，黄铜矿表面形成的钝化层就会因为化学反应或者电化学反应的作用而被溶解掉，从而达到去除黄铜矿表面钝化层的目的。该方法虽在实验室试验中取得了理想的效果，但在生物浸出工业生产中经济成本较高，难以推广使用。

（2）外控电位生物浸出。严格控制浸矿溶液的Eh，可使细菌体内酶的活性提高，细菌浓度增加，从而提高浸矿速度。已有报道相关示范性工厂浸出时采用Eh控制，但浸出时间较未控制时仅缩短2d，且该方法工艺复杂，操作繁琐，工业可行性较差。

（3）中高温菌的生物浸出技术。中等嗜热菌和极端嗜热菌浸出低品位黄铜矿比中温菌效果好，其中嗜热嗜酸菌对难浸黄铜矿的氧化能力可达中温菌的6倍以上。但由于中等嗜热菌和极端嗜热菌的生长和活性受外界影响较大，该技术局限于用于黄铜矿精矿的生物搅拌浸出。

（4）充分利用混合菌的协同浸矿作用。在浸矿体系中加入能溶解钝化膜（如硫膜）的自养型微生物，就可以通过微生物的作用除去矿物表面的钝化层，使得浸矿体系中的浸矿反应形成一个循环，最终达到提高浸出速率的目的。但该技术的局限在于缺乏高效的此类微生物，在低品位黄铜矿的生物浸出实践中并未推广应用。

（5）金属阳离子催化。在黄铜矿生物浸出过程中，Ag⁺、Hg²⁺、Co²⁺、Bi³⁺等金属阳离子均有较为明显的催化作用。但是金属离子的添加大大增加了处理成本，使此方法难以在工业实践中推广应用。

以上方法操作繁琐、处理成本高、工业可行性差，尤其是在工业实践中，生物浸出所处理的矿石多为低品位原生硫化矿（以黄铜矿为主），黄铜矿生物浸出速度很慢，因此难以投入到实际应用中。近年来，研究者发现表面活性剂的加入可改变矿石表面疏水性和渗透性，从而加快微生物的浸矿速度。关于表面活性剂强化黄铜矿生物浸出的报道极少，且研究多集中在吐温类非离子表面活性剂，但吐温类表面活性剂在合适的浓度下，仅仅是缩短了生物浸出过程中的“滞后期”，黄铜矿浸出效果并没有得到明显改善。因此，开发强化黄铜矿生物浸出的环保、高效、廉价表面活性剂具有重大意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种添加非离子表面活性剂促进黄铜矿生物浸出的方法，目的是通过在常温嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出黄铜矿过程中添加非离子表面活性剂，解决黄铜矿生物浸出过程中浸出速度慢、浸出率低的问题。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

（1）将黄铜矿矿样破碎、研磨至-0.074mm，再经紫外线灭菌，作为浸出试样；

（2）将浸出试样置于灭菌后的9K基础盐溶液中，浸出试样在溶液中的浓度为（1~5）g/100mL，接入氧化亚铁硫杆菌，初始细菌浓度调节为（0.5~5）×10⁷个/mL，加入0~9g/L的Fe²⁺，再加入聚乙二醇（PEG），聚乙二醇添加量为30~90mg/L，采用稀硫酸调节浸出初始pH 1.8~3.5；

（3）在25~35℃、150~180r/min条件下，将上述浸出液置于气浴恒温振荡器中振荡浸出18~25d，采用血球计数板于显微镜下计数浸出液中的细菌浓度，再经离心去除沉淀物质后，取上清液检测铜离子含量，测得聚乙二醇的加入使黄铜矿的浸出率至少提高了1.36倍。

所述的9K基础盐溶液成分为：(NH₄)₂SO₄ 3.0g/L，KCl 0.1g/L，K₂HPO₄ 0.5g/L，MgSO₄·7H₂O 0.5g/L，Ca(NO₃)₂ 0.01g/L。