[发明专利]一种综合利用三价铁离子与亚铁离子强化铜蓝生物浸出的方法

说明书

本发明属于生物冶金技术领域，具体涉及一种综合利用三价铁离子与亚铁离子强化铜蓝生物浸出的方法，可用于提高低品位硫化铜矿的浸矿效率。具体采用硫酸铁加硫氧化菌作为浸出剂浸出铜蓝；然后在浸出体系中加入铁氧化菌实现浸出。本发明实现了铁源与细菌的高效利用，避免了外源铁加入导致矿物表面致密黄钾铁矾这类钝化物的过早生成，以及反应过程表面形成的硫层对反应速率的限制。本发明对于提高辉铜矿生物浸出效率具有重要意义。

技术领域：

本发明属于生物冶金技术领域，具体涉及借助三价铁离子和浸矿菌协同促进难浸次生硫化矿物铜蓝溶解的一种新型生物浸出方法，可用于提升低品位硫化铜矿的浸矿效率。

背景技术：

铜蓝是辉铜矿浸出第二阶段主要含铜矿物，且大量研究证明辉铜矿浸出中的第二阶段反应速率慢，极大限制了辉铜矿浸出的提铜效率。而研究人员针对黄铜矿和斑铜矿的生物浸出过程中钝化膜成分的研究也表明，铜蓝是该钝化膜成分组成中的一种。

借助提升反应温度与增加体系中氧化剂(Fe³⁺)的含量可以有效提高铜蓝浸出效率，这两个因素对于辉铜矿第二阶段浸出速率的提升有着关键作用。然而对于研究人员选取的有效高温区间75-100℃，尽管存在适合该温度区间的嗜热菌株，在一些生物堆浸场地的实践过程中却很难实现这一条件。而高价铁氧化剂的大量加入不仅增加了辉铜矿生物浸出的成本，也不利于体系中铁氧化菌的生长，从而一定程度上影响了浸出效率的提升。在硫酸生物浸出体系中细菌浓度未达到对数期前，Fe³⁺浓度会在短期内骤降，在辉铜矿表面逐层沉积的硫层也在很大程度上限制了Fe³⁺向内层未反应矿物的扩散过程。

因此，申请人基于此提出了一种新型借助三价铁离子和浸矿菌强化铜蓝浸出的方法：该方法提出分步添加浸出试剂，先加入三价铁和硫氧化菌，一定时间后再加入铁氧化细菌的强化浸出方法，不仅消除了反应中间产物硫的累积造成的反应停滞，同时实现了铁源与细菌的高效利用，避免了外源铁的加入导致矿物表面致密黄钾铁矾钝化物的过早生成。本发明对于提高辉铜矿生物浸出效率具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是为了提高铜蓝的浸出效率，提出一种利用外源铁与浸矿细菌之间协同作用强化铜蓝浸出的方法，此方法能够显著促进辉铜矿的浸出，并可以有效实现黄铜矿浸出中次生硫化铜矿物铜蓝的综合利用。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种综合利用三价铁离子与亚铁离子强化铜蓝生物浸出的方法，依次包括以下步骤：

(1)首先采用硫酸铁，加入硫氧化菌浸出铜蓝；

(2)步骤(1)的浸出体系中加入铁氧化菌浸出。

所述的方法，

步骤(1)中的三价铁离子全部转化为二价铁离子后再加入铁氧化菌(反应进行3-5天后，三价铁全部转化为二价铁，此时浸出液中铜离子浸出达到35％-40％左右)；

步骤(2)当浸出液相中铜离子浓度在小于5％的区间内上下波动时完成浸出。

所述的方法，浸出体系中Fe³⁺的浓度为0.05-0.15M，优选0.07-0.12M，进一步优选0.1M。

所述的方法，浸出反应温度控制在30-50℃，优选42-47℃，进一步优选45℃。

所述的方法，浸出反应转速170-200r/min。

所述的方法，调整液相浸矿体系pH至1.7-2.0，优选用H₂SO₄调整pH值。

所述的方法，对80％以上粒径小于74um以下的铜蓝矿物进行浸出；浸矿液相体系采用0K培养基。

所述的方法，浸矿体系中铜蓝的矿浆浓度为10-15g/L，优选10g/L。