硫化铜矿微生物浸出-萃取-电积提铜工业试验.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年1 期 9 硫化铜矿微生物浸出一萃取一电积 提铜工业试验 袁明华，周全雄 玉溪晨兴矿冶科技开发有限公司，云南玉溪6 5 3 1 0 0 摘要在景谷民乐铜矿开展了硫化铜矿微生物浸出一萃取一电积提铜工业试验，取得了工业生产厂设计 所需的各项工艺技术参数和消耗指标，达到了预定的试验目的。 关键词硫化铜矿；微生物浸出；工业试验 中图分类号T F 8 1 1文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 7 0 1 0 0 0 9 0 2 I n d u s t r i a lE x p e r i m e n to nC o p p e rE x t r a c t i n gf r o mC o p p e rS u l p h i d e O r eb yM i c r o b i o l o g i c a lL e a c h i n g - S o l v e n t E x t r a c t i o n - E l e c t r o d e p O s i t i n gP r o c e s s Y U A NM i n g h u a ，Z H O UQ u a n x i o n g Y u x iC h e n x i n gM i n i n g M e t a l l u r g yS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yD e v e l o p m e n tL t d ．C o ．，Y u x i6 5 31 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h ei n d u s t r i a le x p e r i m e n to ne x t r a c t i n gc o p p e rb ym i c r o b i o l o g i c a ll e a c h i n g ，s o l v e n te x t r a c t i o n ，e l e c t r o d e p o s i t i n gp r o c e s sf r o mc o p p e rs u l p h i d eo r ei nM i n l e ，J i n g g uc o u n t yw a sd e v e l o p e d ．T h ee n g i n e e r i n gp a r a m e t e ra n dc o n s u m p t i o ni n d e xt h a ta r en e e d e di ni n d u s t r i a lp r o d u c t i o nh a v eb e e na c q u i r e d ． K e y w o r d s C o p p e rs u l p h i d eo r e ；M i c r o b i o l o g i c a ll e a c h i n g ；I n d u s t r i a le x p e r i m e n t 景谷民乐铜矿为一火山岩型斑岩铜矿之次生富 集优质辉铜矿为主的细脉浸染型矿床，远景铜金属 储量预计在3 0 万t 以上。我们从2 0 0 0 年开始研究 民乐铜矿的开发回收工艺技术，确立了微生物湿法 冶金工艺路线的攻关方向，小型试验和半工业试验 均显示了很好的效果，表明微生物浸出一萃取一电 积提铜工艺在当地具备实现产业化的条件。 为了将该工艺向产业化推进，2 0 0 3 年在当地开 展了堆矿规模为1 00 9 7t 的微生物“浸出一萃取一 电积”提铜工业试验，取得了铜年浸出率5 3 ．0 2 ％、 1 8 个月总浸出率7 1 ．6 6 ％ 按浸出趋势2 年可达 8 5 ％ 、萃取回收率≥9 5 ％、电积回收率≥9 8 ％、产出 了质量达G B ／T 4 6 7 1 9 9 7 标准阴极铜8 3t 、每吨铜 的销售成本仅为1 11 1 6 元的好效果，环保方面达到 了要求。 1试验矿石 1 ．1 样品采集 ． 由于本次工业试验样品量大，所以在采集时以 勘探资料为依据，从各矿点以收矿的办法进行采样。 为模拟矿山开采贫化率，还特别组织各矿点采集了 部分品位较低的矿石。共采集矿样1 00 9 7t ，平均 铜品位1 ．1 6 ％。 1 ．2 样品代表性评价 矿石类型上，采样点不仅遍及矿体的深部和浅 部，而且还对主矿段宋家坡以外的典型矿石类型也 采集了部分样品。因此，试验样品基本包括了民乐 地区的所有矿石类型。矿样综合品位1 ．1 6 ％，与矿 山设计开采品位0 ．9 6 ％接近，所以矿样品位也具代 表性。 1 ．3 样品的物理化学性质 作者简介袁明华 1 9 6 2 一 ，男，云南丰禄人，高级工程师，总经理 万方数据 1 0 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年1 期 矿石中金属矿物主要有辉铜矿、蓝辉铜矿、孔雀 石、铜蓝，其次为黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿、硅孔雀石 等；脉石矿物主要有石英、长石、黑云母和碳酸盐类。 含矿岩石主要为英安斑岩，呈紫色一灰紫色，具斑状 和流纹结构，块状构造。矿岩的多元素分析结果 ％ S i 0 76 5 ．3 2 、F e 2 0 14 ．3 3 、A 1 ，0 11 1 ．6 3 、C a O 2 ．4 2 、M g O1 ．0 8 。铜物相分析结果 ％ 原生铜 1 6 ．1 2 、次生铜7 0 ．6 9 、游离铜8 ．5 3 、结合铜4 ．6 6 由此可见，矿石耗酸物质含量较低，为酸性脉石 矿物。氧化率为1 3 ．1 9 ％，为典型的硫化矿，且适合 用湿法冶金处理。 2工艺流程及操作控制 2 ．1 浸矿微生物 浸矿微生物原始菌种取自云南一高铁铜矿井下 矿坑水中，经培养驯化后，进行民乐铜矿的浸出试 验，通过小试、扩试到半工业试验的进一步适应，最 终得到的菌种对民乐铜矿实现了高效浸出，更为难 得的是在整个过程中不需要添加任何的营养物质， 完全靠吸取矿石中的养分而将目标矿物浸出。 2 ．2 破碎筑堆及工艺控制 矿石用鄂式破碎破碎机破至一3 0m m 后，以运 输车辆直接人堆，矿堆呈棱台形，堆高6 ～7m 。矿 石破碎入堆后，开始用低酸喷淋，矿堆内酸度基本稳 定后，接入菌种进行浸出。浸出的不合格液调整酸 度后返回堆场，高品位合格浸出液进行萃取提取铜 后成为萃余液返回浸出。萃取的铜经反萃电积 生产铜。 3 试验结果及分析 3 ．1 铜浸出率 经1 8 个月的浸出，铜浸出率7 1 ．6 6 ％，其中第 一年浸出率5 3 ．0 2 ％，浸出率随时间的变化趋势如 图1 所示。按图1 的趋势，约6 5 0 天，浸出率可达 8 0 ％，约7 2 0 天，可达8 5 ％。 3 ．2 酸耗 浸出酸耗随浸出率变化趋势如图2 所示。试验 结果表明，扣除每萃取1t 铜所产生的1 ．5 4t 再生 酸，生产1t 电积铜的酸耗为2 ．6 5t 。 3 ．3 萃取、电积结果 萃取为逆流串级工艺，二级正萃、一级反萃，富 铜液含铜3 0g ／L 左右时进行电积。电积在槽电压 2V 、电流密度1 0 5A ／m 2 的条件下进行。结果表 明，萃取率达9 6 ．2 5 ％、电积率9 8 ．6 7 ％，整个试验产 出了纯度9 9 ．9 5 ％以上电积铜8 3t 。 F i g ．1 4 ．5 4 1 3 5 u3 0 嚣2 5 腰2 31 5 6 01 2 C 1 8 l J2 4 t 3 f X 3 “ 4 2 1 4 , o a 5 4 06 I 砌 浸出时间／d 图1 浸出率随时间变化曲线 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o p p e rl e a c h i n g r a t ea n dt i m e k f ＼ 、口、p 图2 酸耗随浸出率变化趋势 F i g ．2 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e na c i dc o n s u m p t i o n a n dc o p p e rl e a c h i n gr a t e 表1 成本构成表 T a b l e1T h ec o s to fp r o d u c t i o n 下转第1 3 页 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年1 期 1 3 根的进入可以使溶液的苛性比值降低；溶液的饱和 度增加；加快分解速度；缩短分解时间；使分解槽的 单位产能增加。这些都对氧化铝生产过程具有十分 重要的意义； 3 根据流程中硫含量的多少确定铝酸钡的最 佳添加量。铝酸钠溶液中的硫并不要全部除尽，只 要使硫酸钠含量控制在无害的范围之内就行了。减 少铝酸钡的添加量能大大减少脱硫费用，因为铝酸 钠溶液净化脱硫的费用绝大多数是消耗在脱硫剂铝 酸钡上，如果片面地追求高脱硫率会导致铝酸钡添 加量的增加而造成浪费。 3结论 1 铝酸钡对工业铝酸钠溶液 洗液 中的硫酸 钠和碳酸钠均具有良好的净化效果，其脱硫率受铝 酸钡添加量的影响最大，随添加量的增加而增大； 2 铝酸钡净化铝酸钠溶液的赤泥洗液的脱硫、 脱碳的效果较好，操作简单。不会引起原氧化铝生 产工艺的较大变动，脱硫渣易于回收利用、循环使 用，是经济，易行的铝酸钠溶液的脱硫方法； 3 铝酸钡净化工业铝酸钠溶液的过程是苛化 过程，脱硫的同时，还净化了碳酸根、硅酸根等离子， 可进一步改善工艺操作和提高产品质量。铝酸钡对 不同工业铝酸钠溶液的净化效果、氧化铝生产工艺 的影响不同。在生产实践上具有一定的应用价值。 参考文献 [ i ] 何伯泉．试论我国高硫铝土矿脱硫新方案[ J ] ．轻金属， 1 9 9 6 1 2 3 5 ． [ 2 ] 罗玉长，叶长龙．铝酸钠溶液脱硫的研究[ J ] ．轻金属， 2 0 0 3 4 9 1 1 ． [ 3 ] 袁华俊，李琴琴．B a O 净化工业铝酸钠溶液工艺选择 [ J ] ．轻金属，1 9 9 5 4 1 3 1 7 ． [ 4 ] 何润德，胡四春，黎志英，等．用高硫型铝土矿生产氧化 铝过程中湿法除硫方法讨论[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 4 6 6 6 ～6 8 ． [ 5 ] 何润德，张念炳，胡四春，等．用高品位铝土矿代替氢氧 化铝合成铝酸钡的研究[ J ] ．轻金属，2 0 0 5 4 1 3 1 7 ． [ 6 ] 胡四春．铝酸钠溶液的除硫剂一铝酸钡的合成及其溶解 性的研究[ D ] ．贵阳贵州大学，2 0 0 5 ． 上接1 0 页 4 经济分析 喜淼≥詈I 嚣姜晏芋言翥器 利用工业试验的参数，在民乐矿区实地选厂址，该工艺开发民乐铜矿技术可行； 按年产电积铜4k t 的规模开展该项技术的产业化 2 利用工业试验的指标，进行产业化研究，每 研究 级别达到项目可行性研究代初步设计 。消耗吨铜的生产销售成本仅为1 11 1 6 元，经济效果良 以试验确定的指标、原材料按当期市场价计算、总投好； 资26 6 5 万元 不含矿山 、每吨铜的销售成本仅为 3 该工艺的主要环节都在常温常压下进行，设 1 l1 1 6 元，以当期铜市场价计算，经济效益十分可 备常规化。国产的设备、材料都能满足工艺要求。 观。成本构成见表1 。同时该工艺清洁、环保，对环境不造成危害。 5结论 1 工业试验得到的工艺流程通畅，技术指标稳 万方数据