專利名稱：生物冶金過程的酸平衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物冶金過程的酸平衡方法，特別是一種生物浸出過程中，酸累積，溶液pH值不斷下降情況下的酸平衡方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案，一種生物冶金過程的酸平衡方法是在礦石或經(jīng)過選礦富集的精礦或尾礦的生物浸出過程中，當(dāng)浸出體系溶液pH值不斷下降，并小于1.5時，有價金屬回收后的萃取余液經(jīng)中和藥劑中和經(jīng)濃縮后，其溶液送至礦堆噴淋浸出工序，這時有價金屬回收后的電積貧液經(jīng)酸滲析器進(jìn)行酸與雜質(zhì)的分離，分離酸后的酸液進(jìn)入反萃取工序、殘液進(jìn)入萃取工序，進(jìn)行酸平衡后，生物治金過程的pH值穩(wěn)定在1.5-2.5之間。
所述的中和藥劑為碳酸鈣或氧化鈣或氫氧化鈣或碳酸鈉或碳酸氫鈉或氫氧化鈉。
如

圖1所示，1為中和藥劑(固體)的破碎磨礦工序，破碎磨礦后的中和藥劑送入調(diào)漿工序2，調(diào)漿后送入中和工序3，3中加入有價金屬回收后萃取余液。中和后溶液送入濃密機(jī)濃縮4，其固體沉渣送至尾礦壩堆存。溶液返回噴淋或滴淋浸出。
與此同時，電積工序6中出來的電積貧液送入酸滲析器8中，作酸回收后，其殘液送至萃取工序5，從酸滲析器8出來的酸液送入反萃取工序7，反萃取液送至電積工序6，得到金屬產(chǎn)品。從萃取工序5出來的萃取液進(jìn)反萃取工序，在該工序中由上述回收的酸液作反萃取。
除圖1中所述的中和藥劑經(jīng)粉碎磨礦之后，經(jīng)調(diào)漿送入中和工序3之外，還可像圖2所示，該破碎磨礦后的粉末可先送入料倉9，從料倉送至攪拌中和工序10進(jìn)行中和。也可以是料倉中粉末先進(jìn)行調(diào)漿11在送入中和工序見圖3。
實(shí)施例1(硫化銅礦石)在某含銅0.65％的硫化銅礦礦石的生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間3個月后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將三分之二(20m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑碳酸鈣(石灰石)進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.02，CaCO3用量為80kg/m3萃取余液，碳酸鈣的磨礦為干式磨礦，磨礦粒度為-200目90％，用皮帶輸送機(jī)直接加到中和攪拌桶中，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.16，再與未中和處理的萃余液(10m3/h)混合，混合后溶液的pH為1.7-1.8，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅38.34g/L，H2SO4148.60g/L，水與電解貧液為13比11(體積比)的條件下，處理后酸回收率達(dá)93.59％，殘液含H2SO49.74g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝框圖見圖2。
實(shí)施例2(硫化銅礦石)在某含銅0.65％的硫化銅礦礦石的生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間3個月后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將三分之二(20m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑氧化鈣進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.02，氧化鈣用量為45kg/m3，氧化鈣預(yù)先與水調(diào)成漿，漿的濃度為55％，然后進(jìn)入中和攪拌桶攪拌中和，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.20，再與未中和處理的萃余液混合，混合后溶液的pH為1.7-1.8，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅37.18g/L，H2SO4150.94g/L，水與電解貧液為13比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)94.35％，殘液含H2SO48.24g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝見圖3。
實(shí)施例3(低品位硫化銅礦石)在某含銅0.48％的低品位硫化銅礦礦石的生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間3.5個月后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將四分之三(60m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑碳酸鈣(石灰石)進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.3，CaCO3用量為25kg/m3，碳酸鈣的磨礦為干式磨礦，磨礦粒度為-200目90％，用皮帶輸送機(jī)直接加到中和攪拌桶中，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.55，再與未中和處理的萃余液20m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.75-2.0，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為6m3/h，含銅34.11g/L，H2SO4130.80g/L，水與電解貧液為12比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)97.50％，殘液含H2SO43.27g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段pH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝見圖2。
實(shí)施例4(低品位硫化銅礦石)在某含銅0.48％的低品位硫化銅礦礦石的生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間3.5個月后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將四分之三(60m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑氧化鈣進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.3，氧化鈣用量為13kg/m3，氧化鈣預(yù)先與水調(diào)成漿，漿的濃度為55％，然后進(jìn)入中和攪拌桶攪拌中和，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.5，再與未中和處理的萃余液20m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.7-2.0，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為16m3/h，含銅34.11g/L，H2SO4130.80g/L，水與電解貧液為12比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)97.00％，殘液含H2SO43.27g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝見圖3。
實(shí)施例5(硫化銅精礦)在某含銅17.98％、硫30.56％、砷0.79％的硫化銅礦造粒-生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間95天后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將五分之四(24m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑碳酸鈣(石灰石)進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.05，F(xiàn)e3+為26g/L，CaCO3的用量為80kg/m3，碳酸鈣的磨礦為干式磨礦，磨礦粒度為-200目90％，用皮帶機(jī)直接加到中和攪拌桶中，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.24，F(xiàn)e3+為3.6g/L，再與未中和處理的萃余液6m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.75-1.90，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅39.78g/L，H2SO4148.80g/L，水與電解貧液為13比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)95.50％，殘液含H2SO47.35g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。見圖2。
實(shí)施例6(硫化銅精礦)在某含銅17.98％、硫30.56％、砷0.79％的硫化銅礦造粒-生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間95天后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將四分之三(22.5m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑氧化鈣進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.05，F(xiàn)e3+為26g/L，氧化鈣的用量為45kg/m3，氧化鈣預(yù)先與水調(diào)成漿，漿的濃度為55％，然后進(jìn)入中和攪拌桶攪拌中和，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.35，F(xiàn)e3+為3.45g/L，再與未中和處理的萃余液7.5m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.75-1.95，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅39.78g/L，H2SO4148.80g/L，水與電解貧液為13比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)95.50％，殘液含H2SO47.35g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝見圖3。
實(shí)施例7(硫化銅礦浮選尾礦)在某含銅0.2％、硫0.67％硫化銅礦浮選尾礦的造粒-生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間90天后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將二分之一(15m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑碳酸鈣(石灰石)進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.3，F(xiàn)e3+為15g/L，CaCO3的用量為30kg/m3，碳酸鈣的磨礦為干式磨礦，磨礦粒度為-200目90％，用皮帶機(jī)直接加到中和攪拌桶中，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.5，F(xiàn)e3+為1.56g/L，再與未中和處理的萃余液15m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.75-1.90，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅37g/L，H2SO4150g/L，水與電解貧液為13比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)90％，殘液含H2SO417g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝框圖見圖2。
實(shí)施例8(硫化銅礦浮選尾礦)在某含銅0.2％、硫0.67％硫化銅礦浮選尾礦的造粒-生物堆浸-萃取-電積過程中，當(dāng)浸出時間90天后，浸出體系溶液的pH已下降到1.5以下，這時將二分之一(15m3/h)的銅萃取余液采用中和藥劑氧化鈣進(jìn)行中和沉淀處理，中和處理前的萃取余液的pH值為1.3，F(xiàn)e3+為15g/L，氧化鈣的用量為15kg/m3，氧化鈣預(yù)先與水調(diào)成漿，漿的濃度為55％，然后進(jìn)入中和攪拌桶攪拌中和，中和處理后溶液pH值達(dá)到2.45，F(xiàn)e3+為1.56g/L，再與未中和處理的萃余液15m3/h混合，混合后溶液的pH值為1.7-1.9，然后返回噴淋或滴淋浸出。與此同時對電解貧液采用陰離子交換膜酸滲析器進(jìn)行回收酸的處理，被處理的電解貧液量為8m3/h，含銅37g/L，H2SO4150g/L，水與電解貧液為13比11的條件下，處理后酸回收率達(dá)90％，殘液含H2SO417g/L，返回銅的萃取工段，萃取工段PH值為1.5-2.0，從而保證了生物堆浸過程中pH值的穩(wěn)定，浸出體系的酸量達(dá)到了平衡。工藝框圖見圖3。
通過采用本方法進(jìn)行生物冶金的酸平衡后，銅的浸出率提高了20-35％，銅的綜合回收率提高15-25％，不需要采用復(fù)雜的含重有色金屬離子污水處理方法進(jìn)行處理，減少環(huán)保處理費(fèi)用80-95％。
權(quán)利要求
1.一種生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于在礦石或經(jīng)過選礦富集的精礦或尾礦的生物浸出過程中，當(dāng)浸出體系溶液pH值不斷下降，并小于1.5時，有價金屬回收后的萃取余液經(jīng)中和藥劑中和經(jīng)濃縮后，其溶液送至礦堆噴淋浸出工序，這時有價金屬回收后的電積貧液經(jīng)酸滲析器進(jìn)行酸與雜質(zhì)的分離，分離酸后的酸液進(jìn)入反萃取工序、殘液進(jìn)入萃取工序，進(jìn)行酸平衡后，生物治金過程的pH值穩(wěn)定在1.5-2.5之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于所述的中和藥劑為碳酸鈣或氧化鈣或氫氧化鈣或碳酸鈉或碳酸氫鈉或氫氧化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于所述的固體形態(tài)中和藥劑先經(jīng)粉碎、研磨，后經(jīng)調(diào)漿再與萃取余液中和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于所述的固態(tài)中和藥劑先經(jīng)粉碎、研磨，后送入料倉再去中和，其中和時需加攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于所述的中和后的萃取余液經(jīng)濃密機(jī)濃縮后，其固體沉渣送至尾礦壩堆存。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物冶金過程的酸平衡方法，其特征在于生物冶金過程的酸平衡方法所述的送入料倉中的中和藥劑經(jīng)調(diào)漿后再去中和。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生物冶金過程的酸平衡方法，該方法采用碳酸鈣(石灰石)、氧化鈣(石灰)、氫氧化鈣(熟石灰)等藥劑對pH＜1.5的萃取余液進(jìn)行中和處理和采用陰離子交換膜酸滲析器對電積殘液回收酸進(jìn)行處理，可以使含金屬硫化物的礦石或精礦或尾礦在細(xì)菌氧化浸出時產(chǎn)生過剩的酸得到平衡，能夠使細(xì)菌浸出過程系統(tǒng)的pH值保持在細(xì)菌生長、繁殖的最佳狀態(tài)，從而提高金屬浸出速度20－35％，金屬綜合回收率提高15－25％，縮短浸出周期，減少環(huán)保處理費(fèi)用80－95％，降低生產(chǎn)成本10－30％。
文檔編號C22B3/18GK1475589SQ02128838
公開日2004年2月18日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者阮仁滿, 溫建康 申請人:北京有色金屬研究總院