黄铜矿的嗜热细菌生物浸出工艺研究:温度-pH-氧化还原电位之间的依赖关系

嗜热细菌生物浸出黄铜矿的铜浸出率,取决于温度、pH和氧化还原电位,而且还取决于所使用的嗜热细菌的活性.研究了在不同的pH值和温度并有着不同的初始Fe3+数量的条件下,使用三种嗜热细菌浸出时达到的铜浸出率.获得的结果表明.由于Acidianus brierleyi(缩写为A.brierleyi菌)浸出铁(以Fe3+形式)的能力很低,由接近临界值(450mV,Ag°/AgCl参比电极)的氧化还原电位,反映出达到了很高的生物量浓度,在这样的氧化还原电位下浸出时铜浸出率最高.相比之下,由于Sulfolobus metallicus(S.metallicus菌)和Metallosphaera sedula(缩写为M.sedula菌)较高的浸出铁(以Fe3+形式)的能力,由很高的氧化还原电位反映出的很高的生物量浓度,再结合Fe3+以黄钾铁矾(KFe3[SO4]2·(OH)b)形式的沉淀作用,因而就降低了浸出速率.因此,在对于嗜热细菌的生长是最佳的温度时,并不总是意味着能达到很高的铜浸出率.一般地说,最高的铜浸出率是在初始pH值为1.5的条件下达到的.然而,在初始pH值为2.5时观测到比在pH 2.0时达到了更高的浸出率,证实了在高pH值时黄铜矿的生物浸出是受氧化还原电位而不是由pH或温度所控制的.当提供的为激发浸出反应所需的初始的Fe3+数量不足时,双向酸杆菌的生物浸出能力就会降氏,或浸出反应受到抑制,而硫化裂片菌和金属丝菌对初始的Fe3+提供量就没有那么敏感.这一结果证实了对矿物表面直接的酶促催化作用,能引发黄铜矿的生物浸出反应,但稍后氧化还原电位就控制着黄铜矿的浸出速率.     

杂质离子对黄铜矿浸出的影响机理研究

为探究杂质矿物对黄铜矿浸出的影响,考察了不同种类离子对黄铜矿浸出的影响。研究发现:Al2(SO4)3对铜浸出起促进作用,而Na2SO4、K2SO4、MgSO4对铜浸出起抑制作用;相比于SO2-4,Cl-由于可在黄铜矿表面产生疏松多孔硫层,加快浸出剂的扩散,从而对铜浸出起促进作用。动力学分析表明,添加Na+、K+、Al3+时,黄铜矿浸出过程由界面化学反应控制;而Mg2+存在时黄铜矿浸出由扩散反应控制;添加Cl-时,黄铜矿浸出受界面化学反应控制;添加SO2-4时,黄铜矿浸出由扩散反应控制。试验结果可以为黄铜矿湿法冶金过程提高铜浸出率提供参考。     

氢氧化铁对黄铜矿生物浸出的钝化作用

《Minerals Engineering》2 0 0 0年 1 0～ 1 1期发表 Stott M.B.等人文章 ,介绍铁矾沉淀对黄铜矿生物浸出的钝化作用。黄铜矿 (Cu Fe S2 )是丰度最高 ,但又是最难处理的硫化铜矿物。当对其进行生物浸出时 ,初始溶解速率快 ,但约 5 0 h后铜的溶解速率明显降低。作者以一种中度嗜温的铁 -硫氧化菌 ,在酸性硫酸盐营养介质中研究了铁矾在生物浸出过程中的钝化作用。用 S.thermosulfidooxidans、S.acidopilus和 A.ferrooxidans3种中等嗜温菌研究了从黄铜矿表面对铁矾沉淀去除 (即还原 Fe( ) )的可能性 ,以考察铜浸出率可否恢复至原有水平。…     

H2SO4-HNO3体系中锌精矿浸出与四氯乙烯萃硫的耦合

研究锌精矿在H2SO4-HNO3体系中浸出与四氯乙烯萃取硫磺的耦合过程。考察了浸出时间、四氯乙烯的加入对锌浸出的影响。结果表明，在85℃，氧气压力0．1MPa，H2SO4浓度1．8mol／L，HNO3浓度0．2mol／L条件下，加入20mL四氯乙烯萃取硫磺时，锌浸出率在3h内达到99．7％，与常规浸出相比，浸出时间缩短了50％，耦合效果明显。     

金川镍矿中镍和铜的浸出性能研究

试验了不同的浸出剂和氧化剂对金川镍矿氧化矿中Ni和Cu浸出性能的影响。当以3％H2SO4＋2％FeCI2作浸出剂时，Ni和Cu的回收率分别达到70％和56％。提高浸出温度和预先焙烧均不能提高浸出率。加入粘结剂造粒柱浸的结果表明，以稀H2SO4淋浸，Ni和Cu的回收率分别达到50．5％和50．1％。     

Ag~+在细菌浸出中的催化作用研究

研究了Ag+ 催化浸出中的细菌生理作用 ,结果表明 :Ag+ 对Fe2 + 氧化有很强的抑制作用 ,即随着Cu2 +在浸出液中的浓度增加而增强了其对Ag+ 毒性的拮抗作用 ;在较低的Fe2 + 与S0 的原子摩尔比下 ,S0 对Fe2 +的细菌氧化有强抑制作用 ;矿物中的Fe2 + 细菌氧化浸出抑制是Ag+ 催化浸出体系中高效浸出的最重要的细菌生理原因。因此 ,增强对Fe2 + 细菌氧化的抑制作用 ,可大幅度提高铜浸出率。     

黄铜矿精矿的酸性热压氧化提铜工艺研究

对黄铜矿精矿进行酸性热压氧化提铜工艺研究，探讨了初始酸浓度、浸出温度、浸出时间等工艺参数对铜浸出率的影响。结果表明：最佳浸出温度为110-115℃；初始酸度和NaCl浓度增加、氧分压提高、反应时间延长可以提高Cu的浸出率。当氧气分压0．45MPa，浸出温度110℃，浸出时间4h，NaCl初始浓度为40g／L，H2SO4初始浓度为110g/L，液固比5：1，搅拌速度750r／min时，Cu的浸出率可达98％。在液固比为4：1，氰化钠用量为2kg/t，氰化时间24h，振荡氰化条件下，金的浸出率为85％。     

用非常嗜热细菌浸出黄铜矿精矿

本文描述一种非常嗜热菌株氧化铜精矿（其中黄铜矿66％和黄铁矿11％）的能力，在70℃时进行的实验室分批试验表明，铜的浸出率可以达到98％以上，一系列的连续试验均在一个由3段浸出组成的扩大试验装置里进行，，它由标准设计的机械搅拌充气浸出槽组成。试验中考查了浸出时间、给矿粒度、O2和CO2的传质量对生物浸出结果的影响。这些, 总浸出率可以达到95％。然而，与中温浸出菌和中等嗜热浸出菌比较，这种非常嗜热细菌对于矿浆浓度似乎加敏感，而矿浆浓度又与经矿粒度有关系，氧的消耗量与当今处理难浸黄铁矿型金精矿的工业生物浸出槽所达到的最大用量接近，为了维持这一高的氧化速度，重要的是保证O2和CO2通入瓜应槽的有效速率，这些试验均取得了很高的铜浸出率，表明用非常嗜热菌株浸出黄铜矿精矿工艺对进一步研究和评估其工业应用的可行性具有潜在的价值。     

细菌的氧化生理与其浸矿机理研究

对不同氧化生理的诱导菌、S^2-氧化缺陷型菌株和Fe^2 氧化活性抑制菌进行了黄铜矿浸出研究，表明黄铜矿的细菌浸出以氧化其S^2-的直接作用为主。     

地下溶浸细菌氧化辅助浸出硫化铜矿的研究

对硫化铜矿细菌氧化机理和地下溶浸的特点进行了讨论 ,针对中条山不同氧化程度的 3种矿样进行了稀硫酸浸出和稀硫酸加Fe3+ 浸出的对比试验。试验结果表明 :矿石中铜的硫化矿占有率分别为 15 0 2 %、45 60 %、79 3 5 %时 ,溶液中Fe3+ 初始浓度达到 2 .0～ 3 .0 g/L ,浸出 2h ,与未加Fe3+ 的稀硫酸浸出相比 ,对应矿物中铜的浸出率分别提高 7 5 6%、2 1 62 %、10 5 9% ,而且铜的浸出速率显著提高 ;随着浸出的进行 ,矿石中的铁不断被浸出 ,硫酸浓度 15g/L ,初始Fe3+ 浓度分别为 0 0、 1 0、3 0g/L时 ,浸出 4h ,矿石中铁的浸出率分别为 10 68%、8 69%、7 12 %。在试验研究的基础上 ,提出应用细菌氧化技术进行浸出剂再生 ,以实现硫化铜矿物的地下溶浸。