專利名稱：改進的堆積瀝濾的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及改進的堆積瀝濾(heap leach)。更具體地，本發(fā)明的改進的堆積瀝濾應用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾。
背景技術：
通過應用細菌協(xié)助的堆積瀝濾，從硫化物礦石中提取金屬先前已經得到證實。大多數(shù)先前技術的方法涉及應用嗜溫細菌，包括硫桿菌(Thiobacillus)和Leptospirillium菌種。這樣的菌種通常在20℃至45℃的溫度范圍內工作(Peterson and Dickson，Thermophillic Heap Leaching of a ChalcopyriteConcentrate，Minerals Engineering，15(2002)，pages 777 to 785)。然而，細菌協(xié)助的堆積瀝濾的應用在從黃銅礦石中提取銅時是一個例外。在這樣的情況下，為了實現(xiàn)商業(yè)上可接受的瀝濾動力學，需要更高的溫度。在任一種情況下，堆積瀝濾操作的成功，很大程度上依賴于硫化物礦物的氧化，以將堆內的溫度提升到環(huán)境水平以上并將溫度保持在那種水平。
如果礦石的硫化物礦化作用低于特定水平，產生的熱量會相對較少。因此，在該礦石的瀝濾(leaching)過程中，只能實現(xiàn)堆內溫度小幅提升，這種提升可能不足以導致經濟上可接受的瀝濾速率。對于任何這樣的熱量產生的小幅下降，一種明顯的補救措施是從外源向所述的堆提供熱量。這樣的外源可能為常規(guī)應用于堆頂部的瀝濾液，或者為空氣供給，其在一些操作中被吹入堆底部以促進硫化物礦物的氧化。此外，國際專利申請PCT/ZA/00154(WO02/029124)公開了用于向堆積瀝濾提供熱量的方法，所述的熱量是堆外在生物反應器中產生的。
應為明顯地，如果礦石包含一種在其開始瀝濾前需要溫度超過45℃的硫化物礦物，如黃銅礦，那么上面的情況得到加劇。不考慮黃銅礦存在的數(shù)量，如果沒有其他會在較低的溫度開始氧化的硫化物礦物存在，那么堆就不能自發(fā)地達到所需的操作溫度。結果，沒有添加有效量的熱量以開始黃銅礦的氧化反應，堆會保持在環(huán)境溫度。在注入必需的附加熱量后，如果有足夠的硫化物礦物存在，反應可以變?yōu)樽岳m(xù)的(self-sustaining)。在國際專利申請PCT/US99/28962(WO 00/36168)中，有公開的堆積瀝濾方法，其中處理液可添加到堆的頂部，并需要外源的熱量。而且，將堆描述為通過泵送蒸汽或熱空氣通過供應管線進入堆的方法進行加熱，再次需要外源熱量。此外，也描述了用于在已經存在的產生熱量的堆的頂部疊加堆的復雜方法，能延續(xù)的產生幾代堆的過程(process)。
本發(fā)明的一個目的是克服上述與先前技術有關的問題，或者至少提供一種在該處有用的替換方法。
前面背景技術的討論僅僅旨在促進對于本發(fā)明的理解。應該意識到，此討論不是確認或承認，其任何所參考的材料在申請的優(yōu)先權日時，在澳大利亞或任何國家、地區(qū)或地域是普通常識的一部分。
貫穿此說明書，除非上下文要求之外，單詞“包含”或變體如“含有”或“包括”可被理解為表示包含一個所述的整體或一組整體，而不排除任何其他的整體或整體組。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，提供了改進的堆積瀝濾方法，用于堿金屬硫化物礦石(basemetal sulphide ores)的細菌堆積瀝濾，該方法的特征在于，通過向礦石中加入元素硫，借此礦石中固有的或加入的硫氧化細菌可氧化元素硫并在礦石堆內產生熱量。
優(yōu)選地，元素硫或者在團聚過程中與礦石混合，或者在堆的堆積之前或之中的另外一點加入礦石中。此外，硫也可在堆積之后加入礦石堆的頂部，所以當瀝濾液穿過正在活性地將硫氧化的堆層或堆巷(level)時，瀝濾液被加熱。
還優(yōu)選地，將元素硫混合或加入到礦石中，給礦石提供了大約2％至20％之間的元素硫(w/w)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了改進的堆積瀝濾方法，用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾，所述礦石中含有一種礦物或者礦物集合體，其需要45℃以上的溫度以有效氧化其每一種礦物，該方法的特征在于，通過向礦石中加入元素硫，借此元素硫在低于大約45℃的溫度下被存在于礦石堆中的嗜溫細菌氧化，此元素硫的氧化產生熱量并向上提高堆內溫度，使得嗜熱細菌能夠工作。
本發(fā)明的一種形式中，黃銅礦包含礦石內主要的硫化物礦物。
優(yōu)選地，將元素硫混合或加入到礦石中，給礦石提供了大約2％到20％之間的元素硫(w/w)。更優(yōu)選地，向用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾過程添加元素硫，除去熱量的產生之外，通過元素硫的氧化產生硫酸。


現(xiàn)在僅僅通過實施例，根據(jù)其一個實施方案和附圖，描述本發(fā)明的改進的堆積瀝濾方法，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾方法的示意圖。
發(fā)明的優(yōu)選實施方式在圖1中顯示了改進的堆積瀝濾方法，根據(jù)本發(fā)明用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾。提供了混合設備10用于含有黃鐵礦作為主要硫化物礦物的堿金屬硫化物礦石與元素硫的混合。元素硫加入到混合物中的量在混合之前計算出來以充分滿足至少一部分堆的要求和/或礦石的酸需求。這樣的決定通常是由管理堆積瀝濾過程的負責人作出的。
需要理解的是，水、酸、細菌、殘液以及與濕法冶金操作的堿金屬回收工廠的金屬回收部分相關的其他液流，作為可添加的試劑或化學品也應用于本發(fā)明的方法。
然后，將混合的礦石和元素硫堆積以形成堆20。堆20備有管道以將空氣和/或其他氣體供給堆20。此外，在堆中或在堆上提供了灌溉系統(tǒng)(未顯示)以允許來自液池30的液體在其間循環(huán)。
提供了與礦石堆20獨立(separate)的細菌培養(yǎng)設備40，所以細菌能加到礦石中。設想可以將細菌在與元素硫混合之前、之中或之后加到礦石中?？蛇x擇地，細菌可在堆20的灌溉開始之前或之后加入到堆20中。
在本發(fā)明的方法中，礦石堆20固有的或者從細菌培養(yǎng)設備40加入到礦石堆20的嗜溫細菌(“中溫生物(mesophiles)”)，在大約20℃和可能低至10℃的溫度下開始元素硫的氧化。元素硫的氧化以形成硫酸鹽的反應是放熱的，因此釋放熱量進入礦石堆20并提高其溫度。由于元素硫上的嗜溫細菌的作用造成的堆20內溫度上升提高了堆20內溫度，所以嗜熱細菌開始有效地工作并氧化礦石堆20內的黃銅礦。這提供了更有效的細菌堆積瀝濾方法，比其他不將元素硫添加到礦石堆20的方法得到更高的堿金屬回收率。
與先前技術的方法相比，就通過元素硫的氧化產生硫酸而言，應用本發(fā)明的方法也實現(xiàn)了節(jié)約。特別是如果待瀝濾的礦石在瀝濾過程中是酸的全部消耗者的情況。
可想到元素硫與礦石在礦石的團聚過程中可獲得足夠的混合，或者可能在礦石堆20的堆積之前或之中的另一個點(point)被添加到礦石中。此外，元素硫也可能在堆積之后直接加入礦石堆20的頂部，借此當瀝濾液向下穿過含有正在經歷氧化的元素硫的堆層時，瀝濾液會被加熱。
可設想到將元素硫混合或加入到礦石中，給礦石提供了大約2％到20％之間的元素硫(w/w)。
當與需要礦石堆的外在產生熱量、之后需要將熱量傳遞到堆或者在堆積之前將礦石加熱的先前技術的方法比較時，本發(fā)明的改進的方法在以上描述中能夠看出其包含的幾個優(yōu)點。
如對于懂得技術的接收者來說顯而易見的修改和變化被認為落在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.改進的堆積瀝濾方法，用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾，該方法的特征在于，通過向礦石中加入元素硫，借此礦石中固有的或加入的硫氧化細菌可氧化元素硫并在礦石堆內產生熱量。
2.權利要求1的方法，其中元素硫或者在團聚過程中與礦石混合，或者在堆的堆積之前或之中的另外一點加入礦石中。
3.權利要求1的方法，其中硫在堆積之后加入礦石堆的頂部，使得當瀝濾液穿通過正在活性地將硫氧化的堆層或堆巷時，瀝濾液被加熱。
4.權利要求1至3之一的方法，其中將元素硫混合或加入到礦石中，給礦石提供了大約2％至20％之間的元素硫(w/w)。
5.改進的堆積瀝濾方法，用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾，所述礦石中含有一種礦物或者礦物集合體，其需要45℃以上的溫度以有效氧化其每一種礦物，該方法的特征在于，通過向礦石中加入元素硫，借此元素硫在低于大約45℃的溫度下被存在于礦石堆中的嗜溫細菌氧化，此元素硫的氧化產生熱量并向上提高堆內溫度，使得嗜熱細菌起作用。
6.權利要求5的方法，其中黃銅礦包含礦石內主要的硫化物礦物。
7.權利要求5或6的方法，其中將元素硫混合或加入到礦石中，給礦石提供了大約2％到20％之間的元素硫(w/w)。
8.上述任一項權利要求的方法，其中向用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾過程添加元素硫，除去熱量的產生之外，通過元素硫的氧化產生硫酸。
9.改進的堆積瀝濾方法，用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾，如在上文中根據(jù)圖1所充分描述的。
全文摘要
改進的堆積瀝濾方法用于堿金屬硫化物礦石的細菌堆積瀝濾，該方法的特征在于，通過向礦石中加入元素硫，借此礦石中固有的或加入的硫氧化細菌可氧化元素硫并在礦石堆內產生熱量。
文檔編號C22B15/00GK1759193SQ200480006590
公開日2006年4月12日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權日2003年3月12日
發(fā)明者塔姆辛·L·威廉斯, 科林·J·亨特 申請人:比奧希普有限公司