本發(fā)明涉及生物濕法冶金和礦物加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種利用晶種誘導(dǎo)除鐵促進(jìn)黃銅礦生物浸出的方法。
背景技術(shù)：
：黃銅礦（cufes2）是地球中儲量最豐富的含銅資源，主要通過火法冶煉技術(shù)提取銅，但是火法冶煉技術(shù)能耗高、污染大。生物濕法冶金因具有環(huán)境與經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢，被視為一種處理硫化礦物的極具應(yīng)用前景的技術(shù)。但是目前黃銅礦生物冶金仍然面臨挑戰(zhàn)，主要是由于黃銅礦在生物浸出過程中容易發(fā)生鈍化。溶液電位被認(rèn)為是黃銅礦生物浸出的決定因素，過高的溶液電位容易導(dǎo)致黃銅礦快速鈍化，應(yīng)將溶液電位控制在較低范圍促進(jìn)黃銅礦浸出。黃銅礦生物浸出溶液體系溶液電位主要由fe3+/fe2+比值決定，但浸礦微生物能很快將fe2+氧化為fe3+，因而極難通過調(diào)節(jié)fe2+濃度來控制溶液電位，通過調(diào)節(jié)fe3+更易于實(shí)現(xiàn)溶液電位的調(diào)控。溶液除鐵方法包括黃鉀鐵礬法、赤鐵礦除鐵法等。黃鉀鐵礬除鐵法從1960年以后開始用于鋅浸出液的除鐵，但是該方法產(chǎn)生渣量較大，環(huán)境污染大，并且黃鉀鐵礬溶液導(dǎo)致黃銅礦生物浸出鈍化。赤鐵礦法需要在較高溫度、壓強(qiáng)條件下進(jìn)行，成本較高，工藝要求也較高。因此如何選擇更為低廉、高效、簡單、易操作的除鐵方法，成為目前控制黃銅礦生物浸出溶液體系溶液電位的難題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種價(jià)格低廉、高效、簡單、易操作的利用晶種誘導(dǎo)除鐵促進(jìn)黃銅礦生物浸出的方法。理論上講，通過添加晶種除鐵可以使fe3+在晶種表面沉淀，避免在黃銅礦表面沉淀，從而可以減輕鈍化。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種利用晶種誘導(dǎo)除鐵促進(jìn)黃銅礦生物浸出的方法，包括以下步驟：（1）選用褐鐵礦作為晶種，并將褐鐵礦磨細(xì)；（2）將黃銅礦磨細(xì)；（3）將步驟（2）得到的黃銅礦添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，在浸出過程中加入步驟（1）得到的褐鐵礦晶種；（4）黃銅礦中銅浸出之后,進(jìn)行固液分離,得到銅離子浸出液和生物浸出渣；（5）將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。作為優(yōu)選，步驟（1）中采用干式磨礦，將褐鐵礦磨至粒度為0.074mm以下。作為優(yōu)選，步驟（2）中采用干式磨礦，將黃銅礦磨至-0.074mm含量占80%以上。進(jìn)一步地，步驟（3）中生物浸出體系為鐵氧化菌浸出體系。進(jìn)一步優(yōu)選，所述鐵氧化菌為嗜鐵鉤端螺旋菌。作為優(yōu)選，所述嗜鐵鉤端螺旋菌預(yù)先進(jìn)行培養(yǎng)和馴化，培養(yǎng)和馴化所用培養(yǎng)基組成為：(nh4)2so4含量為3.0g/l,mgso4·7h2o含量為0.5g/l,k2hpo4含量為0.5g/l,kcl含量為0.1g/l,ca(no3)2含量為0.01g/l,feso4·7h2o含量為44.7g/l，1～2wt%的黃銅礦和0.2～0.5wt%的褐鐵礦。作為優(yōu)選，所述鐵氧化菌的濃度大于1.0×107cells/ml。進(jìn)一步地，步驟（3）中在浸出體系溶液電位不高于480mvvs.ag/agcl時(shí)添加褐鐵礦晶種。作為優(yōu)選，添加的褐鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為1：10～2:1。作為優(yōu)選，步驟（3）中維持浸出體系ph為1.5～2.5，溫度40～60℃，攪拌速度為100～600rpm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供了一種利用晶種誘導(dǎo)除鐵促進(jìn)黃銅礦生物浸出的方法，選用褐鐵礦作為晶種，添加至黃銅礦生物浸出體系，通過使fe3+在晶種表面沉淀除鐵控制溶液電位，同時(shí)減少鈍化物質(zhì)黃鉀鐵礬的生成，顯著促進(jìn)黃銅礦生物浸出。該技術(shù)所用晶種價(jià)格低廉、來源廣泛，該方法價(jià)格低廉、高效、簡單、易操作。該工藝反應(yīng)條件容易達(dá)到，反應(yīng)也易控制，本工藝對環(huán)境不會帶來污染，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。附圖說明圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示及實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參考圖1，一種利用晶種誘導(dǎo)除鐵促進(jìn)黃銅礦生物浸出的方法，包括以下步驟：（1）選用褐鐵礦作為晶種，并將褐鐵礦磨細(xì)；（2）將黃銅礦磨細(xì)；（3）將步驟（2）得到的黃銅礦添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，在浸出過程中加入步驟（1）得到的褐鐵礦晶種；（4）黃銅礦中銅浸出之后，進(jìn)行固液分離，得到銅離子浸出液和生物浸出渣；（5）將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。本發(fā)明選用的浸出微生物優(yōu)選鐵氧化菌，更優(yōu)選嗜鐵鉤端螺旋菌。實(shí)施例1：選用的黃銅礦礦石多元素分析如表1所示。表1黃銅礦多元素分析結(jié)果cufesalasbasiclkca31.9426.9828.670.040.0150.520.010.0350.0060.022采用干式磨礦，將黃銅礦磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，生物浸出體系選用嗜鐵鉤端螺旋菌，濃度大于1.0×107cells/ml，嗜鐵鉤端螺旋菌預(yù)先進(jìn)行馴化，馴化采用的培養(yǎng)基組成為：(nh4)2so4(含量為3.0g/l),mgso4·7h2o(含量為0.5g/l),k2hpo4(含量為0.5g/l),kcl(0.1g/l),ca(no3)2(含量為0.01g/l),feso4·7h2o（含量為44.7g/l），1～2wt%的黃銅礦和0.2～0.5wt%的褐鐵礦；當(dāng)浸礦微生物生長至對數(shù)期時(shí)，過濾、離心，收集濃縮后的菌液，作為生物浸出體系菌種。在該黃銅礦生物浸出體系中，控制溶液ph為1.9，溫度40℃，攪拌速度為100rpm。然后分組做對比試驗(yàn)：浸出過程中添加褐鐵礦晶種，褐鐵礦也采用干式磨礦，磨至粒度為0.074mm以下，添加的褐鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為1:10；在浸出一開始就添加褐鐵礦晶種，30天后檢測到銅離子濃度為800mg/l；在溶液電位為385mvvs.ag/agcl時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為803mg/l；在溶液電位為405mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為792mg/l；在溶液電位為442mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為827mg/l；在溶液電位為472mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為755mg/l；在溶液電位為480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為902mg/l；在溶液電位為490mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為765mg/l；在溶液電位為500mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為605mg/l；不添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為528mg/l。由多組對比試驗(yàn)可知在溶液電位不高于480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，浸出效果更佳。黃銅礦中銅浸出之后，進(jìn)行固液分離，得到銅離子浸出液和生物浸出渣；將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。因此，本發(fā)明與不加褐鐵礦晶種相比可知，本發(fā)明顯著促進(jìn)了黃銅礦生物浸出。實(shí)施例2：選用的黃銅礦礦石多元素分析如表2所示。表2黃銅礦多元素分析結(jié)果cufesalasbasiclkca32.1525.2029.251.030.0050.881.820.660.120.25采用干式磨礦，將黃銅礦磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，生物浸出體系選用嗜鐵鉤端螺旋菌，濃度大于1.0×107cells/ml，嗜鐵鉤端螺旋菌預(yù)先進(jìn)行馴化（同實(shí)施例1）。在該黃銅礦生物浸出體系中，控制溶液ph為1.5，溫度50℃，攪拌速度為250rpm。然后分組做對比試驗(yàn)：浸出過程中添加褐鐵礦晶種，褐鐵礦也采用干式磨礦，磨至粒度為0.074mm以下，添加的褐鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為1:2；在浸出一開始就添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為828mg/l；在溶液電位為390mvvs.ag/agcl時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為852mg/l；在溶液電位為415mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為836mg/l；在溶液電位為460mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為905mg/l；在溶液電位為480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為915mg/l；在溶液電位為490mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為732mg/l；在溶液電位為500mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為598mg/l；不添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為478mg/l。由多組對比試驗(yàn)可知在溶液電位不高于480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，浸出效果更佳。黃銅礦中銅浸出之后，進(jìn)行固液分離，得到銅離子浸出液和生物浸出渣；將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。因此，本發(fā)明與不加褐鐵礦晶種相比可知，本發(fā)明顯著促進(jìn)了黃銅礦生物浸出。實(shí)施例3：選用的黃銅礦礦石多元素分析如表3所示。表3黃銅礦多元素分析結(jié)果cufesalasbasiclkca32.0828.1528.012.200.0010.150.881.561.020.75采用干式磨礦，將黃銅礦磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，生物浸出體系選用嗜鐵鉤端螺旋菌，濃度大于1.0×107cells/ml，嗜鐵鉤端螺旋菌預(yù)先進(jìn)行馴化（同實(shí)施例1）；在該黃銅礦生物浸出體系中，控制溶液ph為2.5，溫度55℃，攪拌速度為350rpm。然后分組做對比試驗(yàn)：浸出過程中添加褐鐵礦晶種，褐鐵礦也采用干式磨礦，磨至粒度為0.074mm以下，添加的褐鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為1:1；在浸出一開始就添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為788mg/l；在溶液電位為387mvvs.ag/agcl時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為842mg/l；在溶液電位為420mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為830mg/l；在溶液電位為440mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為855mg/l；在溶液電位為480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為905mg/l；在溶液電位為490mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為750mg/l；在溶液電位為500mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為618mg/l；不添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為485mg/l。由多組對比試驗(yàn)可知在溶液電位不高于480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，浸出效果更佳。黃銅礦中銅浸出之后，進(jìn)行固液分離，得到銅離子浸出液和生物浸出渣；將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。因此，本發(fā)明與不加褐鐵礦晶種相比可知，本發(fā)明顯著促進(jìn)了黃銅礦生物浸出。實(shí)施例4：選用的黃銅礦礦石多元素分析如表4所示。表4黃銅礦多元素分析結(jié)果cufesalasbasiclkca27.5630.0525.355.150.0080.253.250.150.021.75采用干式磨礦，將黃銅礦磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黃銅礦生物浸出體系進(jìn)行浸出，生物浸出體系選用嗜鐵鉤端螺旋菌，濃度大于1.0×107cells/ml，嗜鐵鉤端螺旋菌預(yù)先進(jìn)行馴化（同實(shí)施例1）；在該黃銅礦生物浸出體系中，控制溶液ph為2.0，溫度60℃，攪拌速度為600rpm。然后分組做對比試驗(yàn)：浸出過程中添加褐鐵礦晶種，褐鐵礦也采用干式磨礦，磨至粒度為0.074mm以下，添加的褐鐵礦與黃銅礦質(zhì)量比為2:1；在浸出一開始就添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為885mg/l；在溶液電位為390mvvs.ag/agcl時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為860mg/l；在溶液電位為438mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為798mg/l；在溶液電位為455mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為805mg/l；在溶液電位為480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為898mg/l；在溶液電位為490mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為708mg/l；在溶液電位為500mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為627mg/l；不添加褐鐵礦晶種，30天后銅離子濃度為505mg/l。由多組對比試驗(yàn)可知在溶液電位不高于480mv時(shí)添加褐鐵礦晶種，浸出效果更佳。黃銅礦中銅浸出之后，進(jìn)行固液分離，得到銅離子浸出液和生物浸出渣；將得到銅離子浸出液進(jìn)行銅的提取，最終得到銅。因此，本發(fā)明與不加褐鐵礦晶種相比可知，本發(fā)明顯著促進(jìn)了黃銅礦生物浸出。本發(fā)明制備工藝簡單，反應(yīng)條件容易達(dá)到，反應(yīng)也易控制，本工藝顯著促進(jìn)了黃銅礦生物浸出，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁12