一種提高浸礦體系中金回收率的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物冶金技術領域，涉及微生物學和礦物學，提供一種提高浸礦體系 中金回收率的方法，浸礦過程采用的化能自養(yǎng)型細菌有氧化亞鐵硫桿菌（7： /)、氧化亞鐵 鉤端螺旋菌/)和氧化硫硫桿菌（r. 6。
【背景技術】
[0002] -直以來國內外黃金生產(chǎn)都是以規(guī)?；那杌峤鸱橹?，氰化提金法具有工藝 成熟、礦石適應性強、回收率不高等特點，在百年的提金工業(yè)中占有很大的比例，但目前國 內外的易處理金礦資源日益減少，低品位金礦、尾礦或者難處理金礦成為了世界范圍內主 要的金礦資源，氰化提金法對這些低品位金礦、尾礦或者難處理金礦的處理效率相對較低， 且高污染和高耗能問題凸顯，研究者們一直尋找各種能降低環(huán)境污染又能提高金回收率的 提金法，如細菌浸礦技術，現(xiàn)在已經(jīng)成為了金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用領域的先導技術，細菌浸 礦技術可以和氰化提金法相結合，也可以單獨使用，這種技術主要是使礦粉充分地進行生 物氧化預處理，也能促進氰化提金法的生產(chǎn)技術水平提高，從而提高浸礦效率，其具有生產(chǎn) 成本低，對環(huán)境友好，能耗低，工藝方法簡單，操作方便等優(yōu)勢，目前正在發(fā)揮越來越重要的 作用。
[0003] 目前，國內的細菌浸礦技術應用于低品位金礦、尾礦或者難處理金礦的開發(fā)尚處 于初始階段，雖然已經(jīng)能夠實現(xiàn)對各種金礦石的氧化預處理，基本實現(xiàn)細菌浸礦的目的，但 是有些地方還需要進一步探討和提高，比如快速檢測浸礦體系中的細菌數(shù)量、有效地調整 浸礦細菌的數(shù)量比例以及提高浸礦細菌的氧化活性等方面還需進一步地研究。如何提高細 菌對低品位金礦、尾礦或者難處理金礦的處理能力，最后達到提高金的回收率的目的一直 是我們研究的課題。本發(fā)明擬通過向浸礦體系添加氨基酸的方法進一步提高生物浸礦金的 回收率。
[0004] 氨基酸是含有氨基和羧基的一類有機化合物的通稱，是生物功能大分子蛋白質的 基本組成單位。有報道稱，氨基酸這種物質可以用于細菌浸礦體系，從某種程度上促進細菌 生長，進而提高細菌的氧化活性。氨基酸容易被細菌吸收利用，可以透過細胞膜而進入細胞 內，在酶類、蛋白質和多糖的合成中起了重要的推動作用，因而具有促進浸礦細菌生長的特 性，從而起到增菌和提高活性的作用。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術存在的問題，并結合氨基酸促進細菌生長的特性，本發(fā)明提供一種 提高浸礦體系中金回收率的方法，本發(fā)明采用在細菌浸礦體系中添加甘氨酸以提高細菌 數(shù)量和活性，同時促進浸礦細菌胞外多糖的生長，大量的胞外多糖可以增大浸礦細菌和礦 粉的接觸面積，提供生物氧化的空間，加快生物氧化速度。所述浸礦體系由氧化亞鐵硫桿 菌、氧化亞鐵鉤端螺旋菌和氧化硫硫桿菌三種浸礦細菌組成，將低品位金礦、尾礦或者難 處理金礦中任意一種的金回收率提高至91~98. 5%。本發(fā)明采用的氧化硫硫桿菌型號為 QHM01，已在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，建議分類命名為：氧化 硫硫桿菌（Thiobacillusthiooxidans)，保藏編號為：CGMCCNo. 10329,保藏日期為：2015 年08月10日，地址：中國.北京.朝陽區(qū)北辰西路1號院3號；氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞 鐵鉤端螺旋菌為市售菌種，菌號分別為DSM14882和ZN。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下： 一種提高浸礦體系中金回收率的方法，按照以下工藝步驟進行： (1) 配置培養(yǎng)基：在蒸餾水中加入（NH4)2S04,K2HP04,MgS04 ? 7H20,Ca(N03)2，全部溶解 后調節(jié)pH至2. 0,121°C滅菌20min，滅菌后加入過濾除菌的FeS04 ? 7H20,其中（NH4)2S04， K2HP04,MgS04 ? 7H20,Ca(N03)2和FeSO4 ? 7H20 的濃度分別為 3g/L，0. 5g/L，0. 5g/L，0. 01 g/L，10g/L，得到9K培養(yǎng)基； 在蒸餾水中加入（NH4) 2S04,K2HP04,MgS04 *7H20,CaCl2，硫粉，全部溶解后調節(jié)pH至2. 0， 121°C滅菌 20min，滅菌后加入過濾除菌的FeS04 ? 7H20,其中（NH4)2S04,K2HP04,MgS04 ? 7H20， CaCl2，硫粉和FeS04.7H20的濃度分別為0.3g/L，3.5g/L，0.5g/L，0.25g/L，10g/L，0.01 g/L，得到Starkey培養(yǎng)基； (2) 浸礦細菌的菌種培養(yǎng)：氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌均采用9K培養(yǎng)基培 養(yǎng)，氧化硫硫桿菌采用Starkey培養(yǎng)基培養(yǎng)，無菌條件下接種；將接種后的三種菌液放入恒 溫氣浴搖床震蕩培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，參數(shù)設置溫度為30~35°C，轉速為100~150rpm，搖床振 蕩培養(yǎng)7~10d，至氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌的菌液分別呈紅棕色，氧化硫硫桿 菌呈白色云霧狀的渾濁狀態(tài)； (3) 礦漿的配制：將金礦粉加入至無菌水中，混合均勻，其中無菌水的用量為10mL/g金 礦粉，得到濃度為10%的礦漿； (4) 浸礦體系的細菌接種：在步驟（3)的礦漿中分別加入三種菌液，其中三種菌種的體 積配比為：氧化亞鐵硫桿菌：氧化亞鐵鉤端螺旋菌：氧化硫硫桿菌=2:2:1，且加入后三種菌 液在體系中的總體積濃度為5% ; (5) 甘氨酸的加入：將配制好的礦漿搖勾，加入甘氨酸，甘氨酸的加入量為0. 4g/100mL 礦漿，用錫箱紙將錐形瓶口包好； (6) 浸礦：采用恒溫氣浴搖床培養(yǎng)箱對步驟（5)的礦漿進行搖床培養(yǎng)浸礦，溫度為 30~35°C，轉速為100~150rpm，浸礦時間為11~15天，其間采用多參數(shù)水質測量儀每隔兩天 測定礦漿的電導率、氧化還原電位和pH值變化情況監(jiān)控氧化還原反應的終點； (7) 金的提取處理：將步驟（6)的礦漿依次經(jīng)過離心、清洗和干燥得到礦粉，將礦粉采 用氰化浸金的方法，調成209K30%的礦漿，加入石灰，調節(jié)pH值至11~13,然后再加入氰化 鈉，氰化鈉的加入量為l〇~19Kg/t礦粉，氰化時間為24小時，得到含金貴液，含金貴液經(jīng)活 性炭富集，再進行炭粉置換后得到金。
[0007] 所述步驟（3)的金礦粉為低品位金礦、尾礦或者難處理金礦中的任意一種。
[0008] 所述步驟（7)離心過程的參數(shù)設置為：溫度為5~10°C，時間為2~5min，轉速為 2000~3000rpm。
[0009] 所述步驟（7)的金純度在97~99. 9%，回收率為91~98. 5%。
[0010] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：通過加入甘氨酸，提高了三種浸礦細菌的 活性和氧化能力，有效地對金礦粉進行了生物氧化預處理，把經(jīng)過本發(fā)明方法處理后的金 礦粉進行氰化提金，明顯地降低了氰化提金的難度，相應地提高了氰化提金的回收率。
[0011] (1)氰化浸金的回收率顯著提高 本發(fā)明方案在細菌生物氧化過程中添加甘氨酸，增加細菌浸礦的協(xié)同作用，可使包裹 金顆粒的非目標金屬成分通過氧化的方式去掉，如各種硫化物、氧化物和硅酸鹽類，并使一 些金屬由低價態(tài)的化合物轉變成高價態(tài)的可溶性物質，方便下一步的回收以及環(huán)保方面的 處理。利用添加甘氨酸的細菌協(xié)同作用浸礦，能夠使金回收率最高達到98. 5%，比普通氰化 提金法的金回收率提高20%以上，與普通生物浸礦處理的氰化浸金過程相比提高了 6%以 上。
[0012] (2)金的生產(chǎn)成本降低 本發(fā)明方法對現(xiàn)有低品位金礦、尾礦或者難處理金礦的處理方法為11~15天，與現(xiàn)有 堆浸方法需要的20天浸礦時間相比明顯縮短，且工藝過程所需要設備少，對設備要求低， 可操作性強，易于推廣生產(chǎn)，對金礦以及其它金屬礦產(chǎn)的開發(fā)具有較大應用潛力。
[0013] (3)減輕環(huán)境污染 本發(fā)明過程相比于直接氰化浸金過程以及普通生物浸礦處理的氰化浸金過程中氰化 物的用量顯著降低，通過表1的數(shù)據(jù)可以得知，降低比率分別在60%以上和40%以上；此外， 本發(fā)明過程的硫化物也是通過細菌浸礦使之轉化為硫酸鹽、硫代硫酸鹽或者亞硫酸鹽等， 可以收集并做無害化處理，整個的浸礦過程中沒有廢氣產(chǎn)生，因此本發(fā)明能夠在一定程度 上降低環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0014] 圖1本發(fā)明技術路線圖。
[0015] 圖2本發(fā)明實施例1中步驟（6)的電導率隨時間變化曲線圖。
[0016] 圖3本發(fā)明實施例1中步驟（6)的氧化還原電位隨時間變化曲線圖。
[0017] 圖4本發(fā)明實施例1中步驟（6)的pH隨時間變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明實施例采用的難處理金礦和低品位金礦來自遼寧某黃金礦業(yè)有限責任公 司。
[0019] 本發(fā)明實施例采用的氧化硫硫桿菌型號為QHM01，已在中國微生物菌種保藏管理 委員會普通微生物中心保藏，保藏編號為：CGMCCNo. 10329,地址：中國.北京.朝陽區(qū)北辰 西路1號院3號； 本發(fā)明實施例采用的氧化亞鐵硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌為市售菌種，型號分別為DSM14882 和ZN。
[0020] 本發(fā)明實施例采用的9K液體培養(yǎng)基和Starkey培養(yǎng)基的化學成分均為市售產(chǎn)品。
[0021] 本發(fā)明實施例采用的恒溫氣浴搖床震蕩培養(yǎng)箱型號為：THZ-92A。
[0022] 實施例1 針對難處理金礦粉，由于含雙重的難處理元素，通過生物氧化要去除碳元素的劫金作 用和硫元素氧化以后直接排出的二氧化硫環(huán)境污染成分。礦粉要磨成顆粒規(guī)格-200目，直 徑在0. 074mm(90%以上)，提高金回收率的方法按照以下工藝步驟進行： (1) 配置培養(yǎng)基：在lOOOmL蒸餾水中加入（NH4)2S04 3g，K2HP04 0? 5g，MgS04 ? 7H20 0. 5g，Ca(N03)2 0.Olg，全部溶解后調節(jié)pH至2. 0,121°C滅菌20min，滅菌后加入