一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法与流程

本发明涉及生物冶金与环保，尤其涉及一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法。

背景技术：

1、国内外控制菌液进行低电位反应的方法，一般为增加还原性物质，如二价锰、焦亚硫酸钠、二氧化硫等还原性物质，同时向菌液中加入杀菌剂干预细菌的生长，抑制细菌活性的药剂包括表面活性剂和或异噻唑啉酮类等杀菌剂。存在还原性的药剂的加入需要大量消耗药剂，成本上并不经济，锰的增加，还会加大萃取的消耗，杀菌剂存在影响细菌结构变化，致使菌液浸矿性能退化等问题。

2、为解决上述问题，中国专利cn108004400b公开了一种生物冶金过程中抑制黄铁矿氧化的方法，它是通过向生物浸出过程中的矿石中加入抑制剂，抑制亚铁氧化微生物活性，由于其抑制剂包括阴离子表面活性剂以及助剂，其助剂包括酶活性抑制剂、脱氧剂或异养微生物促进剂中的任意一种或至少两种的组合，药剂用量为10～2000mg/kg，相当于10～2000g/t矿，所以存在一是需要不断添加剂，增加了药剂成本(若药剂成本为1万元/t，则药剂成本需要0.1～20元/t矿)；二是对于生物堆浸而言，需在较大的菌液池中进行加药，还会出现局部过反应，以及混合不均匀的现象，存在在增加额外药剂成本与增加均匀加药的设备的成本；中国专利cn107746950b公开了一种调控电位强化含砷金矿生物氧化的方法，它是通过增加fe2+来调控电位，能缩短调控时间(约需1～7天)，但其存在堆浸的反应周期长(约0.5～2年)，且需要不断的补加fe2+，会造成溶液铁含量过高，出现铁矾包裹于矿石中，阻止反应进一步进行，降低目标金属的浸出率等不足；中国专利cn112280980b公开了一种生物堆浸系统调控电位的方法，由于它是通过溶液管理，堆场管理如新入堆矿石，封堆的方式实现，其以目标金属回收为目的，根据电位变化情况进行新矿入堆及封堆的方式进行调控，所以存在难以实现及时的电位管理等不足。

3、经大量的试验研究表明：低电位的生物氧化，可减少黄铁矿的浸出，增加黄铜矿的浸出。本课题组设想一是在反应过程干预二价铁到三价铁的生物反应循环，利用矿山原需另外处理的含铜含氰废水，在节约处理药剂成本的同时，达到控制电位以及回收废水中铜，增加经济效益；二是生成的普鲁士蓝及滕氏蓝是无毒的色素，减少了环保压力；三是通过给菌液进行曝气的方式进行调控，反应均匀，不会过反应，在大型菌液池中也可进行。

4、为此研发一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法具有十分重要意义。

技术实现思路

1、本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法，它既能减少黄铁矿浸出与增加黄铜矿浸出，又能变废维宝、降低成本和提高效益。

2、本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：

3、一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法，针对黄铜矿浸出率低和黄铁矿浸出率高以至后续工段中和成本高、含铜含氰废水漂白粉破氰药剂消耗量大和溶液铜资源浪费等问题，利用含铜含氰废水中的氰，既减少破氰成本，又回收含铜含氰废水中的铜；通过hcn干预生物氧化过程二价铁到三价铁的氧化循环，降低生物氧化电位，通过低电位生物氧化，以减少生物氧化过程中黄铜矿钝化膜的产生，增加黄铜矿浸出；控制低电位以减少黄铁矿浸出和后续的中和成本；用氰化氢与高铁的菌液反应以生成的普鲁士蓝及滕氏蓝是无毒的色素来降低环保压力。

4、本发明的工作原理：

5、含氰废液原工艺破氰反应式

6、cn-+clo-+h2o＝cncl+2oh-

7、cncl+2oh-＝cno-+cl-+h2o

8、2cno-+3clo-+h2o＝3cl-+n2+2co2+2oh-

9、氰利用反应的挥发段为

10、nacn+h2so4＝na2so4+2hcn(微量)↑

11、控制电位段为

12、fe2++6cn-＝[fe(cn)6]4-

13、fe3++6cn-＝[fe(cn)6]3-

14、3fe2++2[fe(cn)6]3-＝fe3[fe(cn)6]2↓

15、4fe3++3[fe(cn)6]4-＝fe4[fe(cn)6]3↓

16、生物氧化段为

17、2cu2s(辉铜矿)+2h2so4+o2→2cuso4+2cus+2h2o

18、cus(铜蓝)+o2→cuso4

19、2cufes2(黄铜矿)+2h2so4+17o2→4cuso4+2fe2(so4)3+2h2o

20、4fes2+15o2+2h2o→2fe2(so4)3+2h2so4

21、4fes+9o2+2h2so4→2fe2(so4)3+2h2o

22、2s+3o2+2h2o＝2h2so4

23、mgo+h2so4＝mgso4+h2o

24、cao+h2so4＝caso4+h2o

25、co32-+h2so4＝co2+h2o+so42-

26、破氰段为

27、2h2o2+2cn-＝2h2o+n2+2co2

28、本发明与现有技术相比，具有以下优点或效果：

29、(1)因为利用矿山需处理的含铜含氰废水，通过调节ph产生hcn用于电位调节实现废物利用的同时降低含铜含氰废水的含氰量，干预生物氧化过程二价铁到三价铁的生物反应循环，所以更有利于进一步破氰，使得铜与氰根分离。

30、(2)同时由于大部分的氰化钠通过调节ph反应，生成了hcn，而生成的hcn与三价铁反应，生成的普鲁士蓝及滕氏蓝是无毒的色素，所以减少了破氰工段的环保压力。

31、(3)此外由于调节ph反应生成的hcn，是通过给菌液池或菌液槽曝气系统进行均匀曝气的方式来调控电位反应的，即在曝气的同时，溶液被气流带动翻滚，能使得反应均匀，所以在大型菌液池中也可进行，不需额外增加设备。

32、总之，本发明能增加铜矿的浸出率和废液铜的回收率、减少黄铁矿的浸出与中和成本。

33、申请文件涉及％为质量百分比。

技术特征：

1.一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法，针对黄铜矿浸出率低和黄铁矿浸出率高以至后续工段中和成本高、含铜含氰废水漂白粉破氰药剂消耗量大和溶液铜资源浪费等问题，其特征在于利用含铜含氰废水中的氰，既减少破氰成本，又回收含铜含氰废水中的铜；通过hcn干预生物氧化过程二价铁到三价铁的氧化循环，降低生物氧化电位，通过低电位生物氧化，以减少生物氧化过程中黄铜矿钝化膜的产生，增加黄铜矿浸出；控制低电位以减少黄铁矿浸出和后续的中和成本；用氰化氢与高铁的菌液反应以生成的普鲁士蓝及滕氏蓝是无毒的色素来降低环保压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是具体工艺步骤与条件如下：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤(5a)空载有机相返回步骤(4a)萃取。

4.根据权利要求2的方法，其特征是所述步骤(6a)电贫液返回步骤(5a)反萃。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述步骤(4a)萃余液返回步骤(2a)菌液充气的菌液槽或菌液池。

技术总结一种控制生物氧化电位增加黄铜矿浸出的方法，针对黄铜矿浸出率低和黄铁矿浸出率高以至后续工段中和成本高、含铜含氰废水漂白粉破氰药剂消耗量大和溶液铜资源浪费等问题，利用含铜含氰废水中的氰，既减少破氰成本，又回收含铜含氰废水中的铜；通过HCN干预生物氧化过程二价铁到三价铁的氧化循环，降低生物氧化电位，通过低电位生物氧化，以减少生物氧化过程中黄铜矿钝化膜的产生，增加黄铜矿浸出；控制低电位以减少黄铁矿浸出和后续的中和成本；用氰化氢与高铁的菌液反应以生成的普鲁士蓝及滕氏蓝是无毒的色素来降低环保压力，具有既能减少黄铁矿浸出与增加黄铜矿浸出，又能变废维宝、降低成本和提高效益等优点。技术研发人员：詹剑,江丽娟,邱晓礼,蓝龙飞,丘建,黄丽燕,黄发兰,吴新龙受保护的技术使用者：紫金矿业集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5