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镍黄铁矿和黄铜矿微生物浸出差异性研究

杨晓龙  
【摘要】:镍黄铁矿和黄铜矿是铜镍硫化矿的主要组成矿物,对于这两种单矿物的细菌浸出研究国内外学者已做了大量工作,特别是对于黄铜矿细菌浸出已开展了广泛的研究,但对两种单矿物的细菌浸出差异性研究还未见有详细报道;学者对于难处理金矿生物氧化预处理开展过分段处理等工艺研究,但对于铜镍等贱金属的分段浸出工艺研究很少,对于浸出金属的专用菌种研究报道也少见。本文对镍黄铁矿和黄铜矿细菌浸出进行了系统的比较研究,分析两种矿物浸出差异;研究了铜镍硫化矿物的两段细菌浸出工艺,选育浸铜菌种和浸镍菌种并进行分段浸矿应用。 多菌群浸矿试验表明:不同菌种对铜和镍的浸出效率存在明显差异,细菌对矿物浸出具有选择性,试验得到浸镍优势菌群J1和浸铜优势菌群J8。细菌特性研究表明:30℃是J1菌群最适宜的生长温度,45℃是J8菌群最适宜生长温度。J1菌群在pH值为1.5-1.8的范围内具有较高的氧化活性。J8菌群在pH值为1.8时具有较高的氧化活性。铜离子和镍离子浓度在0-6g/L范围内,对J1和J8菌群生长均有抑制作用,镍离子抑制作用相较更大。 镍黄铁矿和黄铜矿细菌浸出研究表明:细菌的存在对镍黄铁矿和黄铜矿的浸出均有促进作用,对镍黄铁矿浸出贡献更大,45℃条件下无菌和细菌浸出黄铜矿20天铜浸出率分别为32.71%、49.67%,30℃条件下无菌和细菌浸出镍黄铁矿20天镍浸出率分别为40.95%、80.25%。30℃和45℃条件下,J1菌群浸出镍黄铁矿速率相近,J8菌群浸出黄铜矿速率差异明显,升高温度有利于J8菌群浸出黄铜矿。镍黄铁矿细菌浸出随pH值升高,浸出速率升高,30℃条件J1菌群浸出10天,pH1.0、1.5、1.8、2.2条件镍浸出率分别为30.26%、34.78%、61.32%、66.09%。pH值大于1.5时,黄铜矿浸出速率相近,45℃条件J8菌群浸出10天,pH1.0、1.5、1.8、2.2条件铜浸出率分别为29.06%、40.01%、43.45%、44.31%,随后浸出速率大大下降,发生钝化。镍黄铁矿和黄铜矿浸出速率与矿浆电位高低相关,黄铜矿低电位易浸。 镍黄铁矿和黄铜矿细菌浸出热力学和电化学研究表明:在细菌浸出体系的电位条件下镍黄铁矿和黄铜矿均不能稳定存在,镍黄铁矿可直接分解生成镍离子,黄铜矿分解有中间产物(铜蓝、辉铜矿等)生成,升高温度可促进黄铜矿和镍黄铁矿有无菌条件下的氧化溶解,且镍黄铁矿溶解电位降低。pH值1.5-2.2范围内,黄铜矿在较低pH值条件下有利于氧化分解,而镍黄铁矿则在较高pH值条件下更有利于氧化分解,在pH值2.2时镍黄铁矿细菌浸出过程表面形成硫膜,影响浸出速率。 开展金川浮选尾矿再选精矿细菌浸出试验,通过对镍黄铁矿和黄铜矿细菌浸出存在的差异分析,研究了两段细菌浸出工艺,第一段J1菌群30℃pH值2.2条件下浸出10天后过滤,渣在J8菌群45℃pH值1.5条件下浸出10天,10天铜浸出率仅25.2%,镍浸出率达到91.3%,20天铜浸出率达到70.1%。第一段浸出矿物中镍91.3%,浸出铜25.2%:第二段浸出镍8.2%,浸出铜45%,较好实现铜和镍的分段浸出。


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