专利名称：改进的堆积沥滤的制作方法
技术领域：
本发明涉及改进的堆积沥滤(heap leach)。更具体地，本发明的改进的堆积沥滤应用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤。
背景技术：
通过应用细菌协助的堆积沥滤，从硫化物矿石中提取金属先前已经得到证实。大多数先前技术的方法涉及应用嗜温细菌，包括硫杆菌(Thiobacillus)和Leptospirillium菌种。这样的菌种通常在20℃至45℃的温度范围内工作(Peterson and Dickson，Thermophillic Heap Leaching of a ChalcopyriteConcentrate，Minerals Engineering，15(2002)，pages 777 to 785)。然而，细菌协助的堆积沥滤的应用在从黄铜矿石中提取铜时是一个例外。在这样的情况下，为了实现商业上可接受的沥滤动力学，需要更高的温度。在任一种情况下，堆积沥滤操作的成功，很大程度上依赖于硫化物矿物的氧化，以将堆内的温度提升到环境水平以上并将温度保持在那种水平。
如果矿石的硫化物矿化作用低于特定水平，产生的热量会相对较少。因此，在该矿石的沥滤(leaching)过程中，只能实现堆内温度小幅提升，这种提升可能不足以导致经济上可接受的沥滤速率。对于任何这样的热量产生的小幅下降，一种明显的补救措施是从外源向所述的堆提供热量。这样的外源可能为常规应用于堆顶部的沥滤液，或者为空气供给，其在一些操作中被吹入堆底部以促进硫化物矿物的氧化。此外，国际专利申请PCT/ZA/00154(WO02/029124)公开了用于向堆积沥滤提供热量的方法，所述的热量是堆外在生物反应器中产生的。
应为明显地，如果矿石包含一种在其开始沥滤前需要温度超过45℃的硫化物矿物，如黄铜矿，那么上面的情况得到加剧。不考虑黄铜矿存在的数量，如果没有其他会在较低的温度开始氧化的硫化物矿物存在，那么堆就不能自发地达到所需的操作温度。结果，没有添加有效量的热量以开始黄铜矿的氧化反应，堆会保持在环境温度。在注入必需的附加热量后，如果有足够的硫化物矿物存在，反应可以变为自续的(self-sustaining)。在国际专利申请PCT/US99/28962(WO 00/36168)中，有公开的堆积沥滤方法，其中处理液可添加到堆的顶部，并需要外源的热量。而且，将堆描述为通过泵送蒸汽或热空气通过供应管线进入堆的方法进行加热，再次需要外源热量。此外，也描述了用于在已经存在的产生热量的堆的顶部叠加堆的复杂方法，能延续的产生几代堆的过程(process)。
本发明的一个目的是克服上述与先前技术有关的问题，或者至少提供一种在该处有用的替换方法。
前面背景技术的讨论仅仅旨在促进对于本发明的理解。应该意识到，此讨论不是确认或承认，其任何所参考的材料在申请的优先权日时，在澳大利亚或任何国家、地区或地域是普通常识的一部分。
贯穿此说明书，除非上下文要求之外，单词“包含”或变体如“含有”或“包括”可被理解为表示包含一个所述的整体或一组整体，而不排除任何其他的整体或整体组。
发明内容
根据本发明，提供了改进的堆积沥滤方法，用于碱金属硫化物矿石(basemetal sulphide ores)的细菌堆积沥滤，该方法的特征在于，通过向矿石中加入元素硫，借此矿石中固有的或加入的硫氧化细菌可氧化元素硫并在矿石堆内产生热量。
优选地，元素硫或者在团聚过程中与矿石混合，或者在堆的堆积之前或之中的另外一点加入矿石中。此外，硫也可在堆积之后加入矿石堆的顶部，所以当沥滤液穿过正在活性地将硫氧化的堆层或堆巷(level)时，沥滤液被加热。
还优选地，将元素硫混合或加入到矿石中，给矿石提供了大约2％至20％之间的元素硫(w/w)。
根据本发明，提供了改进的堆积沥滤方法，用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤，所述矿石中含有一种矿物或者矿物集合体，其需要45℃以上的温度以有效氧化其每一种矿物，该方法的特征在于，通过向矿石中加入元素硫，借此元素硫在低于大约45℃的温度下被存在于矿石堆中的嗜温细菌氧化，此元素硫的氧化产生热量并向上提高堆内温度，使得嗜热细菌能够工作。
本发明的一种形式中，黄铜矿包含矿石内主要的硫化物矿物。
优选地，将元素硫混合或加入到矿石中，给矿石提供了大约2％到20％之间的元素硫(w/w)。更优选地，向用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤过程添加元素硫，除去热量的产生之外，通过元素硫的氧化产生硫酸。
现在仅仅通过实施例，根据其一个实施方案和附图，描述本发明的改进的堆积沥滤方法，其中图1为根据本发明用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤方法的示意图。
发明的优选实施方式在图1中显示了改进的堆积沥滤方法，根据本发明用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤。提供了混合设备10用于含有黄铁矿作为主要硫化物矿物的碱金属硫化物矿石与元素硫的混合。元素硫加入到混合物中的量在混合之前计算出来以充分满足至少一部分堆的要求和/或矿石的酸需求。这样的决定通常是由管理堆积沥滤过程的负责人作出的。
需要理解的是，水、酸、细菌、残液以及与湿法冶金操作的碱金属回收工厂的金属回收部分相关的其他液流，作为可添加的试剂或化学品也应用于本发明的方法。
然后，将混合的矿石和元素硫堆积以形成堆20。堆20备有管道以将空气和/或其他气体供给堆20。此外，在堆中或在堆上提供了灌溉系统(未显示)以允许来自液池30的液体在其间循环。
提供了与矿石堆20独立(separate)的细菌培养设备40，所以细菌能加到矿石中。设想可以将细菌在与元素硫混合之前、之中或之后加到矿石中。可选择地，细菌可在堆20的灌溉开始之前或之后加入到堆20中。
在本发明的方法中，矿石堆20固有的或者从细菌培养设备40加入到矿石堆20的嗜温细菌(“中温生物(mesophiles)”)，在大约20℃和可能低至10℃的温度下开始元素硫的氧化。元素硫的氧化以形成硫酸盐的反应是放热的，因此释放热量进入矿石堆20并提高其温度。由于元素硫上的嗜温细菌的作用造成的堆20内温度上升提高了堆20内温度，所以嗜热细菌开始有效地工作并氧化矿石堆20内的黄铜矿。这提供了更有效的细菌堆积沥滤方法，比其他不将元素硫添加到矿石堆20的方法得到更高的碱金属回收率。
与先前技术的方法相比，就通过元素硫的氧化产生硫酸而言，应用本发明的方法也实现了节约。特别是如果待沥滤的矿石在沥滤过程中是酸的全部消耗者的情况。
可想到元素硫与矿石在矿石的团聚过程中可获得足够的混合，或者可能在矿石堆20的堆积之前或之中的另一个点(point)被添加到矿石中。此外，元素硫也可能在堆积之后直接加入矿石堆20的顶部，借此当沥滤液向下穿过含有正在经历氧化的元素硫的堆层时，沥滤液会被加热。
可设想到将元素硫混合或加入到矿石中，给矿石提供了大约2％到20％之间的元素硫(w/w)。
当与需要矿石堆的外在产生热量、之后需要将热量传递到堆或者在堆积之前将矿石加热的先前技术的方法比较时，本发明的改进的方法在以上描述中能够看出其包含的几个优点。
如对于懂得技术的接收者来说显而易见的修改和变化被认为落在本发明的范围内。
权利要求
1.改进的堆积沥滤方法，用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤，该方法的特征在于，通过向矿石中加入元素硫，借此矿石中固有的或加入的硫氧化细菌可氧化元素硫并在矿石堆内产生热量。
2.权利要求1的方法，其中元素硫或者在团聚过程中与矿石混合，或者在堆的堆积之前或之中的另外一点加入矿石中。
3.权利要求1的方法，其中硫在堆积之后加入矿石堆的顶部，使得当沥滤液穿通过正在活性地将硫氧化的堆层或堆巷时，沥滤液被加热。
4.权利要求1至3之一的方法，其中将元素硫混合或加入到矿石中，给矿石提供了大约2％至20％之间的元素硫(w/w)。
5.改进的堆积沥滤方法，用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤，所述矿石中含有一种矿物或者矿物集合体，其需要45℃以上的温度以有效氧化其每一种矿物，该方法的特征在于，通过向矿石中加入元素硫，借此元素硫在低于大约45℃的温度下被存在于矿石堆中的嗜温细菌氧化，此元素硫的氧化产生热量并向上提高堆内温度，使得嗜热细菌起作用。
6.权利要求5的方法，其中黄铜矿包含矿石内主要的硫化物矿物。
7.权利要求5或6的方法，其中将元素硫混合或加入到矿石中，给矿石提供了大约2％到20％之间的元素硫(w/w)。
8.上述任一项权利要求的方法，其中向用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤过程添加元素硫，除去热量的产生之外，通过元素硫的氧化产生硫酸。
9.改进的堆积沥滤方法，用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤，如在上文中根据图1所充分描述的。
全文摘要
改进的堆积沥滤方法用于碱金属硫化物矿石的细菌堆积沥滤，该方法的特征在于，通过向矿石中加入元素硫，借此矿石中固有的或加入的硫氧化细菌可氧化元素硫并在矿石堆内产生热量。
文档编号C22B15/00GK1759193SQ200480006590
公开日2006年4月12日 申请日期2004年2月24日 优先权日2003年3月12日
发明者塔姆辛·L·威廉斯, 科林·J·亨特 申请人:比奥希普有限公司