专利名称：一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法
技术领域：
一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，涉及硫化镍矿，特别高镁高铁硫化镍 矿物堆浸溶液中回收有价金属的方法。
背景技术：
生物浸出亦称细菌冶金或微生物浸出，其实质是借助一大类微生物的氧化催化 作用，使矿石中的金属溶解的湿法冶金过程。生物浸出方法特别适合处理贫矿、废矿、 表外矿及难采、难选、难冶矿的堆浸和就地浸出，而且设备简单，操作方便，投资少， 成本低，有利于资源的综合利用和环境保护。因此，在富矿、易处理矿资源日益减少、 环保要求不断提高、现代工业和科技发展对有色金属的需求与日俱增的条件下，生物浸 出更显示出其独特的优越性。因此有理由预料，随着冶金学、工业微生物学、生物化学 和分子生物学的发展，生物冶金将成为21世纪最重要的冶金技术之一。高镁低品位硫化镍矿在采用细菌堆浸法提取有价金属Ni、Cu等的同时，因矿中 含较高的氧化镁，因此作为主要杂质而进入溶液的金属除了 Fe之外，还有大量的镁也进 入酸性浸出液中，溶液中的镁可达40 g/L左右。因此高镁低品位硫化镍矿细菌堆浸液的 特点一是浸出液中有价金属的含量特别低，其中镍l_3g/L，铜0.1-lg/L,钴0.01-0.1g/ L。二是浸出液中的杂质含量均很高，其中铁达到2-10g/L，镁达到20-40g/L，给溶液 处理增加了很大的难度。由此带来的问题是低浓度镍与高浓度镁可能会因镍镁分离的困 难对镍的富集及溶液净化带来一定的难度，而且要使这些有价金属完全回收，需要的试 剂量要很大，从而使溶液处理的成本很高。目前由于没有采用细菌堆浸法高镁低品位硫化镍矿相关报道，处理生物堆浸溶 液主要采用化学沉淀法，如硫化沉淀法、氢氧化物沉淀法等。但这些方法在实现工业化 大生产存在明显的缺点1、工业化生产工程中，存在铁渣过滤困难的工程化问题；2、 工业化生产工程中，低浓度镍与高浓度镁可能会因镍/镁分离的困难对镍的富集及溶液 净化带来一定的难度，而且要使这些有价金属完全回收，需要的试剂量要很大，从而使 溶液处理的成本很高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效解决低浓度 镍与高浓度镁产生的镍/镁分离的困难、净化难度大问题，有价金属回收率高，试剂消 耗量小，处理的成本低的硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。—种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于其过程是将生物堆浸液加 入石灰进行浆化及通入空气，进行氧化反应，使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解生 成Fe(OH)3后，再通入离子交换柱进行镍、钴、铜有价金属吸附回收。本发明的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的生物堆浸液(pH值2-4.5)加入石灰进行浆化过程的石灰的加入量为固液比10-40Kg/m3;浆化的 固液比为2-5: 1。本发明的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于其过程是将生物 堆浸液加入石灰浆化，通入空气，进行氧化反应时的空气的通入量为6-18m3，反应时间 为 2-6h。本发明的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的离子交换 柱的交换树脂为亚胺基二乙酸或氨基膦酸树脂。本发明的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的离子交换 过程吸附饱和后树脂的处理采用动态溢流方式。本发明的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，采用石灰作为中和剂，处理 成本低，通入空气作为氧化剂，根据生物堆浸溶液电位，有效控制反应釜内反应液的pH 值及通气氧化时间，在常温状态下使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解生成Fe(OH)3， 与堆浸液中产生的硫酸钙一起共沉淀形成铁渣浓浆液；生物堆浸溶液沉铁后形成的铁渣 浓浆液无需过滤，直接与树脂进行交换，有效的避开了生物堆浸溶液处理过程中铁渣过 滤困难的工程化问题；树脂进行交换的过程中，从离子交换柱底部通入适量空气，使树 脂始终处于一种动态交换，有效的解决了树脂聚团及堵塞的工程化问题；实现了常温沉 铁，能耗低；处理后的堆浸液中的有价金属离子可降至3ppm以下；有价金属离子回收 率高，镍、钴金属离子回收率均在99%以上。回收液中有价金属离子含量高，镍、铜离 子含量分别可达50g/L、10g/L左右。杂质离子含量低，铁、镁杂质离子含量分别在2 g/L、3 g/L 左右。本发明的方法，具有处理成本低、易于工业化生产，具有较强的经济效益。
图1为本发明的方法的工艺流程示意图。
具体实施例方式一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，处理过程的步骤包括
(1)将石灰石粉(粒度小于120目)加水浆化，其中浆化液固比为2-5: 1。(2)将生物堆浸液约Im3输入除铁池中，通入适量空气搅拌，将石灰石粉浆 化液按一定流量(60-100L/h)加入除铁池中反应釜中，控制反应釜内反应液的pH值为 2-4.5及通气氧化时间2-6小时，在常温状态下使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解 生成Fe (OH) 3，与堆浸液中产生的硫酸钙一起共沉淀形成铁渣浓浆液。(3)在离子交换柱中装入转型后的亚胺基二乙酸或氨基膦酸树脂特效树脂 20-25L,加入适量水，从离子交换柱底部通入适量空气6-8 m3，将生物堆浸溶液沉铁后 形成的铁渣浓浆液按一定的流量(160-200L/h)从离子交换柱底部输入离子交换柱中， 铁渣浓浆液中镍、钴、铜有价金属被树脂吸附后，铁渣浓浆液中从离子交换柱上端排出 进入下一级离子交换柱中，铁渣浓浆液中经四级交换后排至废液储池中。
(4)待离子交换柱中树脂吸附饱和后，将生物堆浸溶液沉铁后形成的铁渣浓浆液切 换至下一级交换，吸附饱和后的树脂水洗除去残留的铁渣，水洗干净后停止向离子交换 柱中通气。
(5)将适当浓度(20%)的硫酸或(7%)盐酸溶液按一定的流量从离子交 换柱上端输入离子交换柱中，从离子交换柱底部收集酸洗液，收集的酸洗液可用于下一 次酸洗，待酸洗液中有价金属离子含量及酸度满足要求后，将酸洗液收集于成品液储罐 中。(6)将酸洗后的树脂再次水洗，水洗合格后，将适当浓度(5%氢氧化钠)的 碱溶液按一定的流量(60L/h)从离子交换柱上端输入离子交换柱中，从离子交换柱底 部收集碱洗液，收集的碱洗液可用于下一次碱洗，待树脂完全转型后再次水洗，水洗合 格后的树脂用于下次离子交换。实施例1
(1)将适量石灰石粉(粒度小于120目)加水浆化，其中浆化液固比为3:1。(2)将生物堆浸液约Im3输入除铁池中，通入适量空气搅拌，将石灰石粉浆 化液按一定流量(60-100L/h)加入除铁池中反应釜中，控制反应釜内反应液的pH值为 2-4.5及通气氧化时间2-6小时，在常温状态下使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解 生成Fe (OH) 3，与堆浸液中产生的硫酸钙一起共沉淀形成铁渣浓浆液。表1堆浸液经常温沉铁后上清液化学成分
权利要求
1.一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于其过程是将生物堆浸液加入 石灰进行浆化及通入空气，进行氧化反应，使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解生成 Fe(OH)3后，再通入离子交换柱进行镍、钴、铜有价金属吸附回收。
2.根据权利要求1所述的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述 的生物堆浸液(pH值2-4.5)加入石灰进行浆化过程的石灰的加入量为固液比10-40Kg/ m3；浆化的固液比为2-5: 1。
3.根据权利要求1所述的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于其过程 是将生物堆浸液加入石灰浆化，通入空气，进行氧化反应时的空气的通入量为6-18m3， 反应时间为2-6h。
4.根据权利要求1所述的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的 离子交换柱的交换树脂为亚胺基二乙酸或氨基膦酸树脂。
5.根据权利要求1所述的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的 离子交换过程吸附饱和后树脂的处理采用动态溢流方式。
6.根据权利要求1所述的一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，其特征在于所述的 离子交换过程，从离子交换柱底部通入空气，通入量为6-8 m3。
全文摘要
一种硫化镍矿生物堆浸溶液的处理方法，涉及硫化镍矿，特别高镁高铁硫化镍矿物堆浸溶液中回收有价金属的方法。其特征在于其过程是将生物堆浸液加入石灰进行浆化及通入空气，进行氧化反应，使生物堆浸液中Fe2+氧化为Fe3+、并水解生成Fe(OH)3后，再通入离子交换柱进行镍、钴、铜有价金属吸附回收。实现了常温沉铁，能耗低；处理后的堆浸液中的有价金属离子可降至3ppm以下；有价金属离子回收率高，镍、钴金属离子回收率均在99%以上。本发明的方法，具有处理成本低、易于工业化生产，具有较强的经济效益。
文档编号C22B15/00GK102010996SQ20101056063
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者彭万通, 朱国忠, 李应荣, 李洪江, 柴艮风, 王杰伟, 解兰芝, 闫忠强, 马骞, 黄良标 申请人:兰州金川新材料科技股份有限公司