本发明涉及生物湿法冶金和矿物加工
技术领域：
，具体为一种利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法。
背景技术：
：黄铜矿（cufes2）是地球中储量最丰富的含铜资源，主要通过火法冶炼技术提取铜，但是火法冶炼技术能耗高、污染大。生物湿法冶金因具有环境与经济方面的优势，被视为一种处理硫化矿物的极具应用前景的技术。但是目前黄铜矿生物冶金仍然面临挑战，主要是由于黄铜矿在生物浸出过程中容易发生钝化。溶液电位被认为是黄铜矿生物浸出的决定因素，过高的溶液电位容易导致黄铜矿快速钝化，应将溶液电位控制在较低范围促进黄铜矿浸出。黄铜矿生物浸出溶液体系溶液电位主要由fe3+/fe2+比值决定，但浸矿微生物能很快将fe2+氧化为fe3+，因而极难通过调节fe2+浓度来控制溶液电位，通过调节fe3+更易于实现溶液电位的调控。溶液除铁方法包括黄钾铁矾法、赤铁矿除铁法等。黄钾铁矾除铁法从1960年以后开始用于锌浸出液的除铁，但是该方法产生渣量较大，环境污染大，并且黄钾铁矾溶液导致黄铜矿生物浸出钝化。赤铁矿法需要在较高温度、压强条件下进行，成本较高，工艺要求也较高。因此如何选择更为低廉、高效、简单、易操作的除铁方法，成为目前控制黄铜矿生物浸出溶液体系溶液电位的难题。技术实现要素：本发明提供一种价格低廉、高效、简单、易操作的利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法。理论上讲，通过添加晶种除铁可以使fe3+在晶种表面沉淀，避免在黄铜矿表面沉淀，从而可以减轻钝化。本发明采用以下技术方案：一种利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法，包括以下步骤：（1）选用褐铁矿作为晶种，并将褐铁矿磨细；（2）将黄铜矿磨细；（3）将步骤（2）得到的黄铜矿添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，在浸出过程中加入步骤（1）得到的褐铁矿晶种；（4）黄铜矿中铜浸出之后,进行固液分离,得到铜离子浸出液和生物浸出渣；（5）将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。作为优选，步骤（1）中采用干式磨矿，将褐铁矿磨至粒度为0.074mm以下。作为优选，步骤（2）中采用干式磨矿，将黄铜矿磨至-0.074mm含量占80%以上。进一步地，步骤（3）中生物浸出体系为铁氧化菌浸出体系。进一步优选，所述铁氧化菌为嗜铁钩端螺旋菌。作为优选，所述嗜铁钩端螺旋菌预先进行培养和驯化，培养和驯化所用培养基组成为：(nh4)2so4含量为3.0g/l,mgso4·7h2o含量为0.5g/l,k2hpo4含量为0.5g/l,kcl含量为0.1g/l,ca(no3)2含量为0.01g/l,feso4·7h2o含量为44.7g/l，1～2wt%的黄铜矿和0.2～0.5wt%的褐铁矿。作为优选，所述铁氧化菌的浓度大于1.0×107cells/ml。进一步地，步骤（3）中在浸出体系溶液电位不高于480mvvs.ag/agcl时添加褐铁矿晶种。作为优选，添加的褐铁矿与黄铜矿质量比为1：10～2:1。作为优选，步骤（3）中维持浸出体系ph为1.5～2.5，温度40～60℃，搅拌速度为100～600rpm。本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明提供了一种利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法，选用褐铁矿作为晶种，添加至黄铜矿生物浸出体系，通过使fe3+在晶种表面沉淀除铁控制溶液电位，同时减少钝化物质黄钾铁矾的生成，显著促进黄铜矿生物浸出。该技术所用晶种价格低廉、来源广泛，该方法价格低廉、高效、简单、易操作。该工艺反应条件容易达到，反应也易控制，本工艺对环境不会带来污染，易于实现工业化规模生产。附图说明图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参考图1，一种利用晶种诱导除铁促进黄铜矿生物浸出的方法，包括以下步骤：（1）选用褐铁矿作为晶种，并将褐铁矿磨细；（2）将黄铜矿磨细；（3）将步骤（2）得到的黄铜矿添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，在浸出过程中加入步骤（1）得到的褐铁矿晶种；（4）黄铜矿中铜浸出之后，进行固液分离，得到铜离子浸出液和生物浸出渣；（5）将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。本发明选用的浸出微生物优选铁氧化菌，更优选嗜铁钩端螺旋菌。实施例1：选用的黄铜矿矿石多元素分析如表1所示。表1黄铜矿多元素分析结果cufesalasbasiclkca31.9426.9828.670.040.0150.520.010.0350.0060.022采用干式磨矿，将黄铜矿磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，生物浸出体系选用嗜铁钩端螺旋菌，浓度大于1.0×107cells/ml，嗜铁钩端螺旋菌预先进行驯化，驯化采用的培养基组成为：(nh4)2so4(含量为3.0g/l),mgso4·7h2o(含量为0.5g/l),k2hpo4(含量为0.5g/l),kcl(0.1g/l),ca(no3)2(含量为0.01g/l),feso4·7h2o（含量为44.7g/l），1～2wt%的黄铜矿和0.2～0.5wt%的褐铁矿；当浸矿微生物生长至对数期时，过滤、离心，收集浓缩后的菌液，作为生物浸出体系菌种。在该黄铜矿生物浸出体系中，控制溶液ph为1.9，温度40℃，搅拌速度为100rpm。然后分组做对比试验：浸出过程中添加褐铁矿晶种，褐铁矿也采用干式磨矿，磨至粒度为0.074mm以下，添加的褐铁矿与黄铜矿质量比为1:10；在浸出一开始就添加褐铁矿晶种，30天后检测到铜离子浓度为800mg/l；在溶液电位为385mvvs.ag/agcl时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为803mg/l；在溶液电位为405mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为792mg/l；在溶液电位为442mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为827mg/l；在溶液电位为472mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为755mg/l；在溶液电位为480mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为902mg/l；在溶液电位为490mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为765mg/l；在溶液电位为500mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为605mg/l；不添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为528mg/l。由多组对比试验可知在溶液电位不高于480mv时添加褐铁矿晶种，浸出效果更佳。黄铜矿中铜浸出之后，进行固液分离，得到铜离子浸出液和生物浸出渣；将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。因此，本发明与不加褐铁矿晶种相比可知，本发明显著促进了黄铜矿生物浸出。实施例2：选用的黄铜矿矿石多元素分析如表2所示。表2黄铜矿多元素分析结果cufesalasbasiclkca32.1525.2029.251.030.0050.881.820.660.120.25采用干式磨矿，将黄铜矿磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，生物浸出体系选用嗜铁钩端螺旋菌，浓度大于1.0×107cells/ml，嗜铁钩端螺旋菌预先进行驯化（同实施例1）。在该黄铜矿生物浸出体系中，控制溶液ph为1.5，温度50℃，搅拌速度为250rpm。然后分组做对比试验：浸出过程中添加褐铁矿晶种，褐铁矿也采用干式磨矿，磨至粒度为0.074mm以下，添加的褐铁矿与黄铜矿质量比为1:2；在浸出一开始就添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为828mg/l；在溶液电位为390mvvs.ag/agcl时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为852mg/l；在溶液电位为415mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为836mg/l；在溶液电位为460mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为905mg/l；在溶液电位为480mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为915mg/l；在溶液电位为490mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为732mg/l；在溶液电位为500mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为598mg/l；不添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为478mg/l。由多组对比试验可知在溶液电位不高于480mv时添加褐铁矿晶种，浸出效果更佳。黄铜矿中铜浸出之后，进行固液分离，得到铜离子浸出液和生物浸出渣；将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。因此，本发明与不加褐铁矿晶种相比可知，本发明显著促进了黄铜矿生物浸出。实施例3：选用的黄铜矿矿石多元素分析如表3所示。表3黄铜矿多元素分析结果cufesalasbasiclkca32.0828.1528.012.200.0010.150.881.561.020.75采用干式磨矿，将黄铜矿磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，生物浸出体系选用嗜铁钩端螺旋菌，浓度大于1.0×107cells/ml，嗜铁钩端螺旋菌预先进行驯化（同实施例1）；在该黄铜矿生物浸出体系中，控制溶液ph为2.5，温度55℃，搅拌速度为350rpm。然后分组做对比试验：浸出过程中添加褐铁矿晶种，褐铁矿也采用干式磨矿，磨至粒度为0.074mm以下，添加的褐铁矿与黄铜矿质量比为1:1；在浸出一开始就添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为788mg/l；在溶液电位为387mvvs.ag/agcl时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为842mg/l；在溶液电位为420mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为830mg/l；在溶液电位为440mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为855mg/l；在溶液电位为480mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为905mg/l；在溶液电位为490mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为750mg/l；在溶液电位为500mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为618mg/l；不添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为485mg/l。由多组对比试验可知在溶液电位不高于480mv时添加褐铁矿晶种，浸出效果更佳。黄铜矿中铜浸出之后，进行固液分离，得到铜离子浸出液和生物浸出渣；将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。因此，本发明与不加褐铁矿晶种相比可知，本发明显著促进了黄铜矿生物浸出。实施例4：选用的黄铜矿矿石多元素分析如表4所示。表4黄铜矿多元素分析结果cufesalasbasiclkca27.5630.0525.355.150.0080.253.250.150.021.75采用干式磨矿，将黄铜矿磨至-0.074mm含量占80%以上，然后添加到黄铜矿生物浸出体系进行浸出，生物浸出体系选用嗜铁钩端螺旋菌，浓度大于1.0×107cells/ml，嗜铁钩端螺旋菌预先进行驯化（同实施例1）；在该黄铜矿生物浸出体系中，控制溶液ph为2.0，温度60℃，搅拌速度为600rpm。然后分组做对比试验：浸出过程中添加褐铁矿晶种，褐铁矿也采用干式磨矿，磨至粒度为0.074mm以下，添加的褐铁矿与黄铜矿质量比为2:1；在浸出一开始就添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为885mg/l；在溶液电位为390mvvs.ag/agcl时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为860mg/l；在溶液电位为438mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为798mg/l；在溶液电位为455mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为805mg/l；在溶液电位为480mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为898mg/l；在溶液电位为490mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为708mg/l；在溶液电位为500mv时添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为627mg/l；不添加褐铁矿晶种，30天后铜离子浓度为505mg/l。由多组对比试验可知在溶液电位不高于480mv时添加褐铁矿晶种，浸出效果更佳。黄铜矿中铜浸出之后，进行固液分离，得到铜离子浸出液和生物浸出渣；将得到铜离子浸出液进行铜的提取，最终得到铜。因此，本发明与不加褐铁矿晶种相比可知，本发明显著促进了黄铜矿生物浸出。本发明制备工艺简单，反应条件容易达到，反应也易控制，本工艺显著促进了黄铜矿生物浸出，生产成本低，易于实现工业化规模生产。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12