一种铜尾矿降硫利用方法

本发明属于固体废物处理，具体涉及一种铜尾矿降硫利用方法。

背景技术：

1、尾矿是采选矿过程中产生的主要废弃物，多数都是露天堆放或直接排入尾矿库中。尾矿堆积过程中会发生天然的风化，硫化物在空气、水和微生物的作用下被氧化并形成酸性矿业废水。同时，尾矿堆存占用土地，也会引起土地和水体酸化、地下水污染等环境问题。如果长期放任不管，严重情况可能会破坏资源再生，对该地区的生态造成永久性的损坏。

2、硫化铜矿石中主要有价矿物为黄铜矿（cufes2）和黄铁矿（fes2），现有的选矿工艺不够合理，导致铜矿石中的黄铁矿选别不彻底，经过选矿处理后的尾矿中s含量较高（达2%～3%），达不到建筑原料含s<0.5%的要求，以及产出合格的硫精矿。硫的化学活性较强，有多种价态，易发生氧化还原反应。硫可分为无机硫和有机硫，其中无机硫包括硫酸盐，硫化物和元素硫等，有机硫主要是硫脂和碳键硫。尾矿中的无机硫化物主要是酸可挥发性硫（avs）和黄铁矿硫（crs）。尾矿中硫的形态变化是硫化物不同氧化程度或阶段的结果，它将直接或间接地影响着尾矿重金属的迁移、形态转化和矿物组成变化等，是研究尾矿氧化过程及其重金属潜在释放风险的重要基础。

3、目前在当铜尾矿库存容量告急后，对经济合理的尾矿降硫利用方案问题上尚未有普遍认可的理想方法。例如一种含硫化铁尾矿资源化的方法（cn105070937b）提出了在微生物燃料电池（mfc）阳极室放入含硫化铁尾矿和硫氧化菌和氧化亚铁硫杆菌进行脱硫，阳极室中0＜ph＜2.5，反应式：fes2+8h2o→fe3++16h++2so42–+15e–。但该技术处理过程ph要求严格，需优良的低电阻、抗腐性阳极材料，成本过高。一种硫化矿尾矿资源化的方法（cn106400049b）采用双室微生物燃料电池（双室mfc）的阳极室加入硫氧化菌和氧化亚铁硫杆菌从硫化矿尾矿中进行脱硫，阳极室中1.5＜ph＜2.5，反应式：fes+4h2o→fe3++8h++so42–+9e+。但该技术环境ph范围过小，需不断地调控，不适宜快速解决堆存尾矿渣的问题。这些方法均属于微生物燃料电池技术，该技术是以微生物作为催化剂，将化学能转化为电能对含硫化铁尾矿进行电化学氧化，存在处理过程复杂，处理速度慢，成本过高以及燃料电池寿命短等问题。没有提出对像铜尾矿这类尾矿脱硫的经济可行且又高效简单的处理方法，因此寻找一种经济可行、高效简单的铜尾矿降硫利用方案是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铜尾矿降硫利用方法。本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

2、s1、将堆存的硫化铜尾矿平铺于干燥地面，便于后续的定时翻动。所述铜尾矿为黄铜矿（cufes2）和黄铁矿（fes2），粒径主要集中在0.075~0.30 mm，铺设厚度为5~20cm。

3、s2、定时翻动平铺的硫化铜尾矿，保证硫化铜尾矿与空气充分接触与传质，保持氧化氛围，同时避免地面潮湿。氧化时间1-3天，每天隔1-2个小时翻动一次。

4、s3、用硫氧化菌菌液对经过上述处理后的含硫化铜尾矿堆进行淋洗。所述中硫氧化菌为嗜酸硫杆菌属、钩端螺旋菌属、嗜酸菌属、硫化叶菌属、金属球菌属、嗜酸热类球菌属、铁质菌属、硫化杆菌属中的一种或以多种任意比例混合的混合菌。硫氧化菌菌液浓度为105~109 cfu/ml，菌液的ph为2.0-5.0，温度为10-85℃，氧化还原电位为200-900 mv，淋洗时间3-20天，淋洗过程的淋洗速率为1-40 l /（h∙m2），每天淋洗5-24 h。此过程中硫氧化菌氧化尾矿砂的cu2s和fes2，生成硫酸和金属硫酸盐溶液，流入储蓄池，静置后得到上清液和混浊液，上清液硫酸可回用于前期活化浮选。

5、s4、用清水清洗硫化铜尾矿土堆，将步骤（3）中加入的硫氧化菌清洗出，并将溶出的含硫酸铁清洗液进行收集。

6、s5、接着将步骤（4）中的清洗液收集并用碱液提高至 ph > 6，使硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤饼用清水清洗2-3次，再在煅烧炉中于450-700℃煅烧0.1-2 h，生成氧化铁后回收。

7、与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

8、1、本发明方法采用微生物法进行尾矿脱硫的方式，通过逐步改变微生物生活环境参数为其生存提供了阶段性的适应过程，从而提高了尾矿脱硫效率，使处理后的尾矿含硫率 < 0.5%。

9、2、本发明方法处理时间较短，工艺流程操作简单，整体操作成本低且处理工艺经济可行，可达到短时间内快速尾矿降硫的目的。

10、3、本发明方法可回收硫酸和氧化铁。硫酸可回用于前期活化浮选，氧化铁可用于建筑涂料，实现尾矿再利用，为企业带来经济效益。

技术特征：

1.一种铜尾矿降硫利用方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（1）中所述的硫化铜尾矿为黄铜矿（cufes2）和黄铁矿（fes2），粒径在0.075~0.30 mm，铺设厚度为5~20cm。

3.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（1）中所述的地面为干燥地面，所述定时翻动为隔1-2个小时翻动一次，时间为1-3天。

4.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（2）中所述的硫氧化菌为嗜酸硫杆菌属、钩端螺旋菌属、嗜酸菌属、硫化叶菌属、金属球菌属、嗜酸热类球菌属、铁质菌属、硫化杆菌属中的一种或多种任意比例混合的混合菌。

5.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（2）中所述的硫氧化菌菌液浓度为105~109 cfu/ml，菌液ph为2.0-5.0，温度为10-85 ℃，氧化还原电位为200-900mv。

6.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（2）中所述的淋洗速率为1-40 l /（h∙m2），淋洗时间为3-20天，每天淋洗5-24h。

7.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（2）中所述的淋洗所得淋洗液为硫酸和金属硫酸盐溶液，所得硫酸可回用于前期活化浮选。

8.根据权利要求1所述的铜尾矿降硫利用方法，其特征在于步骤（4）中所述的清洗液收集后用碱液调整至ph＞6，使硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀，过滤，所得滤饼用清水清洗2-3次，再在煅烧炉中于450-700℃煅烧0.1-2 h，生成氧化铁后回收。

技术总结
本发明公开了一种铜尾矿降硫利用方法，所述方法将堆存的硫化铜尾矿平铺于干燥地面，并定时翻动平铺的硫化铜尾矿堆；再用硫氧化菌菌液对含硫化铜尾矿堆进行淋洗，生成硫酸和金属硫酸盐溶液；然后用清水清洗硫化铜尾矿堆，将硫氧化菌洗出，对溶出的含硫酸铁清洗液进行收集；最后再将清洗液收集，提高其pH，过滤后将沉淀进行煅烧，得到氧化铁。本发明铜尾矿降硫利用方法产生硫酸和氧化铁，前者可回用于前期活化浮选，后者可用于建筑涂料，实现尾矿再利用；本发明提高了尾矿脱硫效率，使处理后的尾矿含硫率<0.5%，处理时间短，工艺流程操作简单，成本低且处理工艺经济可行，达到短时间内快速尾矿降硫的目的，降低尾矿堆存时间过长对生态造成影响。

技术研发人员：田雨玄,赵群,胡学伟,田森林,李晨,李英杰,黄建洪,宁平
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22