金川高鎂型低品位硫化鎳礦生物浸出的應(yīng)用基礎(chǔ)與技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)金川公司(JNMC)擁有約400Mt低品位硫化鎳礦，平均品位為Ni0.60％、Co0.026％、Cu0.30％、Fe10.4％、S2.2％、MgO32％、CaO0.80％、SiO239％和A12O32.0％，是典型的高鎂型低品位硫化鎳礦。由于高昂的成本和日趨嚴(yán)緊的環(huán)保要求，采用處理富礦的生產(chǎn)工藝處理這些貧礦是不可行的。因此，有必要開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)的低品位硫化鎳礦處理工藝。另外，公司在處理冶煉煙氣的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些酸性廢水，其pH值為0

2、.0-0.3，這些酸性廢水必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放，增加了生產(chǎn)成本，因此酸性廢水的綜合利用也勢(shì)在必行。
　　 本文選育了命名為Jc-1的Aferrooxidans(FJ427686和FJ427687)、命名為Jc-2的Athiooxidans(FJ427688)和編號(hào)為DSM2391的L.ferrooxidans混合菌(其中Jc-1和Jc-2來(lái)自金川尾礦壩，L.f菌購(gòu)自DSMZ)，對(duì)金川高鎂型低品位硫化鎳礦的生物浸出進(jìn)行了系統(tǒng)

3、的試驗(yàn)研究，得到如下結(jié)論：
　　 (1)金川礦的脈石礦物為橄欖石、輝石、蛇紋石、綠泥石、透閃石和碳酸鹽，MgO含量高，為30-35％；硫化物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦。
　　 (2)金川尾礦壩代表了一個(gè)高度特異的人工地球化學(xué)環(huán)境。礦漿中含有少量硫化礦，礦漿pH為1-3，在適合細(xì)菌生長(zhǎng)的同時(shí)，由于礦漿中富含高濃度的無(wú)機(jī)鹽和浮選藥劑殘留，對(duì)細(xì)菌有較大的選擇壓力。故該極端環(huán)境僅檢出A.ferrooxidans和Athio

4、oxidans，菌群相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
　　 (3)野生的Jc-1經(jīng)紫外線誘變處理后，亞鐵氧化能力顯著提高，但誘變育種不適合耐高鎂浸礦菌的選育。
　　 (4)鎂對(duì)于細(xì)菌生長(zhǎng)是必需的，但是當(dāng)Mg2＋超過(guò)細(xì)菌的調(diào)節(jié)范圍時(shí)，過(guò)高的滲透壓會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌死亡。在金川細(xì)菌浸出體系的所有離子中，對(duì)混合菌生長(zhǎng)負(fù)面影響最大的是Mg2＋。在馴化前，當(dāng)溶液中的Mg2＋濃度為0.6mol/L(14.6g/L)時(shí)，細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖非常緩慢；當(dāng)Mg2＋濃度為

5、0.8mol/L(19.4g/L)時(shí)，細(xì)菌開始死亡。因此采用15g/L為最初的Mg2＋馴化濃度，通過(guò)逐漸提高培養(yǎng)基中Mg2＋的濃度，逐步提高細(xì)菌對(duì)Mg2＋的耐受力。經(jīng)過(guò)2年的耐Mg2＋馴化，浸礦混合菌的耐Mg2＋能力為：當(dāng)溶液中的Mg2＋濃度在1.04mol/L(25g/L)時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)良好；但當(dāng)溶液中Mg2＋濃度升至1.25mol/L(30g/L)時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)非常緩慢；當(dāng)溶液Mg2＋濃度升至1.46mmol/L(35g/L)時(shí)，細(xì)菌開

6、始死亡。隨著Mg2＋馴化濃度的提升，馴化時(shí)間明顯延長(zhǎng)，在15g/L的Mg2＋濃度下細(xì)菌馴化時(shí)間為8周，在25g/L的Mg2＋濃度下細(xì)菌馴化時(shí)間則需要37周，表明隨著馴化濃度的不斷升高，細(xì)菌耐Mg2＋馴化難度不斷加大。
　　 (5)采用Jc-1和鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦的純礦物進(jìn)行了一系列生物浸出試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：在常溫和pH2.0的試驗(yàn)條件下，鎳黃鐵礦以接觸浸出為主，磁黃鐵礦以非接觸浸出為主，細(xì)菌的存在大大加強(qiáng)了礦物的溶解。

7、　　 (6)采用混合菌進(jìn)行了金川高鎂型低品位硫化鎳礦柱浸試驗(yàn)研究以考察其技術(shù)可行性。結(jié)果表明：在室溫下，金川低品位硫化鎳礦經(jīng)過(guò)300天的浸出（包括55天的硫酸預(yù)浸和245天的細(xì)菌浸出），有價(jià)金屬浸出率為Ni90.3％、Co88.6％和Cu22.5％。在預(yù)浸階段，采用高酸度硫酸盡可能多地浸出礦石中的MgO以減少M(fèi)gO在細(xì)菌浸出階段的浸出，在細(xì)菌浸出階段采用經(jīng)過(guò)耐Mg2＋馴化的細(xì)菌并通過(guò)排液以減小溶液中Mg2＋對(duì)浸礦細(xì)菌的抑制，以上3種方

8、法聯(lián)合使用可以有效降低礦石中MgO的浸出對(duì)細(xì)菌浸出過(guò)程的影響。
　　 (7)在細(xì)菌柱浸試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)金川低品位硫化鎳礦進(jìn)行了0.5Kt的細(xì)菌堆浸試驗(yàn)以考察細(xì)菌堆浸法處理金川礦的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過(guò)350天的堆浸試驗(yàn)（包括80天的硫酸預(yù)浸和270天的細(xì)菌浸出），有價(jià)金屬浸出率分別為Ni84.6％、Co75.0％和Cu32.6％，濃硫酸消耗總量為600kg/t礦石，酸性廢水處理量為1.06m3/t礦石。該有價(jià)金屬回收率表明試驗(yàn)室試驗(yàn)可以成