硫酸铁电化浸出黄铜矿精矿工艺研究

研究了在Fe2(SO4)3-H2SO4-NaCl体系中直接电解浸出黄铜矿精矿工艺条件及机理。实验表明,在阳极初始溶液含Fe3+1 mol/L,H2SO44 mol/L,NaCl 1.5 mol/L,阴阳极电流密度分别为350和650 A/m2,温度368 K的条件下浸出6 h,可以获得铜浸出率为95%,精矿中的硫90%以上以单质硫回收。温度是影响铜浸出率最显著的因素,阳极上发生的主要反应是Fe3+氧化;硫酸铁直接氧化黄铜矿得到单质硫;酸分解黄铜矿产生H2S,H2S溶解后再被Fe3+氧化为硫。

黄铜矿精矿在甘氨酸介质中的循环伏安及动电位极化研究

采用循环伏安及动电位极化方法研究黄铜矿在甘氨酸介质中的浸出反应机理及动力学。使用黄铜精矿−碳糊电极研究pH值(9~12),温度(30~90)及甘氨酸浓度(0~2 mol/L)对腐蚀电流密度、腐蚀电位及循环伏安曲线的影响。结果显示,甘氨酸浓度从0增加到2 mol/L导致氧化峰电流密度增加;在相同条件下,腐蚀电流密度从约28μA/cm2增加至约89μA/cm2,同时腐蚀电位由−80 mV降至−130 mV。在温度不高于60℃的条件下,电流密度随温度的增加而增加;当温度高于60℃时,电流密度随温度增加而降低。电流密度随pH值的变化与温度相似,当pH值从9增至10.5时电流密度增加,pH值高于10.5时电流密度降低。此外,铜氧化物及铁氧化物的热力学稳定性在较高温度下增加。

嗜热嗜酸菌浸出青海某黄铜矿精矿试验研究

试验研究了用一种从温泉采集并经过驯化的嗜热嗜酸菌(A.b菌)浸出青海某黄铜矿精矿。通过小型试验,确定了最佳工艺参数,研究了细菌的生长规律。根据小型试验结果进行了扩大试验,取得了满意的效果。对这种嗜热嗜酸菌应用于堆浸提出了初步设想。

用硫脲从黄铜矿精矿中浸出金

在硫酸介质中用硫脲处理含金的黄铜矿精矿,研究了某些浸出参数(如硫脲浓度、氧化剂、氧化还原电位、pH、温度、矿浆密度、酸预处理和添加SO_2)的影响。金和银的最佳提取率分别为95.5％和84.4％。发现过氧化氢是一种令人满意的氧化剂,连续浸出是在矿浆固液比控制在60％时完成的。估计每吨精矿消耗硫脲5—7kg。氧化还原电位是影响硫脲消耗和金提取率的重要因素。酸预处理和添加SO_2有利于降低硫脲消耗。预处理还能减少体系中SO_2的需要量和提高银的提取率。

用非常嗜热细菌浸出黄铜矿精矿

本文描述一种非常嗜热菌株氧化铜精矿 (其中黄铜矿 66%和黄铁矿 11% )的能力。在 70℃时进行的实验室分批试验表明 ,铜的浸出率可以达到 98%以上。一系列的连续试验均在一个由 3段浸出组成的扩大试验装置里进行 ,它由标准设计的机械搅拌充气浸出槽组成。试验中考查了浸出时间、给矿粒度、O2 和CO2 的传质量对生物浸出结果的影响。这些结果表明 ,铜的总浸出率可以达到 95 %。然而 ,与中温浸出菌和中等嗜热浸出菌比较 ,这种非常嗜热细菌对于矿浆浓度似乎更加敏感 ,而矿浆浓度又与给矿粒度有关系。氧的消耗量与当今处理难浸黄铁矿型金精矿的工业生物浸出槽所达到的最大用量接近。为了维持这一高的氧化速度 ,重要的是要保证O2 和CO2 通入反应槽的有效速率。这些试验均取得了很高的铜浸出率 。

用BRISA法从黄铜矿精矿中回收铜

R．Romero等论述了用BRISA法(Fast Indirect Bioleaching with Action Separation)黄铜矿精矿中回收铜的技术可行性。浸出剂为Fe^3+质量浓度为12g／L、pH为1．25的硫酸铁溶液，两种黄铜矿精矿的铜质量分数分别为8．9％和9．9％，催化剂为银，在搅拌反应器中浸出。研究了温度、催化剂用量、

用嗜中温微生物在连续反应器系统中生物浸出黄铜矿精矿

借助搅拌槽反应器可以大大改善生物浸出工艺的金属提取率，但是，由于购置和维护成本很高，这种反应器严格限于处理高品位矿石和精矿。与黄金工业不同，铜工业远未实现工业规模的搅拌处理。最近的研究主要集中于开发连续生物浸出工艺以处理浮选铜精矿。

用中等嗜热细菌常规和电化学生物浸出黄铜矿精矿

《 Hydrometallurgy》2011年106卷第（1／2）期发表AllAhmadi等人文章，介绍用中等嗜热细菌常规和电化学生物浸出黄铜矿精矿的研究结果。

混合高温菌浸出黄铜矿及浸出过程中微生物群落的演替

研究3株极端嗜热古菌(金属硫叶菌,Sulfolobus metallicus JCM9184;瑟杜生金属球菌,Metallosphaera sedula JCM9185和万座酸菌,Acidianus manzaensis YN25)在不同起始pH值和不同温度条件下对黄铜矿的混合浸出,并对浸矿过程中混合菌群落的动态演替进行分析。结果表明:在起始pH1.5时的铜浸出率明显高于在起始pH2.5时的铜浸出率,而65℃条件下的铜浸出率高于75℃时的铜浸出率。利用限制性长度多态性(RFLP)分析65℃、起始pH1.5条件下的微生物群落演替,结果显示:在黄铜矿的浸出前期Sulfolobus metallicus是占据优势的菌种,而到后期Acidianus manzaensis的比例则会上升,并最后取代Sulfolobus metallicus成为优势种。

中度嗜热混合菌在搅拌槽中浸出黄铜矿及其群落动态

为了优化浸出工艺,研究浸矿体系中主要微生物种群的结构和动态变化,在槽式搅拌反应器中于45℃用中度嗜热混合菌(Acidithiobacillus caldus,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus acidophilus,Sulfobacillus thermosulfidooxidans等)浸出黄铜矿精矿,考察浸出液的pH,电极电位Eh及金属离子浓度并应用PCR-RFLP(限制性酶切片段长度多态性)方法研究细菌群落变化,浸出时间为30d。研究结果表明:Cu的浸出率为26.2%,反应器内菌种多样性不丰富,只有At.caldus和L.ferriphilum2种;群落动态变化明显,在浸出开始阶段At.caldus是优势种群,其丰度为96%,随着浸出的进行,L.ferriphilum逐渐增多,在浸出后期代替At.caldus成为优势种群,其丰度为69%。

不同嗜酸氧化亚铁硫杆菌(DY15,DY26,DC)对黄铜矿的浸出及其基因Afe0022的差异表达

通过摇瓶浸矿比较研究3株Acidithiobacillus ferrooxidans(At.ferrooxidans)菌DY15、DY26和DC的耐受Cu2+能力的差异以及在不同的初始Cu2+浓度影响下菌对黄铜矿浸出能力的不同。采用Real time RT(Reverse transcriptase)PCR检测这些菌株的阳离子通道蛋白基因Afe0022在不同Cu2+环境下的差异表达,进行相对表达量分析。结果表明:DY15、DY26和DC菌的最高Cu2+抗性分别是0.40、0.22和0.04 mol/L,且在以元素硫为能源的9K培养基中,3株菌DY15,DY26和DC对应的培养体系pH值在7 d内由1.8分别降到0.8、1.2和1.3,说明DY15的硫氧化能力最强;3株菌都具有较好的亚铁氧化能力,在40 h内,DY15、DY26和DC的Fe2+氧化率分别是80%、100%、100%。黄铜矿精矿浸矿实验表明,DY15对黄铜矿精矿的浸出效率最高,DY26的其次,DC的最低,但DY15的单菌浸出效率略低于3株菌的混合浸出效率。对Cu2+抗性越强的菌株,其基因Afe0022表达量越高,这对菌株的Cu2+抗性能力有一定的理论解释作用,在分子层面上为研究At.ferrooxidans菌抗铜机理提供一定的理论依据。

中等嗜热细菌浸出黄铜矿过程中pH对群落结构的影响

为了优化浸出工艺,研究了pH对浸矿过程主要微生物种群结构的影响。用中度嗜热混合茵槽浸黄铜矿精矿,在不控制pH,控制pH为2.5及控制pH为1.2时,应用PCR-RFLP(限制性酶切片段长度多态性)方法对上述浸出条件下的细菌群落动态变化进行研究。结果表明,浸出体系只有两种微生物,一种为Acidithiobacillus caldus,一种为Leptospirillum ferriphilum。pH对群落结构有明显影响。不控制pH时,浸出开始阶段.At.caldus是优势种群,占群落的96%,随着浸出的进行,L.ferriphilum增多,在浸出后期代替At.caldus成为优势菌种,占69%。控制pH时,L.ferriphilum始终占主导地位,同时发现pH为2.5时At.caldus在群落中的丰度比pH为1.2时高。

黄铜矿的加压氧化浸出

R．G．McDonald和D．M．Muir研究比较了不同反应条件下黄铜矿精矿的加压氧化动力学及产物。反应条件见Phelps Dodge—Placer Dome和Activox工艺流程。试验在108～220℃范围内进行，使用同样的精矿，添加不同的盐和酸以比较动力学和铜回收率，浸出渣中含有不同的硫物相和铁及其他物质的物相。

硫化铜精矿氧压浸出回收电积铜的工艺研究

介绍了几种硫化铜精矿的加压湿法炼铜技术,对于氧化铜矿少的地区,由于一段氧压浸出终酸较高,后续工序的降酸过程复杂,渣带走铜损失大,该工艺有一定局限。两段逆流氧压浸出虽然较好的解决了降酸的问题,但是两段氧压浸出需要采用两个高压釜,设备投资较高,操作更复杂。硫化铜精矿控温氧压平行浸出回收电积铜的工艺在高压釜中段部位增加一个进料口,两个进料口分别加入磨细的精矿矿浆,通过控制前后段不同的浸出温度,同时实现了浸铜和除铁降酸的目的,节省了设备投资。

高温浸矿菌sulfolobus的生长及浸矿性能

系统地研究了耐高温菌sulfolobus的生长特性.sulfolobus在65℃以上能良好地生长,并对亚铁和元素硫均具有较好的氧化作用;在75℃时,sulfolobus氧化Fe2+和元素硫的活性最强,细菌的生长曲线和细菌氧化Fe2+和元素硫的趋势一致.给出了细菌生长过程溶液SO24-和pH的变化趋势;以黄铜矿精矿为培养基对sulfolobus进行了适应性培养,并在75℃下进行了黄铜矿摇瓶浸出研究.结果显示:适应性驯化后的sulfolobus在黄铜矿精矿上生长与浸矿性能良好;当矿浆质量分数在10%以下,浸出150h,Cu浸出率可达90%以上;而矿浆质量分数在15%以上时,浸出350h,浸出率仅80%.同时还研究了浸出体系溶液氧化还原电位Eh和pH随时间的变化规律.

铜湿法冶金现状及未来发展方向

目前氧化铜矿堆浸/溶剂萃取/电积生产阴极铜,已被证实是一种低成本的铜冶炼方法。堆浸/萃取/电积法的成功也带来了开发湿法冶金工艺从黄铜矿和其他铜精矿中提铜的复兴,本文论述了湿法炼铜工艺的现状并考察了商业上最具吸引力的潜在应用,对湿法处理黄铜矿精矿的优缺点及其初步的经济指标与现有最好的铜熔炼和精炼生产进行了比较。

Leaching of copper from chalcopyrite concentrate by using ammonium persulphate in an autoclave:Determination of most suitable impeller type by using response surface methodology

Some effective parameters on the copper extraction from Küre chalcopyrite concentrate were optimized by using response surface methodology(RSM).Experiments designed by RSM were carried out in the presence of ammonium persulfate(APS) and different types of impeller in an autoclave system.Ammonium persulfate concentration and leaching temperature were defined numerically and three types of impellers were defined categorically as independent variables using experimental design software.The optimum condition for copper extraction from the chalcopyrite concentrate is found to be ammonium persulfate concentration of 277.77 kg/m3,leaching temperature of 389.98 K and wheel type of impeller.The proposed model equation using RSM has shown good agreement with the experimental data,with correlation coefficients R2 and R2adj for the model as 0.89 and 0.84,respectively.

用柱式反应器生物浸出低品位闪锌矿

S．M．Mousavi，等研究了几个变量对采用柱式生物反应器回收锌的影响。矿石中主要硫化矿物是闪锌矿和黄铁矿，次要矿物为黄铜矿和方铅矿。用台架规模的柱式浸出反应器进行浸出试验。反应器中接种有嗜温（酸性氧化亚铁硫杆菌，Acidithiobacillus ferrooxidans）和嗜热（硫杆菌，Sulfobacillus）铁氧化菌，它们分别是用Sarcheshmeh黄铜矿精矿（Kerman，伊朗）和Kooshk闪锌矿精矿（Yazd，伊朗）分离得到的。接种细菌的反应柱中，有黄钾铁矾和元素硫形成。随着溶解铁离子浓度的增大，闪锌矿的浸出速率趋向于增大。低PH范围内，溶液中细菌的显微计数趋向于升高。另外，低PH条件下，颗粒粒度降低对锌浸出影响加重。结果表明，用嗜热培养基获得了最大锌回收率。对于嗜温和嗜热菌，反应柱温度在28～42℃，120d后，锌溶解率分别达到72％和85％。