RU2038470C1

RU2038470C1 - Copper ore heap leaching method

Info

Publication number: RU2038470C1
Application number: RU93011253A
Authority: RU
Inventors: Л.Д. Шевелева; Д.А. Пирмагомедов; С.И. Дружинина; О.А. Пономарева; Г.А. Павличенко; В.В. Абакумов
Original assignee: Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method involves layer-by-layer heaping of ore with sulfide material additives, with sulfide material being dumped as middle layer in an amount providing ratio of sulfur and copper in ore mass within the range of (5-20):1 setting sulfide material border at the depth not exceeding 8 m from spoil heap surface; spraying spoil heap with sulfuric acid solution. EFFECT: increased efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при переработке медных руд методом кучного выщелачивания, в частности окисленных руд. The invention relates to the mining industry and can be used in the processing of copper ores by heap leaching, in particular oxidized ores.

Известен способ кучного выщелачивания медных руд, включающий формирование рудного отвала путем послойной отсыпки руды и хлористого натрия и подачу серной кислоты на выщелачивание. A known method of heap leaching of copper ores, including the formation of an ore dump by layer-by-layer filling of ore and sodium chloride and the supply of sulfuric acid for leaching.

Недостатком этого способа является загрязнение окружающей среды ионами хлора, дороговизна и дефицит реагента (хлористого натрия), интенсивное воздействие на декрипитацию породных минералов, что для окисленных руд является отрицательным фактором. The disadvantage of this method is environmental pollution by chlorine ions, the high cost and deficiency of the reagent (sodium chloride), the intense effect on the decription of rock minerals, which is a negative factor for oxidized ores.

Кроме того, расход серной кислоты при выщелачивании окисленных руд за счет хлористого натрия снижается незначительно. In addition, the consumption of sulfuric acid during the leaching of oxidized ores due to sodium chloride is reduced slightly.

В качестве прототипа выбран способ выщелачивания забалансовых сульфидных руд с добавками пирита в количестве 2-4% во внешний поверхностный слой руды для интенсификации бактериально-химического выщелачивания меди. As a prototype, the method of leaching off-balance sulfide ores with pyrite additives in the amount of 2-4% in the outer surface layer of the ore to intensify the bacterial-chemical leaching of copper was selected.

Недостатком данной технологии является неравномерность выщелачивания меди по высоте отвала, в частности в течение 1,5 лет содержание меди равно 12% только в поверхностном слое, как наиболее оптимальным по условиям выщелачивания, с углублением в руду отвала доля выщелоченной меди резко снижается, практически оставаясь на уровне исходного содержания на глубине 0,5 м от поверхности отвала. The disadvantage of this technology is the uneven leaching of copper along the height of the blade, in particular for 1.5 years, the copper content is 12% only in the surface layer, as the most optimal for leaching conditions, with the deepening in the ore of the blade, the fraction of leached copper decreases sharply, practically remaining at initial content level at a depth of 0.5 m from the surface of the blade.

Изобретение позволяет сократить расход кислоты, стабилизировать ее концентрацию в фильтрующих растворах по высоте отвала и равномерно выщелачивать медь по высоте отвала. EFFECT: invention allows reducing acid consumption, stabilizing its concentration in filtering solutions along the height of the blade and uniformly leaching copper along the height of the blade.

Окисленную медную руду формируют в отвал послойно, т.е. на слой окисленной медной руды, отсыпаемой на основание, укладывают слой сульфидной серы в рудной массе и меди в ней в соотношении (5-20):1, затем снова слой окисленной руды. Причем отсыпку ведут таким образом, чтобы нижняя граница сульфидного материала была не более 8 м от поверхности отвала. Это обусловлено тем, что по данным наших исследований распространенность бактерий Th.ferrooxidans по глубине отвала простирается на 7-8 м от поверхности. На более глубоких горизонтах Th. ferrooxidans практически не обнаружены. На сформированный отвал подают разбавленные сернокислотные растворы, содержащие клетки естественной микрофлоры. Растворы, просачиваясь через слой окисленной руды, нейтрализуются, расходуя кислоту на процессы взаимодействия с породными и рудными минералами и обогащаются ионами меди и железа, которые переходят из руды. Oxidized copper ore is formed into a dump in layers, i.e. a layer of sulfide sulfur in the ore mass and copper in it in a ratio of (5-20): 1 are laid on a layer of oxidized copper ore sprinkled on the base, then again a layer of oxidized ore. Moreover, the filling is carried out in such a way that the lower boundary of the sulfide material is not more than 8 m from the surface of the dump. This is due to the fact that, according to our research, the prevalence of Th.ferrooxidans bacteria along the depth of the blade extends 7-8 m from the surface. On the deeper horizons of Th. ferrooxidans practically not detected. Diluted sulfuric acid solutions containing cells of natural microflora are fed to the formed dump. The solutions, seeping through the layer of oxidized ore, are neutralized, spending acid on the processes of interaction with rock and ore minerals and are enriched with copper and iron ions that pass from the ore.

При достижении слоя сульфидного материала растворы, рН которых к этому моменту достигает 2,0-2,5, вступают в бактериально-химическое воздействие с сульфидными минералами. В результате продуцируются растворитель серная кислота и окислитель трехвалентное железо по реакциям

S

и рН растворов вновь изменяется до значений ниже 2,0.Upon reaching a layer of sulfide material, solutions whose pH reaches 2.0–2.5 at this point enter into bacterial-chemical action with sulfide minerals. As a result, sulfuric acid solvent and ferric oxidizing agent are produced by reactions

S

and the pH of the solutions again changes to values below 2.0.

Таким образом происходит стабилизация концентрации серной кислоты по высоте рудного отвала и, следовательно, снижается расход товарной серной кислоты, подаваемой на выщелачивание. Thus, the concentration of sulfuric acid is stabilized along the height of the ore dump and, consequently, the consumption of sulfuric acid supplied to the leach is reduced.

Далее этот раствор инфильтрует через нижний слой окисленной руды и выщелачивает медь, что достигается равномерное выщелачивание меди по высоте отвала. Further, this solution infiltrates through the lower layer of oxidized ore and leaches copper, which ensures uniform leaching of copper along the height of the blade.

П р и м е р 1 (по прототипу). Поверхностный слой высотой до 1 м отсыпанной кучи окисленной руды высотой 12 м был сформирован совместно с сульфидным материалом, после чего было осуществлено орошение кучи разбавленными растворами серной кислоты. Соотношение сульфидной серы и меди в руде в поверхностном слое кучи составляло 10:1. PRI me R 1 (prototype). A surface layer up to 1 m high of a heap of oxidized ore heap 12 m high was formed together with sulfide material, after which heap was irrigated with dilute sulfuric acid solutions. The ratio of sulfide sulfur and copper in the ore in the surface layer of the heap was 10: 1.

После окончания срока выщелачивания было проведено опробование отвала по высоте его. After the end of the leaching period, a dump was tested at its height.

Результаты представлены в табл.1. The results are presented in table 1.

Как следует из табл.1, по высоте отвала наблюдается снижение экологической значимости микроорганизмов, что является одной из причин уменьшения извлечения меди из руды, а на глубине 8-12 м от поверхностного слоя руда практически не вовлечена в выщелачивание. Следовательно, отсыпка сульфидного материала по прототипу является малоэффективной в процессе вовлечения в выщелачивание отвала по всей высоте. As follows from Table 1, a decrease in the ecological significance of microorganisms is observed along the dump height, which is one of the reasons for a decrease in copper extraction from ore, and is practically not involved in leaching at a depth of 8-12 m from the surface layer of ore. Therefore, the dumping of sulfide material according to the prototype is ineffective in the process of involvement in the leaching of the dump along the entire height.

П р и м е р 2. Исходную окисленную медьсодержащую руду отсыпали в кучи на гидроизолированное основание, сверху кучи поместили слой сульфидного материала, на слой сульфидного материала отсыпали вновь слой руды. Соотношение сульфидной серы в рудной массе и меди в ней в равных кучах соответствовало различным пропорциям (4:1, 5:1, 20:1, 21:1). Example 2. The initial oxidized copper-containing ore was poured into piles on a waterproofing base, a layer of sulfide material was placed on top of the heap, and a layer of ore was poured onto a layer of sulfide material again. The ratio of sulfide sulfur in the ore mass and copper in it in equal heaps corresponded to different proportions (4: 1, 5: 1, 20: 1, 21: 1).

Кучи орошали слабокислыми растворами серной кислоты при одинаковых прочих условиях. Heaps were irrigated with weakly acidic solutions of sulfuric acid under the same other conditions.

Растворы, фильтруя через рудную массу, выходили с определенным значением рН и содержанием меди. The solutions, filtering through the ore mass, came out with a certain pH value and copper content.

По истечении срока выщелачивания без высыхания кучи отобраны пробы твердого по глубине отвала. В пробах твердого были определены: экологическая значимость микроорганизмов Th.ferrоoxidans, остаточное содержание меди, по которому подсчитано извлечение ее, рН продуктивного раствора. At the end of the leaching period without drying, the heaps were sampled solid along the depth of the blade. In solid samples, the following were determined: the ecological significance of Th.ferrooxidans microorganisms, the residual copper content by which its extraction was calculated, and the pH of the productive solution.

Результаты экспериментов представлены в табл.2. The experimental results are presented in table.2.

Результаты экспериментов показывают, что действенными следует считать соотношения (5:1)-(20:1) и 21:1, при которых создаются наилучшие условия для бактериально-химических процессов и интенсивность выщелачивания меди достаточно высокая 0,5-0,58%/сут. The experimental results show that the ratios (5: 1) - (20: 1) and 21: 1 should be considered effective, under which the best conditions for bacterial-chemical processes are created and the intensity of copper leaching is quite high 0.5-0.58% / day

Показатели при соотношении 20:1 и 21:1 идентичны, поэтому оптимальными соотношениями следует считать (5:1)-(20:1). The indicators at a ratio of 20: 1 and 21: 1 are identical, therefore, the optimal ratios should be considered (5: 1) - (20: 1).

П р и м е р 3. На гидроизолированное основание отсыпали слой руды, сверху которого слой сульфидного материала и вновь отсыпали слой руды. При этом было выдержано соотношение, когда содержание сульфидной серы в материале и меди в руде было 10:1 в общей массе, т.е. соотношение было выбрано внутри оптимального диапазона. PRI me R 3. A layer of ore was poured onto a waterproofed base, on top of which a layer of sulfide material, and a layer of ore was again poured. In this case, the ratio was maintained when the content of sulfide sulfur in the material and copper in the ore was 10: 1 in the total mass, i.e. the ratio was selected within the optimal range.

Кучу руды орошали слабоокислительными растворами, как в примере 2. Растворы, фильтруя через рудную массу по высоте отвала, выходили с рН 1,98, а экологическая значимость микроорганизмов была равна 10⁶ кл/г руды.A pile of ore was irrigated with mildly oxidizing solutions, as in Example 2. The solutions, filtering through the ore mass according to the height of the blade, came out with a pH of 1.98, and the ecological significance of microorganisms was 10 ⁶ cells / g of ore.

По истечении срока выщелачивания без высыхания кучи отобраны пробы твердого по глубине отвала. В пробах твердого были определены экологическая значимость микроорганизмов Th.ferrooxidans, остаточное содержание меди, по которому подсчитано извлечение ее, и рН жидкой фазы. At the end of the leaching period without drying, the heaps were sampled solid along the depth of the blade. In the solid samples, the ecological significance of the Th.ferrooxidans microorganisms, the residual copper content from which its extraction was calculated, and the pH of the liquid phase were determined.

Результаты приведены в табл.3. The results are shown in table.3.

На основании опробования можно сделать выводы, что сульфидный материал, отсыпанный как средний слой, создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов Th.ferrоoxidans (концентрация их по высоте отвала экологически значима), что интенсифицирует окислительные процессы и приводит к стабилизации рН растворов и более равномерному выщелачиванию меди по высоте отвала. Based on the testing, it can be concluded that sulfide material sprinkled as a middle layer creates favorable conditions for the life of Th.ferrooxidans microorganisms (their concentration along the height of the dump is environmentally significant), which intensifies oxidative processes and leads to stabilization of pH of solutions and more uniform leaching of copper the height of the blade.

При использовании данного способа снижаются расходы на реагенты. Using this method reduces the cost of reagents.

Claims

METHOD FOR HUMAN LEACHING OF COPPER ORES, including layer-by-layer formation of a dump of copper ores with the addition of sulfide material and subsequent irrigation of the dump with sulfate bacteria-containing solutions, characterized in that the sulfide material is sprinkled with a separate ore layer between two layers of copper ore, while maintaining the ratio of sulfide sulfur in the sulfide mass copper in it within (5 20) 1, and the lower boundary of the sulfide material layer is located at a depth of not more than 8 m from the surface of the dump.