RU2468098C1 - Method to extract metals from sulphide mineral raw materials - Google Patents
Method to extract metals from sulphide mineral raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468098C1 RU2468098C1 RU2011127645/02A RU2011127645A RU2468098C1 RU 2468098 C1 RU2468098 C1 RU 2468098C1 RU 2011127645/02 A RU2011127645/02 A RU 2011127645/02A RU 2011127645 A RU2011127645 A RU 2011127645A RU 2468098 C1 RU2468098 C1 RU 2468098C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- oxidation
- liquid phase
- leaching
- bacteria
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title description 14
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 13
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 113
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 85
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 69
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 45
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 44
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 35
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 13
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052952 pyrrhotite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 description 1
- 229940024464 emollients and protectives zinc product Drugs 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052954 pentlandite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных, редких и благородных металлов, а именно к извлечению металлов из сульфидных минералов, в частности содержащихся в продуктах и отходах горно-обогатительных и металлургических производств, техногенном минеральном сырье, в том числе в концентратах, промпродуктах и хвостах обогащения, шлаках, шламах, огарках и др. Изобретение может быть использовано для извлечения из сульфидов целевых металлов в раствор и последующей экстракции металлов из раствора и для вскрытия тонко вкрапленных в сульфиды благородных металлов как золота, серебра и др. с целью повышения их извлечения в последующих процессах.The invention relates to hydrometallurgy of non-ferrous, rare and noble metals, namely to the extraction of metals from sulfide minerals, in particular those contained in products and waste from mining and processing and metallurgical industries, man-made mineral raw materials, including concentrates, intermediate products and tailings, slags , sludge, cinder, etc. The invention can be used for extraction of target metals from sulfides into a solution and subsequent extraction of metals from a solution and for opening finely disseminated sulfides precious metals such as gold, silver, etc. in order to increase their extraction in subsequent processes.
Растворение сульфидных минералов с применением бактерий является наименее затратным способом, используемым для извлечения металлов, проводится при атмосферном давлении, кроме кислорода и углекислого газа воздуха реагенты не требуются. Сульфиды окисляются ионами трехвалентного железа в растворе серной кислоты, при этом ионы железа восстанавливаются до двухвалентного состояния, железоокисляющие бактерии катализируют окислительно-восстановительную реакцию окисления двухвалентного железа для получения энергии в биологически доступной форме. В составе руд и продуктов, содержащих сульфиды металлов, присутствуют соединения, при окислении которых в растворе образуются необходимые для осуществления растворение сульфидов ионы железа и серная кислота. Основным недостатком способа являются низкая скорость растворения сульфидов и соответственно производительность процесса, так продолжительность чанового выщелачивания измельченных до флотационной крупности сульфидов составляет более 80-120 часов.The dissolution of sulfide minerals using bacteria is the least expensive method used to extract metals, carried out at atmospheric pressure, in addition to oxygen and carbon dioxide, reagents are not required. Sulfides are oxidized by ferric ions in a solution of sulfuric acid, while iron ions are reduced to a divalent state, iron-oxidizing bacteria catalyze the redox reaction of oxidation of ferrous iron to produce energy in a bioavailable form. Compounds are present in the composition of ores and products containing metal sulfides, upon oxidation of which iron ions and sulfuric acid necessary for the dissolution of sulfides are formed in solution. The main disadvantage of this method is the low dissolution rate of sulfides and, accordingly, the productivity of the process, so the duration of the vat leaching of sulfides crushed to flotation size is more than 80-120 hours.
Известен способ переработки сульфидных концентратов, заключающийся в выщелачивании в сернокислой среде с участием железоокисляющих мезофильных бактерий (CA 2282848, C22B 3/18, опубл. 20.03.2001). Скорость растворения сульфидов ограничена условиями жизнедеятельности бактерий: температура до 35°C, концентрация серной кислоты по значению pH не ниже 1,5, содержание твердой фазы не более 25%, невысокая интенсивность перемешивания из-за разрушения клеточных структур бактерий.A known method of processing sulfide concentrates, which consists in leaching in a sulfuric acid medium with the participation of iron-oxidizing mesophilic bacteria (CA 2282848, C22B 3/18, publ. 20.03.2001). The rate of dissolution of sulfides is limited by the conditions of bacterial activity: temperature up to 35 ° C, sulfuric acid concentration by pH not lower than 1.5, solid phase content not more than 25%, low mixing intensity due to destruction of bacterial cell structures.
В другом способе скорость растворения сульфидов металлов повышается за счет увеличения температуры и использования термофильных бактерии при температуре от 45 до 65°C WO 0071763, C22B 3/18, опубл. 30.11.2000). Скорость процесса ограничена условиями жизнедеятельности бактерий: температура до 65°C, содержание твердой фазы не более 10-20%, кислотность среды не менее 1,3, и низкая интенсивность перемешивания.In another method, the dissolution rate of metal sulfides increases due to an increase in temperature and the use of thermophilic bacteria at a temperature of from 45 to 65 ° C. WO 0071763, C22B 3/18, publ. 11/30/2000). The speed of the process is limited by the conditions of bacterial activity: temperature up to 65 ° C, solids content not more than 10-20%, medium acidity not less than 1.3, and low mixing intensity.
Для растворения очень упорного сульфида халькопирита в способе изложенном в статье (Biotechnology and Bioengineering. - 1976, №18, р.1091) используется трехстадиальное бактериальное окисление, с обезвоживанием после каждой стадии и выделением меди из жидкой фазы, твердая фаза после первой и второй стадии доизмельчается и направляется на следующую стадию бактериального растворения. Извлечение меди за счет измельчения сульфида и уменьшения концентрации меди в растворе повышается.To dissolve a very resistant chalcopyrite sulfide in the method described in the article (Biotechnology and Bioengineering. - 1976, No. 18, p. 1091), three-stage bacterial oxidation is used, with dehydration after each stage and copper separation from the liquid phase, the solid phase after the first and second stages it is crushed and sent to the next stage of bacterial dissolution. Copper recovery by grinding sulfide and decreasing the concentration of copper in the solution increases.
Недостатками способа является низкая скорость растворения сульфида, вследствие ограничения на параметры бактериального выщелачивания.The disadvantages of the method is the low dissolution rate of sulfide, due to restrictions on the parameters of bacterial leaching.
В способе переработки сульфидных медно-цинковых продуктов (RU 2203336, C22B 3/18 15/00, опубл. 05.03.2002) скорость растворения сульфидов повышается за счет осуществления растворения сульфидов в более жестких условиях, которое проводится отдельно от окисления железа бактериями, поэтому не ограничено условиями жизнедеятельности бактерий. Пульпа разделяется на песковую и иловую фракции, песковая фракция возвращается на растворение, ионы двухвалентного железа в жидкой фазе с илами окисляются бактериями и возвращаются на растворение сульфидов.In the method of processing sulfide copper-zinc products (RU 2203336,
Недостатками указанного способа являются большой объем чанов для биоокисления железа вследствие низкой скорости процесса, технологическая сложность реализации. Очень сложно практически осуществить в первой стадии перемешивание по вводимой энергии и до накопления определенного количества иловой фракции от вводимого продукта, на второй стадии перемешивание и аэрацию по коэффициенту массопередачи. Кроме того, в способе не определены условия, при которых твердая и жидкая фазы выводятся из процесса, что дополняет проблему его реализации.The disadvantages of this method are the large volume of tanks for biooxidation of iron due to the low speed of the process, the technological complexity of the implementation. It is very difficult to practically carry out in the first stage mixing according to the input energy and before the accumulation of a certain amount of sludge fraction from the introduced product, in the second stage mixing and aeration according to the mass transfer coefficient. In addition, the method does not define the conditions under which the solid and liquid phases are removed from the process, which complements the problem of its implementation.
Аналогом способа является процесс BRISA (I.Palencia, R.Romero, A.Mazuelos, F.Carranza, Hydrometallurgy №66. - 2002, p.85-93), в котором растворение минералов осуществляется в чане ионами трехвалентного железа, выходящая пульпа из чана разделяется на твердую и жидкую фазы, твердая возвращается в тот же чан, из которого она вышла, жидкая поступает на биоокисление и затем также возвращается в чан на взаимодействие с минералами.An analogue of the method is the BRISA process (I. Palencia, R. Romero, A. Mazuelos, F. Carranza, Hydrometallurgy No. 66. - 2002, p. 85-93), in which the dissolution of minerals is carried out in a vat with ferric ions, the pulp leaving The vat is separated into solid and liquid phases, the solid vat returns to the same vat from which it exited, the liquid enters biooxidation and then also returns to the vat for interaction with minerals.
Недостатком способа является невысокая скорость бактериального окисления железа, так как недостаточно большая концентрация бактерий и, соответственно, производительность процесса, большой размер аппаратов для окисления железа и отсутствие условий для непрерывного осуществления процесса и вывода твердых остатков растворения.The disadvantage of this method is the low rate of bacterial oxidation of iron, since the bacteria concentration is insufficient and, accordingly, the productivity of the process, the large size of the apparatus for oxidation of iron and the lack of conditions for the continuous implementation of the process and the removal of solid residues of dissolution.
Наиболее близким аналогом заявленного способа является чановое выщелачивание сульфидных минеральных продуктов в не менее чем в двух последовательно соединенных чанах раствором серной кислоты при перемешивании, значении pH ниже 1,8, содержании твердой фазы 10-60%, концентрации ионов трехвалентного железа более 3 г/л, температуре 50-99°C, вывод пульпы из последнего чана и разделение ее на твердую и жидкую фазы, возврат твердой фазы на выщелачивание в первый чан, бактериальное окисление железа в жидкой фазе в отдельном реакторе, в частном случае бактериями иммобилизованными на нейтральном носителе, при значении pH 1,4-2,2, температуре до 90°C с аэрацией воздухом с добавлением элементов питания бактерий, возврат жидкой фазы после окисления железа в чаны выщелачивания, извлечение металлов из фаз выщелачивания (RU №2418870, опубл. 20.05.2011).The closest analogue of the claimed method is a vat leaching of sulfide mineral products in at least two tanks connected in series with a solution of sulfuric acid with stirring, a pH value below 1.8, a solids content of 10-60%, a concentration of ferric ions of more than 3 g / l , temperature 50-99 ° C, withdrawal of pulp from the last vat and its separation into solid and liquid phases, return of the solid phase to leaching into the first vat, bacterial oxidation of iron in the liquid phase in a separate reactor, in particular criteria immobilized on a neutral carrier, at a pH of 1.4-2.2, temperature up to 90 ° C with aeration with air with the addition of bacterial nutrients, return of the liquid phase after oxidation of iron into leaching tanks, metal recovery from leach phases (RU No. 2418870 published on 05/20/2011).
Недостатками способа являются невозможность поддерживать высокую концентрацию трехвалентного железа во всех чанах, и соответственно высокую скорость окисления сульфидов, и, как следствие, недостаточно высокая производительность выщелачивания.The disadvantages of the method are the inability to maintain a high concentration of ferric iron in all tanks, and accordingly the high oxidation rate of sulfides, and, as a consequence, the insufficiently high leaching rate.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в повышении производительности растворения сульфидов минерального сырья и уменьшении размеров чанов для бактериального окисления железа.The technical result achieved by the present invention is to increase the productivity of dissolution of sulfides of mineral raw materials and reduce the size of tanks for bacterial oxidation of iron.
Указанный технический результат достигается способом извлечения металлов из сульфидного минерального сырья, включающий выщелачивание измельченного сырья раствором серной кислоты концентрацией более 2 г/л содержащей ионы трехвалентного железа более 10-12 г/л, при перемешивании, аэрации кислородсодержащим газом, температуре до 100°C, содержании твердой фазы до 60%, не менее чем в двух последовательно соединенных чанах, с увеличением продолжительности выщелачивания в каждом последующем чане, разделение выходящей пульпы из каждого чана на твердую и жидкую фазы, направление твердой фазы на выщелачивание в последующий чан, подготовка и окисление железа в жидкой фазе адсорбированными на нейтральном носителе железоокисляющими бактериями при значении pH 1,4-2,2, температуре до 90°C с аэрацией газом содержащим кислород и углекислый газ, возврат жидкой фазы после окисления железа в чаны выщелачивания, извлечение металлов из полученных фаз.The specified technical result is achieved by a method of extracting metals from sulfide mineral raw materials, including leaching of crushed raw materials with a solution of sulfuric acid with a concentration of more than 2 g / l containing ferric ions more than 10-12 g / l, with stirring, aeration with an oxygen-containing gas, temperature up to 100 ° C, solid phase content up to 60%, in at least two tanks connected in series, with an increase in the leaching time in each subsequent tank, separation of the outgoing pulp from each tank in TV and the liquid phase, the direction of the solid phase for leaching to the next tank, the preparation and oxidation of iron in the liquid phase, iron-oxidizing bacteria adsorbed on a neutral carrier at a pH of 1.4-2.2, temperature up to 90 ° C with aeration with a gas containing oxygen and carbon dioxide gas, return of the liquid phase after oxidation of iron into leaching tanks, metal recovery from the obtained phases.
Частные случаи использования изобретения характеризуются тем, что:Special cases of using the invention are characterized in that:
- сульфиды, подвергаемые растворению, измельчены до крупности 60-100% класса минус 0,071-0,074 мм;- sulfides subjected to dissolution are crushed to a particle size of 60-100% class minus 0.071-0.074 mm;
- жидкая фаза после окисления железа направляется в следующую стадию растворения сульфидов;- the liquid phase after oxidation of iron is sent to the next stage of dissolution of sulfides;
- регулируется концентрация серной кислоты при растворении сульфидов и окислении железа бактериями в жидкой фазе;- the concentration of sulfuric acid is regulated during the dissolution of sulfides and oxidation of iron by bacteria in the liquid phase;
- подготовка жидкой фазы к окислению железа адсорбированными бактериями состоит в ее охлаждении;- preparation of the liquid phase for the oxidation of iron by adsorbed bacteria consists in its cooling;
- подготовка жидкой фазы к окислению железа бактериями состоит в насыщении ее газом содержащим кислород и углекислый газ;- preparation of the liquid phase for the oxidation of iron by bacteria consists in saturating it with a gas containing oxygen and carbon dioxide;
- в качестве газа содержащего кислород и углекислый газ используется воздух, обогащенный углекислым газом;- air enriched in carbon dioxide is used as a gas containing oxygen and carbon dioxide;
- разделение пульпы на твердую и жидкую фазы осуществляют в сгустителе-отстойнике;- separation of the pulp into solid and liquid phases is carried out in a thickener-settler;
- для окисления железа в жидкой фазе добавляются микроэлементы питательной среды бактерий, содержащие калий, азот, фосфор и др., при использовании миксотрофных бактерий кроме того добавляются органические углеводы;- for the oxidation of iron in the liquid phase, microelements of the bacterial nutrient medium containing potassium, nitrogen, phosphorus, etc. are added; when using mixotrophic bacteria, organic carbohydrates are also added;
- для адсорбции бактерий используются активированный уголь и полиуретановая пена;- activated carbon and polyurethane foam are used to adsorb bacteria;
- жидкая фаза после извлечения металлов используется для растворения сульфидов;- the liquid phase after metal extraction is used to dissolve sulfides;
- извлечение металлов проводится из фаз последнего чана;- the extraction of metals is carried out from the phases of the last vat;
- извлечение металлов проводится из жидкой фазы каждого чана.- the extraction of metals is carried out from the liquid phase of each tank.
С уменьшением крупности сульфидов повышается поверхность контакта с растворителем и скорость растворения, снижается продолжительность растворения и повышается извлечение металлов. Вместе с тем повышение тонины помола увеличивает энергетические затраты и продолжительность разделения фаз. Крупность сульфидов, подвергающихся растворению, определятся крупностью, полученной в результате предшествующей рудоподготовки или переработки, и определяется также по крупности раскрытия растворяемых сульфидов в материале из данных минералогического анализа, и экономичности процесса. Крупность концентратов флотационного обогащения, например, составляет обычно 60-100% класса минус 0,071-0,074 мм.With a decrease in the size of sulfides, the contact surface with the solvent and the dissolution rate increase, the duration of dissolution decreases, and the recovery of metals increases. At the same time, an increase in grinding fineness increases energy costs and the duration of phase separation. The size of the sulfides subjected to dissolution is determined by the size obtained as a result of previous ore preparation or processing, and is also determined by the size of the opening of the dissolved sulfides in the material from the data of mineralogical analysis, and the efficiency of the process. The size of flotation concentration concentrates, for example, is usually 60-100% of class minus 0.071-0.074 mm.
При выщелачивании минерального сырья находящимся в жидкой фазе реагентом перемешивание способствует увеличению массообменных процессов и скорости растворения минералов.When leaching mineral raw materials in the liquid phase, the reagent mixing helps to increase mass transfer processes and the rate of dissolution of minerals.
Применение серной кислоты для реализации способа определяется условиями выщелачивания сульфидного минерального продукта с использованием ионов трехвалентного железа, условиями жизнедеятельности бактерий, а также возможностью частичного восполнения затрат кислоты на выщелачивание за счет окисления элементной серы, образующейся при окислении сульфидов.The use of sulfuric acid for the implementation of the method is determined by the leaching conditions of the sulfide mineral product using ferric ions, the vital conditions of bacteria, as well as the possibility of partial replenishment of the acid leaching costs due to the oxidation of elemental sulfur formed during the oxidation of sulfides.
Концентрация серной кислоты при растворении сульфидов (более 2 г/л) определяется значением, при котором не происходит осаждение окислителя сульфидов ионов трехвалентного железа при данной температуре, скоростью растворения, увеличивающейся при повышении концентрации кислоты, и значениями, при которых не ингибируется активность бактерий в жидкой фазе, поступающей на биоокисление. С повышением температуры и увеличением концентрации трехвалентного железа концентрация кислоты, при которой трехвалентное железо выпадает в осадок, увеличивается.The concentration of sulfuric acid in the dissolution of sulfides (more than 2 g / l) is determined by the value at which precipitation of the oxidizing agent of sulfides of ferric iron ions does not occur at a given temperature, the dissolution rate, which increases with increasing acid concentration, and the values at which the activity of bacteria in liquid phase supplied to biooxidation. With increasing temperature and increasing the concentration of ferric iron, the acid concentration at which ferric iron precipitates increases.
Для обеспечения растворения сульфидов и бактериального окисления железа, которые осуществляются с потреблением кислоты, а также предотвращения выпадения трехвалентного железа в осадок и снижения в связи с этим скорости растворения, необходимо регулировать концентрацию кислоты в чанах выщелачивания и окисления железа.To ensure the dissolution of sulfides and bacterial oxidation of iron, which are carried out with the consumption of acid, as well as to prevent the precipitation of ferric iron in the precipitate and to reduce the dissolution rate in this connection, it is necessary to regulate the acid concentration in the leaching tanks and iron oxidation.
Трехвалентное железо в растворе кислоты является окислителем сульфидов металлов, поэтому с увеличением концентрации трехвалентного железа в растворе скорость окисления сульфидов увеличивается, по результатам исследований снижение концентрации ионов железа менее 10-12 г/л приводит к уменьшению скорости растворения сульфидов.Ferric iron in an acid solution is an oxidizing agent of metal sulfides, therefore, with an increase in the concentration of ferric iron in solution, the oxidation rate of sulfides increases, according to research results, a decrease in the concentration of iron ions of less than 10-12 g / l leads to a decrease in the dissolution rate of sulfides.
При аэрации газом содержащим кислород скорость окислительного растворения сульфидов находящемся в минералом сырье повышается.During aeration with a gas containing oxygen, the rate of oxidative dissolution of sulfides in the mineral raw materials increases.
Растворение сульфидов в данном способе проводится отделено от бактериального окисления железа, поэтому эти процессы могут производиться в условиях оптимальных для их осуществления. Увеличению скорости и производительности процесса способствует повышение температуры до 100°C, содержание твердой фазы до 60%, концентрации серной кислоты и ионов трехвалентного железа, а также интенсивное перемешивание.The dissolution of sulfides in this method is carried out separated from the bacterial oxidation of iron, so these processes can be carried out under optimal conditions for their implementation. An increase in the speed and productivity of the process is facilitated by an increase in temperature to 100 ° C, a solids content of up to 60%, a concentration of sulfuric acid and ferric ions, as well as intensive mixing.
При высокой плотности пульпы до 60% при перемешивании происходит трение минеральных частиц между собой, приводящее к снятию окисленных пленок на частицах, раскрытию минералов и повышению скорости и глубины растворения.At a high pulp density of up to 60%, with friction, the mineral particles frict with each other, leading to the removal of oxidized films on the particles, the disclosure of minerals and an increase in the speed and depth of dissolution.
При растворении измельченных сульфидов металлов в одном чане с перемешиванием в непрерывном режиме поступившие в чан частицы имеют большую вероятность сразу выйти из него, время пребывания этих частиц в зоне реакции недостаточно для взаимодействия с реакционной средой, что приводит к снижению эффективности растворения. При увеличении количества последовательных чанов, через которые проходят частицы минерального сырья, вероятность выхода частиц из чана без воздействия реагентов снижается. Выщелачивание не менее чем в 2-х последовательных чанах с перемешиванием позволяет обеспечить достаточное время пребывания всех поступающих частиц в зоне реакции.When dissolving crushed metal sulfides in one tank with stirring in a continuous mode, particles entering the tank are more likely to immediately leave it, the residence time of these particles in the reaction zone is not enough for interaction with the reaction medium, which leads to a decrease in the dissolution efficiency. With an increase in the number of successive tanks through which particles of mineral raw materials pass, the probability of particles leaving the tank without exposure to reagents decreases. Leaching in at least 2 consecutive tanks with mixing allows a sufficient residence time of all incoming particles in the reaction zone.
Скорость растворения сульфидов металлов со временем протекания процесса замедляется, в первом чане скорость наиболее высокая, ионы трехвалентного железа воздействуют наиболее интенсивно. В последующих чанах скорость растворения меньше, ионы трехвалентного железа расходуются медленнее, и необходимость их бактериально окислять наступает позже. Целесообразно в связи с этим увеличение продолжительности растворения сульфидов в каждом последующем чане, относительно предыдущего, что может обеспечиваться, например, увеличением объемов чанов.The dissolution rate of metal sulfides with the course of the process slows down, in the first tank the speed is the highest, ferric ions act most intensively. In subsequent vats, the dissolution rate is lower, ferric ions are consumed more slowly, and the need for their bacterial oxidation comes later. It is advisable in this regard to increase the duration of the dissolution of sulfides in each subsequent tank, relative to the previous one, which can be provided, for example, by increasing the volume of tanks.
При окислении сульфидов металлов ионы трехвалентного железа принимают электрон от сульфидной серы и переходят в двухвалентную форму, концентрация трехвалентного железа и скорость растворения снижаются. Для поддержания скорости окисления сульфидов необходимо окислять в жидкой фазе двухвалентное железо в трехвалентное. Для этого производиться разделение выходящей пульпы на твердую и жидкую фазы. Разделение пульпы на твердую и жидкую фазы экономично осуществлять в сгустителе-отстойнике (необходимо кислотостойкое исполнение), а также в центробежном сепараторе.During the oxidation of metal sulfides, ferric ions take an electron from sulfide sulfur and transform into a divalent form, the concentration of ferric iron and the dissolution rate are reduced. To maintain the rate of sulfide oxidation, it is necessary to oxidize ferrous iron to ferric in the liquid phase. For this, separation of the outgoing pulp into solid and liquid phases is carried out. Separation of pulp into solid and liquid phases is economically carried out in a thickener-settler (acid-resistant design is necessary), as well as in a centrifugal separator.
Применение адсорбированных на нейтральном носителе бактерий позволяет значительно повысить концентрацию микроорганизмов, и скорость протока жидкой фазы, так как бактерии прикреплены к носителю и практически не выходят из чана где проводится окисление (не вымываются), что позволяет также уменьшить размеры аппаратов для окисления железа.The use of bacteria adsorbed on a neutral carrier makes it possible to significantly increase the concentration of microorganisms and the flow rate of the liquid phase, since the bacteria are attached to the carrier and practically do not leave the tank where the oxidation is carried out (they are not washed out), which also reduces the size of the apparatus for iron oxidation.
Окисление двухвалентного железа в жидкой фазе с применением адсорбированных железоокисдяющих бактерий осуществляется со скоростью, в несколько раз превышающую скорость без применения адсорбции, влияние различных неблагоприятных факторов на бактерии снижаются, повышается устойчивость процесса окисления.The oxidation of ferrous iron in the liquid phase using adsorbed iron-oxidizing bacteria is carried out at a rate several times higher than the rate without adsorption, the influence of various adverse factors on the bacteria decreases, and the stability of the oxidation process increases.
По результатам исследований адсорбция железоокисляющих бактерий на активированном угле и полиуретановой пене позволяют достичь наибольшей скорости окисления железа.According to the results of studies, the adsorption of iron-oxidizing bacteria on activated carbon and polyurethane foam makes it possible to achieve the highest rate of iron oxidation.
Бактериальное окисление железа проводится при значении pH (в пределах 1,2-2,2) и температуре соответствующим условиям жизнедеятельности применяемых бактерий: мезофиллов 28-35°C, умеренных термофилов 35-45°C, термофилов 45-60°C, экстремальных термофилов - более 60°C, известны культуры бактерий окисляющих железо при температуре до 90°C.Bacterial oxidation of iron is carried out at a pH value (within 1.2-2.2) and a temperature corresponding to the vital conditions of the bacteria used: mesophylls 28-35 ° C, moderate thermophiles 35-45 ° C, thermophiles 45-60 ° C, extreme thermophiles - more than 60 ° C, cultures of bacteria oxidizing iron are known at temperatures up to 90 ° C.
Необходимыми условиями для бактериального окисления железа в жидкой фазе является присутствие растворенного кислорода и углекислого газа, которые могут подаваться в виде воздуха или воздуха обогащенного углекислым газом. Увеличение концентрации углекислого газа в воздухе способствует повышению количества бактерий. При высокой скорости окисления железа достаточно насыщение жидкой фазы газом содержащим кислород и углекислый газ перед окислением железа адсорбированными бактериями.The necessary conditions for the bacterial oxidation of iron in the liquid phase is the presence of dissolved oxygen and carbon dioxide, which can be supplied in the form of air or air enriched in carbon dioxide. Increasing the concentration of carbon dioxide in the air increases the number of bacteria. At a high rate of iron oxidation, it is sufficient to saturate the liquid phase with a gas containing oxygen and carbon dioxide before oxidation of iron with adsorbed bacteria.
Растворение сульфидов в каждом чане может производиться при высокой температуре для повышения скорости и производительности процесса. Скорость разделения пульпы на жидкую и твердую фазу при повышении температуры увеличивается. После разделения пульпы на фазы жидкая фаза также может иметь высокую температуру. Бактериальное окисление железа можно осуществлять адсорбированными термофильными культурами бактерий соответствующими температуре поступающей жидкой фазы. При использовании бактерий существующих при температуре более низкой, чем температура поступающей на окисление железа жидкой фазы, ее охлаждают до соответствующей температуры, например, для мезофильных культур до 38-40°C.Sulfides can be dissolved in each tank at high temperature to increase the speed and productivity of the process. The rate of separation of the pulp into liquid and solid phase increases with increasing temperature. After separation of the pulp into phases, the liquid phase may also have a high temperature. Bacterial oxidation of iron can be carried out by adsorbed thermophilic cultures of bacteria corresponding to the temperature of the incoming liquid phase. When using bacteria existing at a temperature lower than the temperature of the liquid phase supplied to the oxidation of iron, it is cooled to the appropriate temperature, for example, for mesophilic cultures, to 38–40 ° C.
Жидкая фаза после бактериального окисления железа направляется в следующий чан выщелачивания сульфидного минерального сырья, или в предыдущий чан, и может одновременно частично поступать на очищение и извлечение из нее металлов.After bacterial oxidation of iron, the liquid phase is sent to the next leaching tank of sulphide mineral raw materials, or to the previous tank, and can at the same time partially go to the purification and extraction of metals from it.
Для жизнедеятельности бактерий необходимы минеральные элементы питания - калий, фосфор и азот, и дополнительно для миксотрофных бактерий - органические углеводы, соединения этих элементов добавляются в жидкую фазу бактериального окисления железа.Mineral nutrients — potassium, phosphorus and nitrogen — are needed for bacterial activity, and organic carbohydrates are additionally required for mixotrophic bacteria, and compounds of these elements are added to the liquid phase of bacterial iron oxidation.
Бактериальное окисление железа обычно осуществляется несколькими культурами бактерий - ассоциацией, сообществом бактерий, которые могут быть взяты при подготовке, так и выделиться в процессе к реализации способа. Применение ассоциаций бактерий позволяет повысить устойчивость процесса бактериального окисления.Bacterial oxidation of iron is usually carried out by several cultures of bacteria - an association, a community of bacteria that can be taken in preparation, and stand out in the process for implementing the method. The use of bacterial associations can increase the stability of the bacterial oxidation process.
В жидкой фазе после извлечения растворенных целевых металлов содержится кислота и ионы железа, которые используются для растворения сульфидов, поэтому целесообразно ее повторно использовать для процесса. Если в жидкой фазе содержатся ионы двухвалентного железа, то ее направляют на окисление железа, если ионы трехвалентного железа, - то в стадию растворения сульфидов.After the extraction of the dissolved target metals, the liquid phase contains acid and iron ions, which are used to dissolve sulfides; therefore, it is advisable to reuse it for the process. If the liquid phase contains ferrous ions, then it is sent to the oxidation of iron, if ferric ions, then to the stage of dissolution of sulfides.
Частичное или полное извлечение растворенных металлов из жидкой фазы позволяет повысить градиент концентрации извлекаемых металлов и, соответственно, скорость и производительность процесса.Partial or complete extraction of dissolved metals from the liquid phase allows to increase the concentration gradient of the extracted metals and, accordingly, the speed and productivity of the process.
Извлечение металлов производится из твердой фазы последнего чана выщелачивания и разделения пульпы на фазы, так как в этом случае продолжительность и эффективность растворения сульфидов больше.Extraction of metals is carried out from the solid phase of the last vat of leaching and separation of the pulp into phases, since in this case the duration and efficiency of dissolution of sulfides is greater.
Извлечение металлов из жидкой фазы может осуществляться различными методами, в частности цементацией, сорбцией, методом жидкостной экстракции с последующей электроэкстракцией и др. Извлечение благородных металлов после их вскрытия за счет растворения сульфидов в минеральных продуктах осуществляют выщелачиванием кека цианидом, тиокарбамидом, хлорными или другими реагентами.Extraction of metals from the liquid phase can be carried out by various methods, in particular, cementation, sorption, liquid extraction followed by electroextraction, etc. The extraction of precious metals after opening them by dissolving sulfides in mineral products is carried out by leaching the cake with cyanide, thiocarbamide, chlorine or other reagents.
Изобретение поясняется примерами реализации способа и фигурой 1.The invention is illustrated by examples of the method and figure 1.
Пример 1.Example 1
Извлечение металлов из сульфидного концентрата, содержащего пентландит, халькопирит и пирротин для извлечения никеля и меди в раствор и вскрытия платиноидов в пирротиновом концентрате крупностью 90% класса минус 0,074 мм, содержащем 1,15% никеля, 0,25% меди и до 3,5 г/т металлов платиновой группы.Extraction of metals from a sulfide concentrate containing pentlandite, chalcopyrite and pyrrhotite to extract nickel and copper into a solution and open platinum in a pyrrhotite concentrate with a particle size of 90% class minus 0.074 mm containing 1.15% nickel, 0.25% copper and up to 3.5 g / t platinum group metals.
Выщелачивание сульфидного концентрата осуществляется в двух последовательных чанах следующим образом:Leaching of a sulfide concentrate is carried out in two successive tanks as follows:
- распульповка исходного сульфидного концентрата в чане с жидкой фазой, возвращаемой после окисления железа бактериями после первого чана, при содержании твердой фазы до 30%, с регулированием концентрации серной кислоты около 2-2,5 г/л;- repulping of the initial sulfide concentrate in a tank with a liquid phase, returned after iron oxidation by bacteria after the first tank, with a solids content of up to 30%, with regulation of the concentration of sulfuric acid about 2-2.5 g / l;
- выщелачивание металлов в чане при механическом перемешивании, температуре до 90°C, аэрации воздухом, с жидкой фазой, содержащей ионы трехвалентного железа концентрацией 20-25 г/л, с регулированием концентрации серной кислоты 2,0-2,5 г/л, продолжительностью 6 часов;- leaching of metals in a tub with mechanical stirring, temperature up to 90 ° C, aeration with air, with a liquid phase containing ferric ions with a concentration of 20-25 g / l, with regulation of the concentration of sulfuric acid 2.0-2.5 g / l, lasting 6 hours;
- разделение пульпы выходящей из чана в отстойнике-сгустителе на твердую и жидкую фазы, вывод части жидкой фазы при достижении концентрации никеля в ней до 5 г/л для извлечения металлов, возврат жидкой фазы после извлечения металлов на распульповку в первый чан, подготовка жидкой фазы сгущения для окисления охлаждением до 40°C в теплообменнике, насыщение жидкой фазы воздухом;- separation of the pulp leaving the vat in the settler-thickener into solid and liquid phases, withdrawal of a part of the liquid phase when the nickel concentration in it reaches 5 g / l for metal recovery, return of the liquid phase after metal extraction to pulp into the first tank, preparation of the liquid phase thickening for oxidation by cooling to 40 ° C in a heat exchanger; saturation of the liquid phase with air;
- окисление ионов железа (II) в жидкой фазе в отдельном реакторе мезофильными тионовыми бактериями, адсорбированными на активированном угле при значении pH 1,8, температуре до 40°C, при скорости потока 10 л/ч, в отдельном реакторе, направление жидкой фазы после окисления на распульповку первого чана растворения сульфидов.- oxidation of iron (II) ions in the liquid phase in a separate reactor by mesophilic thionic bacteria adsorbed on activated carbon at a pH of 1.8, temperatures up to 40 ° C, at a flow rate of 10 l / h, in a separate reactor, the direction of the liquid phase after oxidation to pulp the first vat of dissolution of sulfides.
- выщелачивание твердой фазы после сгущения пульпы первого чана во втором чане объемом в 1,5 раза больше, чем первый чан, при механическом перемешивании, температуре до 90°C, раствором, содержащим ионы трехвалентного железа, концентрацией до 35 г/л, регулирование концентрации серной кислоты около 2-2,5 г/л, продолжительностью 9 часов;- leaching of the solid phase after thickening the pulp of the first vat in the second vat is 1.5 times larger than the first vat, with mechanical stirring, temperature up to 90 ° C, with a solution containing ferric ions, concentration up to 35 g / l, concentration control sulfuric acid about 2-2.5 g / l, lasting 9 hours;
- разделение пульпы выходящей из чана в отстойнике-сгустителе на твердую и жидкую фазы, вывод части жидкой фазы при достижении концентрации никеля в ней до 4-5 г/л для извлечения металлов, возврат жидкой фазы после извлечения металлов на распульповку второго чана, подготовка жидкой фазы сгущения к окислению охлаждением до 40°C в теплообменнике и насыщение жидкой фазы воздухом и окисление ионов двухвалентного железа в жидкой фазе мезофильными тионовыми бактериями, адсорбированными на активированном угле, при значении pH 1,8, температуре до 40°C, при скорости потока до 15 л/ч, направление жидкой фазы после окисления на распульповку второй стадии растворения.- separation of the pulp leaving the vat in the settler-thickener into solid and liquid phases, withdrawal of a part of the liquid phase when the nickel concentration in it reaches 4-5 g / l for metal recovery, return of the liquid phase after metal extraction to pulp the second tank, preparation of the liquid thickening phases to oxidation by cooling to 40 ° C in a heat exchanger and the saturation of the liquid phase with air and the oxidation of ferrous ions in the liquid phase by mesophilic thionic bacteria adsorbed on activated carbon at a pH of 1.8, temperatures up to 40 ° C, at a flow rate of up to 15 l / h, the direction of the liquid phase after oxidation to pulp the second stage of dissolution.
Извлечение металлов платиновой группы флотацией из твердой фазы сгущения после второго чана в концентрат.Extraction of platinum group metals by flotation from the solid phase of thickening after the second tank into a concentrate.
Извлечение никеля и меди в раствор составляет 88% и 84% соответственно, степень вскрытия металлов платиновой группы - 78%. Скорость окисления железа повышается в 7,5 раз, производительность растворения сульфидов металлов повышается в 1,7 раза, общий размер чанов для окисления железа уменьшается в 4 раза по сравнению с применением прототипа.The extraction of nickel and copper in solution is 88% and 84%, respectively, the degree of opening of metals of the platinum group is 78%. The oxidation rate of iron increases by 7.5 times, the dissolution rate of metal sulfides increases by 1.7 times, the total size of the tanks for iron oxidation is reduced by 4 times compared with the use of the prototype.
Пример 2.Example 2
Извлечение золота из упорного арсенопирит-пиритного концентрата флотационного обогащения, измельченного до крупности 100% класса - 0,044 мм, содержащего 3,2 г/т золота. Для вскрытия золота проводится выщелачивание сульфидов в чанах.Extraction of gold from refractory arsenopyrite-pyrite concentrate flotation concentration, crushed to a particle size of 100% class - 0,044 mm, containing 3.2 g / t of gold. To open gold, leaching of sulfides in vats is carried out.
Распульповка концентрата в чане жидкой фазой возвращаемой из последней стадии, взаимодействие сульфидного концентрата с жидкой фазой при механическом перемешивании, аэрации воздухом, в трех последовательных чанах, в первом чане при температуре до 70°C, содержании твердой фазы до 30%, концентрации серной кислоты 3 г/л, концентрации ионов железа 15 г/л, продолжительностью 3 ч; во втором чане при температуре до 60°C, содержании твердой фазы до 24%, концентрации серной кислоты 3 г/л, концентрации ионов железа 21 г/л, продолжительностью 5 ч; на третьем чане при температуре 55°C, содержании твердой фазы 20%, концентрации серной кислоты 3 г/л, концентрации ионов железа 25 г/л, продолжительностью 6 ч.Reconstitution of the concentrate in the tank with the liquid phase returned from the last stage, the interaction of the sulfide concentrate with the liquid phase with mechanical stirring, air aeration, in three successive tanks, in the first tank at temperatures up to 70 ° C, solid phase content up to 30%, sulfuric acid concentration 3 g / l, the concentration of iron ions 15 g / l, lasting 3 hours; in the second tank at temperatures up to 60 ° C, solid content up to 24%, sulfuric acid concentration 3 g / l, iron ion concentration 21 g / l, lasting 5 hours; on the third tank at a temperature of 55 ° C, a solid phase content of 20%, a sulfuric acid concentration of 3 g / l, an iron ion concentration of 25 g / l, lasting 6 hours
Разделение пульпы, выходящая из каждого чана, на жидкую и твердую фазу, направление твердой фазы из первого и второго чана в третий чан выщелачивания, охлаждение до 60°C жидкой фазы из первого и второго чана в теплообменнике, добавление солей калия, азота, фосфора и дрожжевой бражки, насыщение жидкой фазы воздухом, обогащенным углекислым газом, окисление железа адсорбированными на угле термофильными железоокисляющими миксотрофными бактериями при значении pH 1,6 и направление в следующий чан выщелачивания сульфидов металлов концентрата.Separation of the pulp leaving each tank into a liquid and solid phase, direction of the solid phase from the first and second tanks to the third leach tank, cooling of the liquid phase from the first and second tanks to 60 ° C in the heat exchanger, addition of potassium, nitrogen, phosphorus and yeast brew, saturation of the liquid phase with air enriched with carbon dioxide, oxidation of iron adsorbed on coal by thermophilic iron-oxidizing mixotrophic bacteria at a pH of 1.6 and the direction to the next vial of leaching of metal sulfide concentrate.
Из твердой фазы третьего чана выщелачивания сульфидов металлов - извлечение золота сорбционным цианированием, из жидкой фазы третьего чана осаждается мышьяк при pH 3,2, затем жидкая фаза доукрепляется кислотой и поступает в первый чан выщелачивания.From the solid phase of the third vat of leaching of metal sulfides - extraction of gold by sorption cyanidation, arsenic is precipitated from the liquid phase of the third vat at pH 3.2, then the liquid phase is strengthened with acid and enters the first leach vat.
Из активированного угля, применяемого для концентрирования бактерий адсорбцией, после длительного проведения процесса окисления железа при протекании раствора через реактор, наполненный углем, извлекают золото, сорбированное из жидкой фазы.From the activated carbon used to concentrate bacteria by adsorption, after a long process of oxidizing iron during the flow of a solution through a reactor filled with coal, gold sorbed from the liquid phase is recovered.
Степень растворения сульфидов за 14 часов составляет 91,3%, что приводит к повышению извлечения золота при последующем цианировании. Скорость окисления железа повышается в 7,0 раз, производительность растворения сульфидов металлов повышается в 1,4 раза, размер чанов для окисления железа уменьшается в 4,2 раза по сравнению с применением прототипа.The degree of dissolution of sulfides in 14 hours is 91.3%, which leads to an increase in gold recovery during subsequent cyanidation. The oxidation rate of iron increases by 7.0 times, the dissolution rate of metal sulfides increases by 1.4 times, the size of the tanks for iron oxidation decreases by 4.2 times compared with the use of the prototype.
Пример 3.Example 3
Извлечение меди и цинка из медеплавильного шлака крупностью 80% минус 0,074 мм, содержащего 1,05% меди и 3,5% цинка растворением сульфидов металлов и элементной меди в четырех последовательных чанах при температуре до 50°C, концентрации серной кислоты до 5-8 г/л, концентрации ионов трехвалентного железа 10-15 г/л, плотности пульпы до 60% твердого, аэрации воздухом, продолжительностью по 3, 4, 5, 6 часов.Extraction of copper and zinc from copper smelting slag with a particle size of 80% minus 0.074 mm, containing 1.05% copper and 3.5% zinc by dissolving metal sulfides and elemental copper in four successive tanks at temperatures up to 50 ° C, sulfuric acid concentration up to 5-8 g / l, the concentration of ferric ions of 10-15 g / l, pulp density up to 60% solid, aeration with air, lasting 3, 4, 5, 6 hours.
Разделение в отстойниках-сгустителях пульпы выходящей из чанов на твердую и жидкую фазы, загрузка сгущенной твердой фазы из отстойника предыдущего чана выщелачивания в последующие чаны.Separation in the clarifier-thickeners of the pulp leaving the vats into solid and liquid phases, loading of the condensed solid phase from the sump of the previous leach vat into the subsequent vats.
Добавление в жидкую фазу солей калия, азота, фосфора, бактериальное окисление железа в жидкой фазе из отстойника каждого чана при температуре 38°C, значении pH 1,4 в колонне с адсорбированной на полиуретановой пене биомассой железоокисляющих бактерий, вывод части жидкой фазы каждого чана при концентрации меди 3-4 г/л, извлечение меди и цинка из выведенной жидкой фазы, возврат не выведенной окисленной жидкой фазы и жидкой фазы после извлечения металлов в тот же чан выщелачивания.The addition of potassium, nitrogen, phosphorus salts to the liquid phase, bacterial oxidation of iron in the liquid phase from the sump of each tank at a temperature of 38 ° C, a pH value of 1.4 in a column with iron-oxidizing bacteria biomass adsorbed on polyurethane foam, and the conclusion of a part of the liquid phase of each tank at the concentration of copper is 3-4 g / l, the extraction of copper and zinc from the extracted liquid phase, the return of not removed oxidized liquid phase and liquid phase after the extraction of metals in the same leaching tank.
Извлечение меди и цинка в раствор из шлака составляет 85,5% и 90,5% соответственно при общей продолжительности 20 часов. Производительность растворения сульфидов металлов повышается в 1,2 раза, скорость окисления железа повышается в 6,5 раз, размер чанов для окисления железа уменьшается в 3,8 раза по сравнению с применением прототипа.The recovery of copper and zinc into the solution from the slag is 85.5% and 90.5%, respectively, with a total duration of 20 hours. The dissolution rate of metal sulfides increases by 1.2 times, the rate of oxidation of iron increases by 6.5 times, the size of the tanks for the oxidation of iron decreases by 3.8 times in comparison with the use of the prototype.
Claims (12)
13 Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение металлов проводят из жидкой фазы каждого чана. 12. The method according to claim 1, characterized in that the extraction of metals is carried out from the phases of the last vat.
13 The method according to claim 1, characterized in that the extraction of metals is carried out from the liquid phase of each tank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127645/02A RU2468098C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to extract metals from sulphide mineral raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011127645/02A RU2468098C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to extract metals from sulphide mineral raw materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2468098C1 true RU2468098C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011127645/02A RU2468098C1 (en) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | Method to extract metals from sulphide mineral raw materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2468098C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537631C1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Installation of bacterial leaching of metals from technogenic wastes |
| RU2659502C1 (en) * | 2017-09-22 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of the oxidizer for metals leaching from sulfide mineral raw materials production |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571387A (en) * | 1983-01-26 | 1986-02-18 | British Columbia Research Council | Biological-acid leach process |
| EP0522978A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Newmont Mining Corporation | Biooxidation process for recovery of metal values from sulfur-containing ore materials |
| WO2000071763A1 (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Bactech (Australia) Pty Ltd. | An improved method for heap leaching of chalcopyrite |
| CA2282848A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-20 | Billiton Sa Limited | Copper and nickel recovery |
| RU2203336C1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-04-27 | Бирюков Валентин Васильевич | Method of processing sulfide copper-zinc products |
| ES2301419A1 (en) * | 2004-06-03 | 2008-06-16 | The University Of British Columbia | Leaching process for copper concentrates |
| RU2418870C2 (en) * | 2009-05-12 | 2011-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Procedure for processing sulphide mineral products using bacteria for extraction of metals |
-
2011
- 2011-07-06 RU RU2011127645/02A patent/RU2468098C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571387A (en) * | 1983-01-26 | 1986-02-18 | British Columbia Research Council | Biological-acid leach process |
| EP0522978A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Newmont Mining Corporation | Biooxidation process for recovery of metal values from sulfur-containing ore materials |
| WO2000071763A1 (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Bactech (Australia) Pty Ltd. | An improved method for heap leaching of chalcopyrite |
| CA2282848A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-20 | Billiton Sa Limited | Copper and nickel recovery |
| RU2203336C1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-04-27 | Бирюков Валентин Васильевич | Method of processing sulfide copper-zinc products |
| ES2301419A1 (en) * | 2004-06-03 | 2008-06-16 | The University Of British Columbia | Leaching process for copper concentrates |
| RU2418870C2 (en) * | 2009-05-12 | 2011-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Procedure for processing sulphide mineral products using bacteria for extraction of metals |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537631C1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Installation of bacterial leaching of metals from technogenic wastes |
| RU2659502C1 (en) * | 2017-09-22 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of the oxidizer for metals leaching from sulfide mineral raw materials production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahmadi et al. | Bioleaching of copper, nickel and cobalt from the low grade sulfidic tailing of Golgohar Iron Mine, Iran | |
| Hubau et al. | Bioleaching to reprocess sulfidic polymetallic primary mining residues: Determination of metal leaching mechanisms | |
| RU2483127C1 (en) | Method of processing refractory gold-bearing pyrrotine-arsenopyrite ore | |
| Park et al. | Bioleaching of highly concentrated arsenic mine tailings by Acidithiobacillus ferrooxidans | |
| US2829964A (en) | Cyclic leaching process employing iron oxidizing bacteria | |
| Romero et al. | Copper recovery from chalcopyrite concentrates by the BRISA process | |
| Chen et al. | Bioleaching of copper sulfides using mixed microorganisms and its community structure succession in the presence of seawater | |
| CN101698904A (en) | Method for extracting sulfide minerals of nonferrous metals and method for recycling sulfur in extracted filtered residues thereof | |
| Chen et al. | Effects of forced aeration on community dynamics of free and attached bacteria in copper sulphide ore bioleaching | |
| RU2418870C2 (en) | Procedure for processing sulphide mineral products using bacteria for extraction of metals | |
| US5462720A (en) | Process for biolixiviating copper sulfides by indirect contact with separation of effects | |
| BRPI0816821B1 (en) | controlled copper recovery and leaching process | |
| Natal'ya et al. | Two-stage bacterial–chemical oxidation of refractory gold-bearing sulfidic concentrates | |
| Carranza et al. | Treatment of copper concentrates containing chalcopyrite and non-ferrous sulphides by the BRISA process | |
| Mousavi et al. | The effects of Fe (II) and Fe (III) concentration and initial pH on microbial leaching of low-grade sphalerite ore in a column reactor | |
| Souza et al. | Effect of iron in zinc silicate concentrate on leaching with sulphuric acid | |
| RU2468098C1 (en) | Method to extract metals from sulphide mineral raw materials | |
| Smalley et al. | Operation of the Las Cruces ferric sulphate leach pilot plant | |
| CN109957649B (en) | Method for preparing high-quality iron ore concentrate and cooperatively recovering copper and zinc from complex sulfur ore concentrate | |
| Lu et al. | Relationships among bioleaching performance, additional elemental sulfur, microbial population dynamics and its energy metabolism in bioleaching of chalcopyrite | |
| RU2336343C1 (en) | Method of extraction metals out of complex ores, containing precious metals | |
| MXPA01003809A (en) | Process for bioleaching of copper concentrates. | |
| Samadzadeh et al. | Comparison of copper dissolution in chalcopyrite concentrate bioleaching with Acidianus brierleyi in different initial pH values | |
| RU2413019C1 (en) | Procedure for extraction of gold from refractory gold containing ore | |
| RU2337156C1 (en) | Method of vat bacterial leaching of sulphide containing products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150707 |