專利名稱：閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋅精礦中生物提鎘工藝，特別是鐵閃鋅礦精礦中生物提鎘工藝。
背景技術：
鎘作為我國的一種優(yōu)勢稀散金屬資源，常與多金屬鋅精礦伴生，經(jīng)過選礦后，鎘主要富集于鋅精礦中。因此，浮選后的鋅精礦是提取鎘的一大重要原料來源。傳統(tǒng)提煉工藝不但流程長、工序多、設備龐雜、投資大、而且渣處理量大、鎘的回收率大多在70%以下。長期以來，對鎘的富集綜合回收是一個十分棘手的問題，現(xiàn)在還沒有很理想的冶煉處理方法。為了高效綜合回收鋅精礦中的鎘資源，加強濕法提鎘清潔及無害化生產、技術的研究與開發(fā)， 意義非常重大。生物冶金工藝由于具有流程短、設備簡單、投資少、成本低、對環(huán)境友好、能處理復雜多金屬礦物等優(yōu)點而提供了一條回收鋅精礦中稀散金屬的新途徑。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，該工藝不同于傳統(tǒng)的選冶工藝，即不需要經(jīng)過高能耗的高溫熔煉，新工藝不排放污染性大的煙塵和二氧化硫等有毒氣體，本工藝流程短、設備簡單、投資省、成本低、無污染，提高了鋅和鎘的回收率，綜合利用了低品位鎘礦產資源，可獲得更大的效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案這種鋅精礦中生物提鎘工藝，它包括以下步驟(1)將浸礦菌，該菌保藏號CCTCC No =M 208162，經(jīng)馴化及放大培養(yǎng)，獲得適應性的浸礦菌；(2)將含鎘鋅精礦石送至攪拌浸出工序；(3)將(1)中放大培養(yǎng)的浸礦菌液加至含有礦漿的連續(xù)攪拌罐中；(4)浸出工序出來的浸出液送至石灰石沉淀除鐵；(5)除鐵后溶液送至鎘萃取電積回收工序。(1)浸礦菌的獲得本發(fā)明中所用的浸礦菌已保藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中心武漢大學內，名稱為 Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-l，保藏登記號 CCTCC No :M208162，保藏時間為2008年10月17日，取得該菌種之后，在pH值為1. 5 2. 5的普通自來水中加入所需浸出的鋅精礦礦石、氮源和磷源進行浸礦細菌適應性馴化培養(yǎng)2 5次，然后逐級放大培養(yǎng) 6 10次。其中細菌接種量為培養(yǎng)物總體積的10 30%，加入的礦粉量為培養(yǎng)物總重量的2 15% ；加入的氮源物質為碳酸銨或氨水或硝酸鈣、磷源物質為磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀，加入量為培養(yǎng)物總重量的0. 01 0. 05%。。獲得菌濃度為IO7 IO9個/ml的適應性馴化浸礦菌，其生長溫度在范圍在15 45°C，pH在1. 0 5. 0之間，最佳生長溫度在28 35°C、pHl. 7 2. 2，該菌對鐵閃鋅礦的浸出有很強的專屬性，隨后用于進行鋅精礦的生物攪拌浸出。
(2)鋅精礦中鎘的連續(xù)攪拌生物浸出鋅精礦是經(jīng)過浮選之后的礦石，無需細磨，粒度即可達到攪拌浸出所要求的粒度，小于0.075mm。然后與稀硫酸溶液混合，形成濃度為10 % 25 %的礦漿，調節(jié)pH值為1.5 2.0，泵入連續(xù)的攪拌罐內，再接入專屬的浸礦菌液，其與礦漿的體積百分比為 5%-15%，最終形成的礦漿pH值保持在1.5 2.0。該浸礦菌液中含菌為(L印tospirillum ferrooxidans Retech-SPL-l，保藏登記號 CCTCC No :M208162，保藏時間為 2008 年 10 月 17 日)IO7個/ml以上，其氧化還原電位在450mv (vs. SCE)以上(所測量的電位值是相對于飽和甘汞電極的測量值)。攪拌過程中攪拌器轉速為180 250rpm。無需加溫。一段浸出后， 進入下一段攪拌浸出，經(jīng)過3 4段的連續(xù)浸出使得鎘的濃度達到0. 5g/L以上。所述的生物攪拌罐中槳葉的攪拌速度為180 250rpm。(3)含鋅鎘浸出液的凈化將O)中浸出液采用石灰石對浸出液中的三價鐵進行中和，除鐵后溶液pH值為 4. 0 4. 5，三價鐵的去除率大于98%，經(jīng)兩段洗滌，鎘的損失率降至2%。(4)鎘回收將(3)中除鐵后溶液進行鎘的萃取，調節(jié)溶液pH值為0.5 1.0，萃取劑 D2EHPA (商品名稱P204)濃度15% 25%，稀釋劑為沈0#磺化煤油，萃取級數(shù)為1 3級， 相比0/A為1 6 1 10，使用100g/L 150g/L的硫酸溶液進行洗滌，鎘的萃取率大于99%。反萃相比0/A為8 1 12 1，反萃級數(shù)為2 4級，鎘的反萃率在97%以上。 得到的鎘濃縮液直接電積。本發(fā)明的效果是除了有利于環(huán)保外，還可以用來開發(fā)傳統(tǒng)選冶技術難以綜合利用的鋅鎘伴生資源，尤其適合用于鐵閃鋅礦精礦中含有的低品位鎘資源，對有效擴大鎘礦產資源的利用范圍，提高鋅和鎘的綜合利用率有著重要意義。


圖1為本發(fā)明一種實施例的工藝流程框圖
具體實施例方式如圖 1 所示,將經(jīng)保藏的浸礦菌(I^ptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-l, 保藏登記號CCTCC No :M208162，保藏時間為2008年10月17日)，進行馴化及放大培養(yǎng)1 得到馴化菌，鋅精礦粒度控制在粒徑小于0. 075mm，鋅精礦與稀硫酸混合形成礦漿2，3為連續(xù)攪拌浸出，4為去除浸出液中三價鐵的沉淀除鐵，5為鎘萃取，6為鎘的反萃電積，得到鎘 ^^ I^l ο以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1該新工藝應用于我國西北某鋅精礦，該礦樣以鐵閃鋅礦為主，另外還有少量黃鐵礦、黃銅礦、脈石礦物和極微量的方鉛礦。脈石礦物主要是碳酸鹽礦物(方解石和白云石)， 以及少量的石英、長石等。所有礦物基本上全為單體顆粒狀態(tài)。礦石中鋅含量為47. 62%， 鐵 13. 07%，鎘 0. 26%，硫 30. 77%。(1)浸礦菌的復壯與放大培養(yǎng)
浸礦菌(該菌在中國典型培養(yǎng)物保藏中心武漢大學內寄存，培養(yǎng)物名稱為 Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-l，保藏登記號 CCTCC No :M208162，保藏時間為2008年10月17日)，在pH值為1. 5 2. 0的普通自來水中加入粒度為小于0. 075mm的我國西北某鋅精礦石、碳酸銨和磷酸氫二鉀進行浸礦細菌適應性馴化轉接培養(yǎng)4次，然后逐級放大培養(yǎng)10次。其中每次細菌接種量為培養(yǎng)物總體積的10%，加入的鋅精礦粉量為培養(yǎng)物總重量的5% ；加入的碳酸銨、磷酸二氫鉀的量分別為培養(yǎng)物總重量的0. 04%。；培養(yǎng)溫度25 45°C。最終獲得馴化菌濃度大于IO7個/ml的適應性浸礦菌，對鋅的耐受能力大于 80g/L，菌液電位達到600mv(vs. SCE)。該菌液即可接入礦漿中進行攪拌浸出。(2)礦石中鎘的連續(xù)攪拌生物浸出將粒度為小于0. 075mm的我國西北某鋅精礦，加入pHl. 0 1. 5的稀硫酸溶液，礦漿濃度為20%，平衡池，待礦漿pH穩(wěn)定后，投入到連續(xù)攪拌罐內，接入10% (ν/ν)的含適應性馴化放大培養(yǎng)好的浸礦菌液，其中含浸礦菌IO7 IO8個/ml，菌液的氧化還原電位大于 580mv(vs. SCE)，菌液的pH值為1. 5 2. 0，攪拌轉速為230rpm，一段攪拌浸出10天后，進入二段繼續(xù)攪拌浸出10天，浸出過程經(jīng)3 4段后，鎘的浸出率達到80%以上，所得浸出液可進行下一步作業(yè)。(2)鋅鎘浸出液中三價鐵的去除浸出液的成分為=Zn2+23. 5g/L,Fe3+ 4. 71g/L,Fe2+ 0. 042g/L, Cd2+ 0. 529g/LpH 值 1. 75。添加石灰石，調節(jié)pH值到4. 0 4. 5之間，三價鐵形成氫氧化鐵沉淀，其去除率大于 98 %。經(jīng)兩段洗滌，鎘的損失率由原來的8 %降至2 %。(3)鎘回收除鐵后的溶液進行鎘的萃取，D2EHPA濃度20%，稀釋劑為260#磺化煤油，兩級萃取，相比0/A為1 8，使用150g/L硫酸溶液洗滌，鎘的萃取率99.4%。反萃相比0/A為 10 1，三級反萃，鎘的反萃率在97%以上。得到的鎘濃縮液直接電積。本發(fā)明的效果是除了有利于環(huán)保外，還可以用來開發(fā)傳統(tǒng)選冶技術難以綜合利用的鋅鎘伴生資源，尤其適合用于鐵閃鋅礦精礦中含有的低品位鎘資源，對有效擴大鎘礦產資源的利用范圍，提高鋅和鎘的綜合利用率有著重要意義。
權利要求
1.一種閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于它包括(1)將浸礦菌，該菌保藏號CCTCCNo =M 208162，經(jīng)馴化及放大培養(yǎng)，獲得適應性的浸礦菌；(2)將含鎘鋅精礦石送至攪拌浸出工序；(3)將(1)中放大培養(yǎng)的浸礦菌液加至含有礦漿的連續(xù)攪拌罐中；(4)浸出工序出來的浸出液送至石灰石沉淀除鐵；(5)除鐵后溶液送至鎘萃取電積回收工序。
2.根據(jù)權利要求1所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于所述的浸礦菌的馴化、放大培養(yǎng)條件為在普通自來水中加入所需浸出的鋅精礦粉、氮源和磷源進行浸礦細菌適應性馴化培養(yǎng)，然后逐級放大培養(yǎng)，其中細菌接種量為培養(yǎng)物總體積的10 30%，加入的礦粉量為培養(yǎng)物總重量的2 15% ；加入的氮源物質和磷源物質的量分別為培養(yǎng)物總重量的0. 01 0. 05%。，獲得菌濃度為IO7 IO9個/ml的適應性馴化浸礦菌，其生長溫度在15 45°C，pH在1. 0 5. 0之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于所述的加入的鋅精礦粉的粒度是小于0. 075mm、氮源物質為碳酸銨或氨水或硝酸鈣，磷源物質為磷酸氫二鉀或磷酸二氫鉀。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于所述的浸礦細菌適應性馴化培養(yǎng)的轉接次數(shù)為2 5次，逐級放大培養(yǎng)的級數(shù)是6 10次。
5.根據(jù)權利要求1所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于所述的攪拌罐中槳葉的攪拌速度為180 250rpm。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于所述的生物攪拌浸出過程中，接入馴化放大培養(yǎng)好的浸礦菌液與礦漿的體積比為5% 15%。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，其特征在于該工藝為連續(xù)給料，連續(xù)浸出的工藝，浸出過程為3 4段。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝其特征在于所述的還原后的鋅鎘浸出進行鎘萃取，萃取級數(shù)為1 3級，相比0/A為1 6 1 10，IOOg/ L 150g/L硫酸溶液洗滌后，反萃級數(shù)為2 4級，相比0/A為8 1 12 1。
全文摘要
一種閃鋅礦精礦連續(xù)攪拌生物提鎘工藝，它包括(1)將浸礦菌(其名稱為Leptospirillum ferrooxidans Retech-SPL-1，該菌保藏號CCTCC NoM208162)經(jīng)馴化及放大培養(yǎng)，獲得適應性的浸礦菌；(2)將含鎘鋅精礦石送至攪拌浸出工序；(3)將(1)中放大培養(yǎng)的浸礦菌液加至含有礦漿的連續(xù)攪拌罐中；(4)浸出工序出來的浸出液送至石灰石沉淀除鐵；(5)除鐵后溶液送至鎘萃取電積回收工序。本發(fā)明優(yōu)點除了有利于環(huán)保外，還可以用來開發(fā)傳統(tǒng)選冶技術不易綜合利用的低品位鎘資源，擴大鎘的礦產資源利用范圍，提高鎘的綜合利用率。
文檔編號C22B3/46GK102337401SQ20101023782
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者劉學, 劉美林, 武名麟, 武彪, 溫建康 申請人:北京有色金屬研究總院