硫化铜矿细菌浸出

化铜矿的浸出效果:
辉铜矿＞斑铜矿＞方黄铜矿＞铜蓝矿＞
黄铜矿
细菌浸出中辉铜矿最易，黄铜矿最难。 总之这些都是试验而得出的，只是经验 的总结。
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6.2硫化铜矿的浸出理论基 础
(一) 辉铜矿的浸出
(1) 浸出步骤
第一步
Cu2S+ Fe2(SO)3→ CuSO4 + CuS+2FeSO4 (1) 第二步
硫化铜矿的细菌浸出
6.1 硫化矿的种类与可浸性比较 (1) 常见的硫化矿
矿物 黄铜矿 辉铜矿 斑铜矿 铜蓝 黝铜矿 砷黝铜矿 银黝铜矿 方铜矿 硫砷铜矿 硫铜钴矿
分子式Βιβλιοθήκη Baidu
Cu%
CuFeS2
34.5
Cu2S
78.9
Cu5FeS4
63.3
CuS
66.4
(Cu,Fe)12Sb4S12
52.1
4Cu2S.As2S3
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(二) 黄铜矿的浸出
(1) 黄铜矿的溶解机理
黄铜矿细菌氧化的可能先后顺序: CuFeS2 →Cu9Fe9S16 →CuFeS1-x→CuS2 →Cu9S5 →Cu2S →CuS →Cu O ( CuCl、 CuCl 、Cu 2OCl2)→Cu 3SO4( OH)4 → CuSO4 。这些中间矿物基本是按铜浸出 率的高低 , 即氧化程度的高低 ,先后被细 菌转化成主矿物; 而且黄铜矿M一icro旦bio开－h始ydro被metallurgy
57.7
(Ag.Cu.Fe)12(As2Sb)4S13 -
CuFe2S3
23.3
Cu3.AsS4
48.3
Cu(Co,Ni)2S4
-
晶型 正方 斜方 正方 六方 等轴 等轴 等轴 斜方 斜方 等轴
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(2)
各种硫化铜矿的浸出效果
就铜矿而言,中温细菌浸出时,各种硫
CuS + Fe2(SO)3 → CuSO4+2FeSO4+S0
(2)
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(2) Cu2S和 CuS之间存在一系列中 间产物
但在辉铜矿浸铜的电化学研究中证 实 ,在 Cu2S和 CuS之间存在一系列中间 产物，其中一些具有稳定的组成和固定 的氧化还原电位 ,如果辉铜矿在浸出过程 中的变化过程与这些电化学研究一致， 则方程式（1）的产物应该是Cu2-xS 而不 是 CuS,其浸出速率常数也M应icro该bio是－hy一drom个eta随llurgy
(2) Fe ( Ⅲ) , Cu ( Ⅱ) 等对细菌浸出的 影响
直接间接作用争议的核心是细菌与 Fe (Ⅲ)的功能 地位 , 显然 , 细菌的作用是首位的, 在黄铜矿浸出体系, 缺少细菌 , 浸出是十分缓慢而短暂的 , 即使是 Fe(Ⅲ) 浸出 , 也需要细菌反复再生。吸附菌体通过多糖层的 Fe (Ⅲ) 对矿物起作用,它与溶液中 Fe (Ⅲ) 直接对矿物 起作用 , 效果完全不一样。由于矿石的复杂性及细菌 的多样性 , 细菌作用也就变得复杂多样 , 直接或间接作
在从辉铜矿到铜蓝的转化过程中 , 固体产物始终是P-型半导体 ,其禁带约为 1.8eV 。辉铜矿的导带由铜的4s 轨道演 化而来, 而价带是从硫的3 p 能级导出。 辉铜矿的离子模型为: (Cu+)2S2－ ;对于缺 铜的辉铜矿 Cu2-xS, 其离子模型为: (Cu+) 2－x (Cu2+)x S2－ 。在能带模型中 ,每失去 一个Cu ,就有一个空穴产生。Cu＋ 的离
微生物湿法冶金技术产生于上世纪中叶 ,是生 物技术与湿法冶金技术相互交叉的边缘学科。
经历了半个世纪的发展 ,其M在icro产bio业－化hyd和rom基et础allu理rgy
（1）在铜矿湿法冶金中的应 用
生物技术在铜矿的应用是最早的，目前正在进行 建设年产20 000t 阴极铜的微生物堆浸厂的可行性研究 工作。目前全世界有12个铜的生物氧化浸出厂 ,美国和 智利用 SX2EW 法生产的铜中约有50 %以上都采用生 物堆浸技术,最典型的是智利北部的奎布瑞达布兰卡 (QuebradaBlanca, 海拔4400 m )是海拔最高的湿法炼铜 厂。它处理的矿石含铜 1.3%,主要矿物为辉铜矿和蓝 铜矿 ,采用薄层细菌堆浸技术 ,铜的浸出率达 82 %。 1994 年 9 月投产 ,生产能力为年产7.5万t 阴极铜。为
铜的硫化物有一个固溶体 区间 辉铜中矿间和产铜物蓝组之成间为,为C蓝u1+辉xS铜，矿x =,组0～成1及,成在分25介℃于时
的标准生成自由能见表1。
由表 1 可见 ,在辉铜矿氧化浸出过程中 ,随着 铜离子的不断浸出 ,会形成类似于铜硫固溶体的
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（3）固体产物始终是P-型 半导体
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(各3)种表硫化面矿固中黄态铜矿产是物最难膜浸出的，其
原因在于
其表面随反应的进行生成了固态产物层覆盖 于矿物表
面从而阻碍了反应的进一步进行。
对表面固态产物膜有三种不同的观点：
a）铁矾层：由于浸出液中有大量的SO42+和 Fe3+存在，随反应的进行pH会升高，因此有 可能在矿粒表面形成致密Fe2( SO4)3的盐层 使反应难以进行；
b）元素硫层：在反应过程中有大量的元素硫
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（4） 黄铜矿细菌浸出的一些规律
1)黄铜矿细菌浸出的速率是化学浸出的速率的 5~10倍；
2)在. 生成铁矾的情况下，细菌浸出要明显的低
于化学浸出的速率；
3)细菌浸出的速率随矿石的粒度减小而上升；
4)氧O2和CO2的供应会导致细菌浸出的速率变 化；
5)必须对细菌进行驯化；
6)原电池效应和黄铁矿的存在会加快细菌浸出 的速率；
7)低品位的黄铜矿的浸出的速M率icro比bio精－h矿ydr要ome高tall。urgy
目6前.,3高品产位、业易选化别进矿产展资源日趋减少,低品
位、难选冶资源日益受到重视。而传统的开发方式 非常不适应开发低品位资源,而且对环境还有一定 程度的破坏。资源开发与环境保护之间存在着诸多 问题。因此,对于低品位、难选冶资源的开发利用, 微生物湿法冶金技术显示出了巨大潜力。微生物冶 金技术可以很经济地处理低品位、难处理矿石和传 统开发方式留下的矿产废料 ,且该技术对环境危害 小、投资少、能耗低、药耗少。